3 凸轮机构及其设计

31 凸轮机构的应用及其分类32 从动件常用运动规律

33 盘形凸轮机构基本尺寸的确定

34 根据预定运动规律设计盘形凸轮轮廓曲线

35 空间凸轮机构简介

一、凸轮机构的应用二、凸轮机构的分类三．凸轮机构的工作原理四、凸轮机构的设计任务

31 凸轮机构的应用及分类

1 、凸轮机构：凸轮是一个具有曲线轮廓的构件。含有凸轮的机构称为凸轮机构。它由凸轮、从动件和机架组成。

一、凸轮机构的应用

2 、凸轮机构的应用

内燃机配气凸轮机构

隆回职中

凸轮机构的应用

隆回职中

打标机

进刀凸轮机构

隆回职中

凸轮机构的优点：只需确定适当的凸轮轮廓曲线，

即可实现从动件复杂的运动规律；

结构简单，运动可靠。

缺点：从动件与凸轮接触应力大 , 易磨损

用途：载荷较小的运动控制

一）按凸轮的形状分

二、凸轮机构的分类

1 、盘形凸轮 2 、移动凸轮

一）按凸轮的形状分

3 、圆柱凸轮4 、圆锥凸轮

1 、尖顶从动件

二）按从动件上高副元素的几何形状分

2 、滚子从动件 3 、平底从动件

三）、按凸轮与从动件的锁合方式分

1 、力锁合的凸轮机构

2 、形锁合的凸轮机构1 ）沟槽凸轮机构

2 ）等径凸轮机构 3 ）等宽凸轮机构

隆回职中

4 ）主回凸轮机构

四）、根据从动件的运动形式分

（对心、偏置）

移动从动件凸轮机构

隆回职中

四）、根据从动件的运动形式分

摆动从动件凸轮机构

h

三、凸轮机构的工作原理S

(A)

B C

D(,S)

S ’ S’

hSA

B ’

O

eC

D

B

O π2

rb

基圆 推程运动角推程运动角远休止角远休止角近休止角近休止角回程运动角回程运动角

三、凸轮机构的工作原理

摆动从动件凸轮机

构A

B

C

D

O1

O2

a

B1

rb

max

l

S

Φ 'Φ'SΦSΦ

π2

h()

(max)

四、凸轮机构的设计任务

3 ）凸轮机构曲线轮廓的设计4 ）绘制凸轮机构工作图

1 ）从动件运动规律的设计2 ）凸轮机构基本尺寸的设计

移动从动件：基圆半径 rb ，偏心距 e;摆动从动件：基圆半径 rb ，凸轮转动中心到从动件摆动中心的距离 a 及摆杆的长度 l;滚子从动件：除上述外，还有滚子半径 rr 。

平底从动件：除上述外，平底长度 L 。

O1

O2

a

l

O1

e

3―2 从动件常用运动规律

一、基本运动规律

二、组合运动规律简介

三、从动件运动规律设计

升—停—回—停型(RDRD)

升—回—停型(RRD)

升—停—回型(RDR)

升—回型(RR)

运动循环的类型

S

Φ 'ΦSΦπ2

()

S

Φ 'Φ'SΦSΦ

π2

()S

Φ 'Φ'SΦ

π2

()

S

Φ 'Φπ2

()

0,,

2,2

vhs

hs

22

2

22

4

)(4

)(2

ha

hv

hhs

等速运动规律

0

a

a=0

2 、 n=2 的运动规律

22

21

2210

2

2

ca

ccv

cccs

0

sh

0

v

v

2,2

0,0,0

hs

vs

22

2

22

4

4

2

ha

hv

hs

0

j

0

v

v max

0

s

h

a max

0

a

-am

ax

等加速等减速运动规律

刚性冲击

柔性冲击 柔性冲击

增加多项式的幂次，可获得性能良好的运动规律

s

v

a

j

0

0

0

0

（二）余弦加速度规律

3222

2

1

21

11

)cos(

)sin(

)cos(cos

cccvdts

ccadtv

ctca

hs

vs

,

0,0,0

)cos(2

)sin(2

)cos(12

2

22

ha

hv

hs

柔性冲击

（三）正弦加速度规律

3222

2

1

21

11

)2

sin(4

)2

cos(2

)2

sin()sin(

cccvdts

ccadtv

ctca

hs

s

,

0,0

)2

sin(2

)2

cos(1

)2

sin(21

2

2

ha

hv

hs

v

0

a

j

0

0

s

0

h

运动规律组合应遵循的原则：

1 、对于中、低速运动的 凸轮机构，要求从动件的 位移曲线在衔接处相切，以保证速度曲线的连续。

2 、对于中、高速运动的凸轮机构，则还要求从动件的 速度曲线在衔接处相切，以保证加速度曲线的连续。

二、组合运动规律简介

a

O

A B

C

D E

FO

梯形加速度运动规律

a

改进型等速运动规律

0

0

a

a=0

v0

s

h

从动件常用基本运动规律特性

等 速 1.0 刚性 低速轻载等加速等减速 2.0 4.00 柔性 中速轻载余弦加速度 1.57 4.93 柔性 中速中载正弦加速度 2.00 6.28 无 高速轻载

运动规律 vmax

(h/)amax 冲击特性 适用范围

(h2/2)

三、从动件运动规律设计：1 、从动件的最大速度 vmax 要尽量小；2 、从动件的最大加速度 amax 要尽量小；3 、从动件的最大跃动度 jmax 要尽量小。

隆回职中

二、盘形凸轮机构的设计 ——解析法

尖顶移动从动件盘形凸轮机构

隆回职中

（ 1 ） 尖顶移动从动件盘形凸轮机构的设计

x

2

S

S

O

B1

e

SS

0

rb

y-

B

C0C

B0

隆回职中

（ 3）滚子从动件盘形凸轮机构的设计

On

n

B0 B

rb

’’

’

y

x

rr

C’

C’’

C’

B

C’’

rr

rr

rm

（a）理论轮廓曲线的设计（ b ）实际轮廓

隆回职中

（ d）滚子半径的确定

当 rr<min 时，实际轮廓为一光滑曲线。当 rr=min 时，实际轮廓将出现尖点，极易磨损，会引起运动失真。

rr

bminmin

rr<min

bmin = min - rr> 0rr=min

min

bmin = min - rr= 0

rr

隆回职中

凸轮小结盘状凸轮的特点

运动规律的特性

基本尺寸的关系

反转法设计的方法

隆回职中

习题： 3-3. 3-8, 3-9,