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第四章 凸轮机构 重点： 1）从动件常用的运动规律有哪些？有什么特点？ 2）凸轮机构的压力角与传动效率有什么关系？基园半径与压力角有什么关系？ 3）滚子从动件的滚子半径大小如何选择？ 4）直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制。 4-1 凸轮机构的应用和分类 一、组成及应用 凸轮、从动件、机架。 凸轮机构主要的运动形式： 凸轮连续匀速转动（或往复直线运动） 从动件匀速或非匀速、连续或不连续的 往复直线运动或摆动(任意运动规律) 二、凸轮机构的类型 1.按凸轮形状分 盘形凸轮——是一个绕固定轴转动，并且其上有不同曲率半径的盘形零件。 移动凸轮——当盘形凸轮的回转中心趣于无穷远时，则为移动凸轮，此时凸轮相对机架作直线运动。 圆柱凸轮——在圆柱面上加工出曲线的工作表面，即为圆柱凸轮。也可视将移动凸轮绕一固定轴线卷成圆柱体而成。 2.按从动件的形状分 尖顶从动件： 点接触，磨损快，用于受力不大、低速的凸轮机构。 滚子从动件： 线接触，较尖顶耐磨，可承受较大的载荷，应用较广。但实现的运动规律有限。 平底从动件： 传动效率高，接触处容易形成润滑油膜，适用于高速，但不能与凹陷的凸轮轮廓接触。 3.按从动件的运动形式分 直动从动件 摆动从动件 4.按从动件与凸轮回转中心的相对位置分 对心凸轮机构 偏置凸轮机构 5.凸轮与从动件维持高副接触的方法 (1) 力封闭法（力锁合）─弹簧力、从动件重力或其它外力 (2)几何封闭法（型锁合）─利用高副元素本身的几何形状 三、凸轮机构的优缺点 优点：只需适当的凸轮轮廓，便可使从动件实现任何形式的运动规律，且结构简单、紧凑，设计方便。 缺点：高副接触，易磨损，不宜传递很大的力。凸轮制造较复杂，精度要求高时需用数控机床加工。 应用：自动化或半自动化机械中 §4-2 从动件的常用运动规律 一、凸轮轮廓与从动件运动规律的关系 基本参数： 基圆——以凸轮轮廓的最小向径为半径所作的圆，记为rb 。 推程运动角（升程运动角）fh 升程h——从动件的最大位移。 远休止角fs′ 回程运动角fh′ 近休止角fs 二、从动件常用的运动规律 1.等速运动规律 运动规律线图及绘制。 特点：从动件在运动的开始和终止瞬时，速度发生突变，使加速度理论上为无穷大，导致从动件产生极大的惯性力，从而产生强烈的冲击。 ——刚性冲击 应用：低速以及从动件质量不大的场合。 2.匀加速度匀减速度运动规律（抛物线运动规律） 运动规律线图及绘制。 3.间谐运动规律（余弦加速度运动规律） ——质点在圆周上作匀速运动，它在这个圆的直径上的投影所构成的运动即为间谐运动。 特点：在行程的开始和终止瞬时有柔性冲击，但当加速度曲线保持连续时，则无冲击。 应用：可用于速度较高的凸轮机构中。 从动件运动规律的选择： 1）不严格要求运动规律时，为使加工方便，可用圆弧、直线或其他容易加工的直线。 2）有一定运动规律要求时，则要按特定的运动规律来设计。 3）对转速较高的凸轮机构，为避免大的惯性力，即使对运动规律无特殊要求，也要考虑适当的运动规律来设计凸轮轮廓。 §4-3 按已知运动规律绘制凸轮轮廓 凸轮轮廓的图解法设计原理——“反转法” 根据相对运动原理，给整个机构一（-w1）的速度，机构各构件间的相对运动不变。 凸轮… … …不动 随机架以（ -w1）的速度绕O轴转动 从动件 在导杆中往复移动 一、直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制 1.尖顶从动件 2. 滚子从动件 以滚子中心为尖顶作理论轮廓，再以其上的各点为圆心，作一系列滚子圆，作滚子圆的内包络线即为实际轮廓。 3. 对心直动平底从动件盘形凸轮的设计 以平底与导路的交点为为尖顶作理论轮廓，…… 二、偏置直动从动件盘形凸轮的设计 尖顶从动件 设计要点： 1）由于采用的是反转法，所以在划分运动角度时，一定要沿已知的凸轮运动方向的相反方向进行，这样，凸轮机构才能按给定的运动规律运动。 2）弄清从动件与凸轮回转中心的相对位置。 3）对滚子或平底从动件，先作理论轮廓，再通过包络线作实际轮廓。 §4-4 凸轮机构设计中应注意的问题 从减小凸轮与从动件滚子间的接触应力来看，滚子半径越大越好，但是滚子半径增大后对凸轮的实际轮廓有