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* 第6章 凸轮机构 返回 6.1 凸轮机构的应用和分类 1．凸轮机构的应用 （1）实例 内燃机配气凸轮机构 自动机床进刀机构 自动机床凸轮机构 （2）特点 适当的设计凸轮廓线可实现各种运动规律，结构简单，紧凑； 但易磨损，传力不大。 2．凸轮机构的分类 （1）按凸轮的形状分 1）盘形凸轮 2）移动凸轮 3）圆柱凸轮 （2）按推杆形状及运动形式分 1）尖顶推杆、滚子推杆和平底推杆 2）对心直动推杆、偏置直动推杆和摆动推杆 （3）按保持高副接触方法分 1）力封闭的凸轮机构 2）几何封闭的凸轮机构 6.2 推杆的运动规律 基圆 基圆半径 r0 推程 推程运动角 远休 远休止角 回程 回程运动角 近休 近休止角 行程 h 推杆运动规律： s＝ s(t) ＝s(Φ ) v＝ v(t) ＝ v (Φ ) a＝ a(t) ＝ a (Φ ) 1．名词术语及符号 2．推杆常用的运动规律 推程时：s = hδ /δ0 在始末两瞬时有刚性冲击。 推杆等加速推程段： s = 2hδ 2/δ02 推杆等减速推程段： s = h－2h(δ0－δ )2/δ02 在始、中、末三瞬时有柔性冲击。 1）一次多项式运动规律（等速运动规律） 2）二次多项式运动规律（等加速等减速或抛物线运动规律） 推程时：s＝h[(δ /δ0)－sin(2π δ /δ0) /(2π)] 推程时：s＝h[1－cos(πδ /δ0)]/2 在始、末两瞬时有柔性冲击。 3）余弦加速度运动规律（简谐运动规律） 4）正弦加速度运动规律（摆线运动规律） 既无刚性冲击，又无柔性冲击。 3．推杆的运动规律的选择 1）机器的工作过程只要求凸轮转过角度δ0时，推杆完成一 个行程 h或角行程Φ，而对其运动规律并未作严格要求。 在此情况下，可考虑采用圆弧、直线或其他简单曲线为凸轮 廓线。 2）机器的工作过程对推杆的运动规律有完全确定的要求。 此时只能根据工作所需要的运动规律来设计。 3）对于速度较高的凸轮机构，还应考虑该种运动规律的速 度最大值vmax、加速度最大值amax和跃度的最大值 jmax等。 6.3 凸轮机构的压力角 1．凸轮机构的压力角 若α 大至使F增 至无穷大时，机构将发生自锁。 凸轮机构的压力角是指推杆所受正压力的方向与推杆上点 B 的速度方向之间所夹的锐角， 它是影响凸轮机构受 力情况的一个重要参数。 常以α表示。 在其他情况不变的情况下， α 愈大，F愈大， 此时机构的压力角称为临界压力 角αc， 为保证凸轮机构能正常运转，应使其最大压力角αmax小于临 界压力角αc， 增大l， 减小b， 可以使αc值提高。 通常 规定：凸轮机构的最大压力角αmax应小于某一许用压力角[α]， 生产实际中，为了提高机构的效率，改善其受力情况， 即 αmax[α] ([α]αc) 许用压力角[α]的一般取值为 推程时： 直动推杆[α]＝30° ～ 38° 摆动推杆[α]＝40°～ 45° 回程时： [α]＝70 °～ 80° 2．凸轮基圆半径的确定 tanα＝[(ds/dδ )－e]/[（r02－e2)1/2＋s] 在偏距一定，推杆的运动规律已知的条件下， 可减小压力角α， 加大基圆半径r0， 从而改善机构的传力特性， 但机构的尺寸会增大。 （2）凸轮基圆半径的确定 凸轮基圆半径的确定的原则是：应在满足αmax≤[α]的条件下， 合理地确定凸轮的基圆半径，使凸轮机构的尺寸不至过大。 先按满足推程压力角α≤[α]的条件来确定基圆半径r0， 即 r0≥{[(ds/dδ － e)/tan[α] － s]2+e2}1/2 用上式计算得 r0随凸轮廓线上各点的ds/dδ、s值的不同而不 同， 故需确定 r0 的极大值，即为凸轮基圆半径的最小半径值。 （1）凸轮机构的