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任务三 凸轮机构 一.任务资讯 凸轮机构的优缺点 二.任务分析和计划 （二）从动件常用的运动规律 1.等速运动规律 2.等加速-等减速运动规律 3.简谐运动规律 1.等速运动规律 2.等加速-等减速运动规律 三 任务实施 （一）本任务的学习目标 图解法设计凸轮轮廓曲线 根据工作条件要求，确定从动件的运动规律，选定凸轮的转动方向、基圆半径等，进而对凸轮轮廓曲线进行设计。 设计方法: 1.图解法：简便易行、直观，但精度较低，可用于设计一般精度要求的凸轮机构。 2.解析法:精度高，但计算量大，多用于设计精度要求较高的凸轮机构。 五. 任务拓展 2. 凸轮机构设计中应注意的几个问题 设计滚子从动件时若从强度和耐用性考虑，滚子的半径应取大些。滚子半径取大时，对凸轮的实际轮廓曲线影响很大，有时甚至使从动件不能完成预期的运动规律。 ①.凸轮理论轮廓为内凹时 由图(a)可得 ρ =ρmin+rT 实际轮廓曲线曲率半径总大于理论轮廓曲线曲率半径。因此，不论选择多大的滚子，都能作出实际轮廓曲线。 一般推荐rT=0.8ρmin。 为了避免出现尖点，一般要求ρ min≥3～5mm。 ②根据压力角确定rb 诺模图 作业 P49 （7） （8） 作业 P48 (1)，(3) 凸轮轮廓曲线的设计 e s B1 B -? B0 rb ? S -? 1、图解法的原理 假想给整个凸轮机构加上一个与凸轮角速度?大小相等、方向相反的角速度（- ?），凸轮将处于静止状态；机架则以（ - ?）的角速度围绕凸轮原来的转动轴线转动；而从动件一方面随机架转动，另一方面又按照给定的运动规律相对机架作往复运动。 ——反转法 1、图解法的原理（反转法） 凸轮轮廓曲线的设计 原机构 转化机构 凸轮 从动件 机架 ? ? - ? =0 0 0 - ? = - ? o S 90o 120o 1 2 3 5 6 7 h 150o 4 δ 8 -? 2. 凸轮轮廓设计——作图法 尖顶移动从动件盘型凸轮机构 （1）选取适当的比例尺作出 位移线图； （2）按基本尺寸作出凸轮机构的 初始位置； （3）按-? 方向划分基圆周得 c0、c1、c2…… 等 点；并过这 些点作射线，即为反转后的导路线； （4）在各反转导路线上量取与位移 图相应的位移，得B1、B2…… 等 点，即为凸轮轮廓上的点。 rb B0 B1 B2 B4 B8 ? B5 c1 c2 c4 c5 120o c8 B6 B7 c6 c7 c0 c3 150o 90o B3 滚子从动件凸轮轮廓曲线的设计步骤： （1）画出滚子中心的轨 迹?（称为理论轮廓曲线） （2）以理论轮廓上的点为圆心，滚子半径rT为半径作一系列的滚子圆，再画滚子圆的内包络线，则为从动件凸轮的实际轮廓曲线。 注意： （1）理论轮廓与实际轮廓互为等距曲线； （2）凸轮的基圆是指理论轮廓曲线上的基圆。 n n B C r0 rT 实际轮廓曲线 β 理论轮廓曲线 β′ 对心平底直动从动件盘形凸轮 图解法设计凸轮轮廓曲线 图解法可以简便地作出凸轮轮廓，但作图误差较大，不够精确，所以只适用于对从动件运动规律要求不太严格的地方。对于精度要求高的高速凸轮等，必须用解析法精确设计。 下一页 1. 解析法设计凸轮轮廓曲线 用解析法设计凸轮轮廓的实质是建立凸轮轮廓曲线的数学方程式，进而准确地计算出凸轮轮廓线上各点的坐标值，以便对凸轮进行加工和检验。 偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计 建立凸轮转轴中心的坐标系xOy 根据反转法原理，凸轮以w转过j角； B点坐标为 上式即为凸轮理论廓线方程 实际廓线与理论廓线在法线上相距滚子半径rT，则推出 式中取“—”号时为内等距曲线，取“＋”号时为外等距曲线 1. 用解析法设计凸轮机构 （1）滚子半径的选择 滚子半径的选择 （1）滚子半径的选择 ②当理论廓线外凸时(可分为三种情况) r = r min- rT 1) r min rT时 r 0这时所得的凸轮实际轮廓为光滑的曲线(如图b) 2) r min= rT 时r = 0，实际轮廓线变尖，极易磨损，产生失真(如图c)。 3) r min rT 时r 0， 即实际曲线出现交叉会出现严重失真(如图d)。 （1） 滚子半径的选择 凸轮对从动件的作用力F的方向与从动件上力作用点的速度方向之间所夹的锐角a称为压力角。 （2）压力角的校核 自