第3章 凸轮机构及其设计
1、图（a）和图（b）分别为滚子对心直动从动件盘形凸轮机构和滚子偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知：R=100mm，OA=20mm，e=10mm，rT=10mm，试用图解法确定；当凸轮自图示位置（从动件最低位置）顺时针方向回转90°时两机构的压力角及从动件的位移值。
（a） (b)
题1图
2、图示给出了某直动推杆盘形凸轮机构的推杆的速度线图，当凸轮以1等速转动时，试求：
（1） 定性地画出该推杆的位移线图和加速度线图；
（2） 说明此种运动规律的名称和特点（指v，a的大小，以及冲击性质等）；
（3） 说明该种运动规律的适用场合。
题3图
3、设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮回转方向及从动件初始位置如图所示。已知偏距e=10mm，基圆半径r0=40mm，滚子半径rT=10mm，从动件运动规律如下：Φ=150°，ΦS=30°，Φ’=120°，Φ′S=60°，从动件在推程以简谐运动规律上升，行程h=20mm；回程以等加速等减速运动规律返回原处，试绘出从动件位移线图及凸轮轮廓曲线。
4、设计一平底直动从动件盘形凸轮机构，凸轮回转方向及从动件初始位置如图所示。已知基圆半径r0=60mm，行程h=20mm，Φ=150°，ΦS=30°，Φ’=120°，Φ′S=60°，从动件在推程以简谐运动规律上升，回程以等加速等减速运动规律返回原处，试绘出该机构凸轮轮廓曲线并决定从动件底面应有的长度。
题4图 题5图
5、设计一平底摆动从动件盘形凸轮机构，凸轮回转方向和从动件初始位置如图所示。已知lOA=75，r0=30mm，从动件运动规律如下：Φ=180°，ΦS=0°，Φ’=180°，Φ′S=0°，从动件推程以简谐运动规律顺时针摆动，ψmax=15°；回程以等加速等减速运动规律返回原处。试绘出凸轮轮廓曲线并确定从动件的长度。
第四章 凸轮机构及其设计
题4-9 解：推杆在推程段及回程段运动规律的位移方程为：
1）推程： （0º≤ ≤150º）
2）回程：等加速段 （0º≤ ≤60º）
等减速段 （60º≤ ≤120º）
计算各分点的位移值如下：
总转角
0º 15º 30º 45º 60º 75º
s 0 1.6 3.2 4.8 6.4 8
总转角 90º 105º 120º 135º 150º 165º
s 9.6 11.2 12.8 14.4 16 16
总转角 180º 195º 210º 225º 240º 255º
s 16 15.5 14 11.5 8 4.5
总转角 270º 285º 300º 315º 330º 360º
s 2 0.5 0 0 0 0
取 =1 mm /mm作图如题图4-9所示。
想一想：
1）什么是正偏置和负偏置？各有何优缺点？
2）凸轮廓线上出现什么情况时将会引起刚性冲击？
3）凸轮廓线上任一点的压力角是如何确定的？
题图4-9
题4-10 解：推杆在推程及回程的运动规律的位移方程为：
1）推程 （0º≤ ≤150º）
2）回程 （0º≤ ≤120º）
计算各分点的位移值如下：
总转角
0º 15º 30º 45º 60º 75º
s 0 0.171 1.158 3.262 6.349 10.00
总转角 90º 105º 120º 135º 150º 165º
s 13.65 16.74 18.842 19.83 20 19.24
总转角 180º 195º 210º 225º 240º 255º
s 17.07 13.83 10.00 6.173 2.929 0.761
总转角 270º 285º 300º 315º 330º 360º
s 0 0 0 0 0 0
课 时 计 划
课题：第13章 凸轮机构 2006年10月12日第1,2节
教学目的：使学生了解和掌握实际应用中凸轮机构组件的用途、与其特点。
德育要点：培养学生严谨的工作态度，认真对待自己所作的每一分工作。
重点：凸轮机构的类型、特点和应用
难点：凸轮机构的类型、特点
课型：新授 教具：
步骤 教 学 内 容 教 法 时间
组织教学
复习巩固
问题导入
讲述新课
第13章 凸轮机构
§13-1 凸轮机构的类型、特点和应用
一、凸轮机构的特点和应用
凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成。凸轮与从动件间的运动副为高副。
凸轮机构的优点是：只需设计出适当的凸轮轮廓，就可使从动件实现各种预期的运动规律，结构简单、紧凑、设计方便。其缺点是：凸轮与从动件为点接触或线接触，压强大，易于磨损，难加工，成本高。所以通常多用于传力不大的控制机构。
二、凸轮机构的类型
1．按凸轮形状分
（1）盘状凸轮 这种凸轮是一个绕固定轴线转动且具有变化向径的盘形构件，它是凸轮的最基本形式。
（2）移动凸轮 当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，凸
讲授
举例子
举例子
讲授
3
4
5
5
5
5
5
轮相对机架作直线运动，这种凸轮叫移动凸轮。
（3）圆柱凸轮 将移动凸轮卷在圆柱体上即形成圆柱凸轮。
2．按从动件形状分
（1）尖底从动件 尖底能与任何复杂的凸轮轮廓保持接触，因此能实现任意的运动规律。但尖底容易磨损，故常用于受力不大、低速的情况，如仪表机构等。
（2）滚子从动件 其结构比尖底从动件复杂，但因滚子与凸轮轮廓的摩擦为滚动摩擦，故磨损较小，可用于传递较大的动力，因而应用较广。
（3）平底从动件 其与凸轮轮廓接触为一平面，不能与内凹的凸轮轮廓接触，故不能实现任意的运动规律。这种从动件的优点是：不计摩擦时，受力平稳，效率高，润滑好，故常用于高速传动。
第八章习题
8-1 设一直动推杆的行程h=32mm，要求推程角，按余弦
加速度运动，远停角，回程角，按等速运动，近休止
角，计算后绘出推杆的位移曲线。 o1200=ϕ
o30s=ϕo1500=′ϕ
o60s=′ϕ8-2 已知对心尖顶从动件的行程h=50mm，推程角20ٛ=πϕ，凸轮转速minr600=n。若从动件分别按等加速等减速、正弦加速度规律运
动，试绘出其从动件位移曲线，并在该线图上标明最大速度的数值及
其发生的位置。
8-3 在尖顶对心直动从动件盘形凸轮机构中，图8-33所示从动件的运动规律尚不完整。试在图上补全各段的ϕϕϕ−−−avs,,曲线，并
指出哪些位置有刚性冲击？哪些位置有柔性冲击？ S
ϕ
ϕ
ϕV
a0π323ππ43π53π2π
xϕ
βRs
A
OA’B’
O’ωrb
图8-33 图8-34
8-4 在对心直动从动件凸轮机构中，已知从动件重力为7.5N，行程h=50mm，从动件的推程时间为s121，若①尖顶从动件以余弦加速
度运动；②尖顶从动件以等加速、等减速规律运动，试比较以上两种运动规律所能达到的最大速度和保证从动件与凸轮接触所需最大的
力。 8-5 设凸轮以角速度ω转动，其推程运动角0ϕ和从动件行程h均
为已知。当从动件按二次多项式运动规律运动时，其最大和最小加速度出现在什么位置？的数值为多大？ maxa8-6 在直动从动件盘形凸轮机构中，凸轮按顺时针方向转动，已知行程h=20mm，推程角，基圆半径o450=ϕmm50b=r，偏距，
且偏置于使推程压力角减小的一侧。 0mm2=e
1）试计算等速运动规律时的最大压力角maxα；
2）假定最大压力角近似出现在从动件速度达到最大值时的位置，
试计算等加速等减速、余弦加速度和正弦加速度运动规律时的最大压力角maxα。
8-7 在图8-34所示对心平底直动从动件圆盘凸轮机构中，已知圆盘的半径，圆心与转轴中心的距离，试
求从动件的运动方程。当凸轮转速mm50=Ro90,mm30===′βOOla
