第3章 凸轮机构设计-1概论

2）按从动件的形状分：
3）按从动件的运动形式分：
移动从动件 (Translating Follower)
对心移动从动件 偏置移动从动件
3）按从动件的运动形式分：
摆动从动件 (Oscillating Follower)
4）按凸轮高副的锁合方式分：力锁合 (Force Closure)
4）按凸轮高副的锁合方式分：形锁合(Profile Closure)。
移动凸轮(Translating Cam)
二、凸轮机构的分类 1）按凸轮的形状分：
圆柱凸轮 （空间凸轮）(Spatial Cam)
二、凸轮机构的分类 2）按从动件的形状分：
尖顶从动件 (Tip Follower)
滚子从动件 (Roller Follower)
平底从动件 (Flat-faced Follower)。
一、凸轮机构的应用
等 径 凸 轮 的 应 用
一、凸轮机构的应用
圆 柱 凸 轮 机 构 的 应 用
一、凸轮机构的应用
利 用 凸 轮 机 构 转 位
一、凸轮机构的应用 —— 靠模
一、凸轮机构的应用
1）移动料斗4至型腔上方，并使料斗振 动， 将粉料装入型腔。
2）下冲头6下沉，以防止上冲头12下压时将 型腔内粉料抖出。
沟槽凸轮
等宽凸轮
等径凸轮
一）按凸轮的形状分：
盘形凸轮 移动凸轮 圆柱凸轮
凸
尖顶从动件
轮 机
二）按从动件上高副元 素的几何形状分：
滚子从动件
构
平底从动件
的
对心移动从动件
分
移动从动件
三）按从动件的运动分
偏置移动从动件
类
摆动从动件
四）按凸轮与从动件维持接 触（锁合）的方式分：
力锁合 形锁合
三、凸轮机构的优缺点 优点：构件少，运动链短，结构简单紧凑；
10
9 11
8
1
2
O1
3）上、下冲头对粉料加压，并保压一 定时间。
4）上冲头退出，下冲头顶出药片。
粉料压片机机构系统图
3
4（料斗） 12（上冲头）
13
型腔
6（下冲头）
5 O3
O2 7
二、凸轮机构的分类 (Classification of Cams) 1）按凸轮的形状分：
平
面
平
凸
面
轮
凸
轮
盘形凸轮(Disk Cam)
a 2h 2 sin( 2 )
2
5' 6' 7'
4' o 3' 2'
1'
1
2
3
456
78
v
这种运动规律的速度及
加速度曲线都是连续的，没 有任何突变，没有冲击，可
o 123 456 7 8 a
适用于高速凸轮机构。
56 78
o 123 4
§3-3 盘型凸轮轮廓的设计
一、基本原理（反转法） 假想给正在运动着的整个凸
φ1
5
6φ
v
0
φ t/2
φ
速度有突变，虽为有限值， a 但对机构仍有冲击。由此引
起的冲击称为柔性冲击。适
用中、低速。
0
φt/2
φ
等加速等减速运动规律(Law of Constant Acceleration and Deceleration Motion)从动件位移曲线绘制方法一
S
0 1
4
9
4
1
t
o
12 3 4 5 6
φ1
φ
等加速等减速运动规律从动件位移曲线绘制方法二
S
6 5
4
3
2
1
t
o
12 3 45 6 φ
φ1
3、余弦加速度运动规律（推程）
s 6'
5' 4'
s h h cos
22
s
h [1
cos(
)]
2
v h sin( )
2
3' h/2
2'
s
1' 0 1 2 3 4 5 6
对动应的的凸最距轮小离转向h角径称r为0‘所行称作程为的。回圆对程称应运为凸动基轮角圆转。 。角称为推程运动角。
BC
行程
hs
A
rb
S
S
e
o
B
近休止角
D 2
S
S
C 推程运动角 远休止角 回程运动角
D
凸轮的基圆
初始位置
凸轮机构的设计任务： 为满足凸轮机构输出件提出的运动要求、 动力要求等，凸轮机构的设计可分成以下四步： （1）从动件运动规律的设计 （2）凸轮机构基本尺寸的设计 （3）凸轮机构轮廓曲线的设计 （4）绘制凸轮机构工作图
二、从动件运动规律
S
(Law of Motion of Follower )
h
1、等速运动规律
V = V0 =常数
O
S = V0 φ
va=0从动件在运动起 Nhomakorabea位置和v0
终止两瞬时的加速度在理论上 O a
由零值突变为无穷大，惯性力
也为无穷大。由此的冲击称为
刚性冲击。适用于低速场合。 O
t1 t
φ1 φ
-
轮机构加上一个与凸轮角速度
s
大小相等、方向相反的公共角速
度（- ），这样，各构件的相对
-
运动关系并不改变，但原来以角
B1
易使从动件得到各种预期的运动规律。 缺点：点、线接触，易磨损；
所以凸轮机构多用在传递动力不大的 场合。
§3-2 从动件常用运动规律及其选择
一、凸轮机构的基本名词术语 s 回 最 凸远 止 应 近 静 相推 心 远程 远 轮凸休 不 的 休 止 应程 最 位位 回轮—止 动 转 止 不 的—近 置置 转的从角 ， 角 角 动 转—位 的到 中基动此 。 ， 角从置 过起 心s圆件过 此 。—s动到 程始 的‘—从程 过——件距，位 行—距称 程推推从离称置程以离为称杆杆距凸为，，凸凸远为在在离轮推从称轮轮休近最最凸回程动为理回，休高低轮转。件回论转凸，位位回中相移程廓中凸轮置置转心应向。线心轮相静中最移上
v
a
2h
2 2
2
cos(
)
该运动规律在推程的起、止瞬
1 2 3 4 5 6
a
amax -amax
时，从动件的加速度有突变，故存 在柔性冲击。适用于中、低速场合。
4 56
1 23
s S=S''-S'
4、正弦加速度运动规律（推程）
s h h sin(2 ) 2
2
s h sin 2
v h [1 cos(2 )]
第三章 凸轮机构设计
§3-1凸轮机构的应用及分类
凸轮（cam） ：具有某种曲线和凹槽的构件。 凸轮机构：由凸轮、推杆和机架三个主要构件所组成的高副机构。
机架3
从动件2
1 O1
一、凸轮机构的应用 (Application of Cams)
内燃机
凸轮组合机构
一、凸轮机构的应用
盘 型 凸 轮 的 应 用
t1 t
φ1 φ
t1
t
φ1
φ
2、等加速等减速运动规律
S
(0~φ t ／2)作等加速运动，h=0~1/2h
（φ t／2~φ t )作等减速运动, h=1/2h~h
加速度和减速度的绝对值相等。
a = a 0 =常数
V= a 0 φ
s
1 2
a0
2
在运动规律推程的始末
点和前后半程的交接处，加
t
o
1 2 34