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2007年10月 机械设计基础 第三章 凸轮机构设计 3－1 凸轮机构的应用和分类 3－2 从动件的常用运动规律 3－3 盘状凸轮轮廓的设计 3－4 设计凸轮机构应注意的问题 习题 1.以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为凸轮的_ 。 作图题 设计一偏置尖顶直动从动件盘形凸轮机构。已知从动件的运动规律， 曲线如图所示，凸轮的偏距e=10mm，凸轮基圆半径r=40mm、回转方向及从动件的初始位置如图所示，试用图解法绘出凸轮的轮廓。[说明] 作图过程可不作文字说明，但必须保留作图线。 作图题 设计一对心尖顶直动从动件盘形凸轮机构。已知从动件的运动规律， 曲线如图所示，凸轮基圆半径r=40mm、回转方向为顺时针，从动件的初始位置如图所示，试用图解法绘出凸轮的轮廓。[说明] 作图过程可不作文字说明，但必须保留作图线。 习题 1.以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为凸轮的_ 基圆 。 rb -ω ω δ 0 7 9 4 5 8 1 3 2 6 10 1 ′ 2 ′ 3 ′ 4 ′ 7 ′ 8 ′ 9 ′ 5 ′ 10 ′ 6 ′ rb -ω ω δ 0 7 9 4 5 8 1 3 2 6 10 1 ′ 2 ′ 3 ′ 4 ′ 7 ′ 8 ′ 9 ′ 5 ′ 10 ′ 6 ′ 实际廓线 理论廓线 2) 设计 注意：1. 基圆半径为理论廓线最小向径； 　　　2. 先求理论廓线，后作包络线，得实际廓线。 包络线 3－3 盘状凸轮轮廓的设计 2. 平底从动件 1) 分析 ω ω 尖顶轨迹线 3－3 盘状凸轮轮廓的设计 1 ′ 2 ′ 3 ′ 4 ′ 7 ′ 8 ′ 9 ′ 5 ′ 10 ′ 6 ′ 2) 设计 理论廓线 7 9 4 5 8 1 3 2 6 10 rb -ω ω δ 0 3－3 盘状凸轮轮廓的设计 a.将基圆沿-ω方向将 和 与位移线图进行对应等分； c. 光滑连接i 得凸轮理论廓线； ′ ′ b.过等分点作射线；在射线上度量出相应推杆的位移，得尖顶轨迹点i ； 设计步骤： d. 作平底线的其包络线——实际廓线。 ′ 1 1 2 3 ′ 3 ′ 2 ω rb -ω 结论： a. 偏置式凸轮机构中从动件导路线始终切于偏置圆； b. 导路线与基圆交点为推杆尖顶最低点——其始点。 e 二、偏置式凸轮廓线的设计 1. 尖顶从动件 1) 相对运动分析 偏 距 圆 3－3 盘状凸轮轮廓的设计 ′ 2 2) 设计 已知条件：凸轮转向、基圆半径偏置圆半径。 ω rb e -ω 1 o 2 3 导路线 ′ 3 δ 0 ′ δ 0 a. 连接回转中心与推杆其始点，将基圆沿-ω方向将 和 与位移线图进行对应等分； c. 光滑连接i 得凸轮廓线。 ′ ′ b.过等分点作偏置圆切线；并在其上度量出相应推杆的位移，得尖顶轨迹点i ； 设计步骤： 注意：也可在偏置圆上进行运动角等分，通过其等分点作偏置圆切线以获得导路线。 1 2 3 3－3 盘状凸轮轮廓的设计 解析法设计凸轮轮廓曲线 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 3－3 盘状凸轮轮廓的设计 摆动滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计 取摆杆的轴心A0与凸轮轴心O之连线为坐标系的y轴，Bo点是摆动杆的推程起始位置，摆动杆与y轴的夹角为初始角。根据反转法原理，得出B点坐标。 其中 3－3 盘状凸轮轮廓的设计 作图法设计凸轮轮廓曲线 偏置直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的设计 3－3 盘状凸轮轮廓的设计 滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计 3－3 盘状凸轮轮廓的设计 凸轮轮廓的加工 凸轮轮廓的加工方法通常有两种 1.铣、锉削加工 对用于低速、轻载场合的凸轮，可以应用反转法原理在未淬火凸轮轮坯上通过作图法绘制轮廓曲线，采用铣床或用手工锉削办法加工而成。必要时可进行淬火处理，但用这种方法则凸轮的变形难以得到修正。 2.数控加工 采用数控线切割机床对淬火凸轮进行加工，这是目前最常用的一种凸轮加工方法。加工时应用解析法，求出凸轮轮廓曲线的x,y坐标，并将xOy坐标系的原点换算成切割时的起点，而滚子半径相当于钼丝半径再加上放电间隙。 3－3 盘状凸轮轮廓的设计 一、 凸轮机构的压力角 3－4 设计凸轮机构应注意的问题 一、 凸轮机构的压力角 从动件的运动方向和凸轮作用于它的法向力Fn方向之间所夹的角 称为压力角。 由上述关系式知，压力角a愈大，有效分力Ｆy愈小，有害分力 愈大。当 角大到某一数值时，必将