第九章 凸轮机构及其设计§9-1 凸轮机构的应用和分类 一、凸轮机构的应用：常用的高副机构 自动机械和半自动机械装置中，实现运动比连杆（最多9个点）容易，使用广泛。 1.应用实例 ： （1）内燃机配气机构： 2.凸轮机构及组成：是高副机构 ,有时为机架，一般等速转动、有时摆动。?凸轮：多为主动件?（从动件）：被凸轮直 接推动的构件。连续或间歇的移动或摆动。?推杆?机架：? 3.优点： 易满足任意复杂运动的要求；简单紧凑，工作可靠；易设计。 4.缺点： 易磨损(点线接触—高副)。用于受力不大的场合；加工困难，成本高。 二、凸轮机构的分类： 1.分类： （1）凸轮机构（两活动构件作平面、空间运动） ??盘形凸轮平面凸轮机构???移动凸轮???圆柱凸轮???空间凸轮机构?圆锥凸轮??球面凸轮、弧面凸轮等??? （2）凸轮机构（按推杆运动副形状分） 磨损，用于低速轻载的场合，如仪表?尖顶推杆/从动件：简单不失真易?大力，应用广，中低速?滚子推杆/从动件：摩擦小，传递?直推杆底部）压力角小，效率高，?平底推杆/从动件：受力平稳（垂?润滑好（油膜）高速场合（缺点：易失真） ?
（3）凸轮机构（推杆运动形式）
?轴线通过凸轮回转轴线?对心直动推杆：从动件直动推杆/从动件??轴线不通过凸轮回转轴线?偏置直动推杆：从动件???摆动推杆/从动件?作平面复杂运动从动件:(第98页图4?4)???
（4）凸轮机构（力封闭方式）
?力封闭：spring、G等??形封闭：（虚约束）
2.命名：
以上分类方法组合：
摆动滚子推杆圆柱凸轮机构 偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构
图9-1
§9-2 从动件的运动规律及其选择
一、凸轮与从动件的运动关系：
图9-2 转轴心O为圆心，以凸轮的最小半径r0为半径所做的圆?凸轮基圆：以凸轮的回一个运动循环??基圆半径：r0称为基圆半径 ?（?推程/推程运动角r?0）升距h（行程）A?B?/远休止角?（B?C?远休（程）s?s） ?C?Df?0'）?回程/回程运动角?（?近休（程）D?A/近休止角?s（'?s'）?从动件行程：从动件的最大位移：h 整程角（一个运动循环对应凸轮总转角）????0??s??0'??s'(一般???2?） 二、从动件的运动规律（推杆的运动规律）： ?s??(t)?指从动件的位移s、速度v、加速度a随时间而变化的规律?v?v(t) ?a?a(t)?凸轮一般以等角速度?运动??正比t?常用?（转角） ?s?s(?)??v?v(?) 其中，位移线图最重要 ?a?a(?)?图a)的运动规律用图b)表示 ?推程：t?0,??0,s?0初始条件? 回程：t?0,??0,s?h?取决于了解 位移线图????图轮廓线?取决于???从动件的运动规律?取决于???工作要求 动规律）?基本运动规律（常用运从动件的运动规律? 组合运动规律?三、从动件运动规律的选择： 考虑：刚性冲击、柔性冲击、vmax(速度幅值)、amax ?1.vmax:??动量幅值mvmax??vmax小好（安全、缓冲）?重载和m大时，要选vmax一定要小的运动规律 ? ?，磨损）?2.amax:??惯性力幅值mamax??amax小些好（动压力，震动?高速凸轮应选amax小的运动规律?参考表4-2 讲 1 .从动件基本运动规律 12??s?vt?at0??v2??ds12???v??v0?a0t s?vt?at??0dt2??dv??d2sdva?a??a??0?dt?dtdt2?基本运动规律（102页表4-1） 图9-3 ? 动规律：（即等速运动规律）:刚性冲击，低速?一次多项式??：（常用等加速等减速运动规律）?二次多项式的运动规律?多项式运动规律：??柔性冲击，中速??（1）等速运动规律：指凸轮等??3?4?5多项式运动规律：???简谐运动规律）：柔性冲击，中速?余弦加速度运动规律（?三角函数运动规律??摆线运动规律）：无冲击，高速?正弦加速度运动规律（?速回转时，从动件在推程或回程中的速度为常数，而在始末两点处速度产生突变a??,惯性力?? 即 h?v????r?? ?a?0?hh?s??........是常数??r?r?s v a 线图如下： ?惯性力?（刚性）冲击?低速场合 运动开始和终止时，速度有突变?a为?（理论，无限值）（2）等加速等减速运动规律：指从动件在推程（或回程）中，先作等加速运动，再作等减速运动，加速度为常数 ?r?等加速段 ：0~??2推程? ??等减速段：r~?r?2?前半行程合后半行程 （1）加速度大小相等，方向相反 （2）所用时间相等，均为tr/2 （3）位移量相等，均为h/2 方程 ?4h2常数a???02?r??4h?? ?v?? v???凸轮转角 2?r??2h?s?2?2s??2?二次??r? 图9-4 A、B、C三点速度有突变?a为有限值?惯性力?（柔性）冲击?中低速场合 （3）简谐运动规律：指从动杆的加速度按余弦规律变化 ?h?s?[1?cos(?)]?2?r???h???v?sin(?)?2??rr???h?2??a?cos(?)?r?2?r?求v?求a?ds得dtdv得dt 首末两点a有突变?惯性力?（柔性）冲击 2 .组合运动规律：几种运动规律组合，连接点处s、v、a应相等 ?改进型等速运动规律?律?改进型正弦加速运动规 ?改进型梯形加速运动规律??等等?