1、2）设计基本原理：,反转原理,给整个机构加上一公共角速度“-”，,图9-14,推杆作边转边移的复合运动, 求凸轮廓线即求反转后推杆既转又移时尖顶所形成的轨迹。,93 凸轮轮廓曲线的设计,1）设计方法：,图解法：概念清楚,简单直观，但精度较低。,解析法：能获得很高的设计精度。,一、凸轮廓线设计的方法和基本原理,推杆尖顶的运动轨迹就是凸轮的轮廓曲线。,二、用图解法设计凸轮轮廓曲线,1、偏置直动尖顶推杆盘形凸轮,已知：凸轮的r0=20mm，以逆时针方 向转动，偏距e=10mm（导路偏于 凸轮中心的右侧），推杆的运动 规律如下：,1、 0120 等速上升h=15mm,2、 120180 在最高位置静止
2、不动,3、 180270 余弦加速度下降h=15mm,4、 270360 在最低位置静止不动,求：凸轮廓线。,作图步骤:,3）沿“”方向依次取角度0、01、0、02,2）作出机构的初始位置 取作图比例尺L（= S ），作基圆、偏距圆、推杆的导路，导路与基圆交点为A（尖顶的起始位置）；标出凸轮的实际转向。,1）作推杆的位移线图s=s() ，并等分(取位移比例尺S=？(mm/mm).,量取角度的起始位置为OA,5）过1、2、3、等点作偏距圆切线（注意切向）。,4）将角0、0等分成与s线图对应的 等分，与基圆相交得点1、2、 3、；,6）在各条切线上，由基圆开始向外量取 S线图上的对应长度11、22
3、、33、 ，得点1、2、3、。,此切线代表反转后对应个等分点推杆导路占据的位置线；,点1、2、 3、代表推杆尖顶在只转不移反转中依次占据的位置,此即代表推杆的尖顶在既转又移运动中 依次占据的位置；,沿“”方向依次取角度0、 01、 0、02 (量取角度 的起始位置为OA),7）光滑连接1、2、3、此即为所设计的凸轮轮廓曲线。,对于对心直动推杆盘形凸轮机构，可以认为是e=0时的偏置凸轮机构，其设计方法与上述方法基本相同，只需将过基圆上各分点作偏距圆的切线改为作过凸轮回转中心O的径向线即可。,注：,2、偏置直动滚子推杆盘形凸轮,已知：增加滚子半径rr，其他条件同上。,关键点: 把滚子中心A看作是尖
4、顶推杆 的尖顶。,凸轮的理论廓线 滚子中心A在复合运动中的轨迹0,0,注意：1）0与是法向等距曲线。,凸轮的实际廓线 与滚子直接接触的凸轮廓线,2）基圆半径是理论廓线的最 小半径。,3、对心直动平底推杆盘形凸轮,关键点：把平底与导路的交点A看作是尖顶推杆的尖顶。,注意：,1) 包络线应于所有位置的平底都相切 .,2）平底左右两侧的宽度 必须大于导路至最远 切点的距离Lmax （图9-17）， 取整个平底长度 L=2Lmax+（57）mm。,4、摆动尖顶推杆盘形凸轮,已知：=()，最大摆幅max 、 r0，转向，LOA（凸轮与摆动推 杆的中心距），LAB（摆动推杆的 长度）。求：凸轮廓线。,解：
5、,三、用解析法设计凸轮轮廓曲线,方法:首先建立Oxy直角坐标系,而后对 凸轮轮廓上的点建立直角坐标方 程,最后求解.,关键点:利用”反转法” 找出反转角度时， 推杆的滚子中心所 处的位置(B点).,* 偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构(图9-21),B点的直角坐标为：,x =( s0 + s )sin + ecos,y =( s0 + s )cos - esin,s0 = 。,凸轮的理论廓线方程,式中e为偏距，,工作廓线上对应点B的坐标为: ( x ，y ),x = x rr cos,y = y rr sin,凸轮的工作廓线方程式:,式中：“-”号用于内等距曲线，“+”号用于外等距曲线。,dx/d
6、=(ds/d-e)sin+(s0 +s)cos,dy/d=(ds/d-e)cos-(s0+s )sin,则：sin=(dx/d)/,cos= -(dy/d)/,（9-15）,F可分解为：,F= Fcos有效分力,F= Fsin 有害分力, ,F、F,（对机构传动不利）,足够大,机构发生卡死,94 凸轮机构基本尺寸的确定,一、压力角及许用压力角,确定凸轮机构的压力角,总存在max。, 许用压力角,保证：max,许用压力角一般推荐值为：,直动推杆：取=30 或3040,推程:,摆动推杆：取=3545或4045,回程：,取 =7080（直动、摆动推杆相同）,在保证max的前提条件下，尽量取小的基圆半
7、径,二、压力角与基圆半径r0的关系,OP = v /=ds/d, tg= OP / BO = (ds/d) /( r0+s), r0 = (ds/d)/ tg-s,当s一定时： r0 凸轮的尺寸（结构越紧凑）, 从使机构结构紧凑的角度来看：好,从机构传动性能角度来看：好,以对心直动尖顶推杆凸轮机构为例,若取max=，则得最小的基圆半径r0min 。因此在设计时所取的基圆半径应：r0r0min。,* 根据确定基圆半径r0min,利用编程的方法来求(介绍编程的思路)。,对心直动推杆盘形凸轮：tg=(v/)/( r0+s),初选r0(任意),按给定的运动规律,计算推程各位置(如每隔2的)的s 、v、
8、,找出max及对应的,比较各位置的,将与max比较,如max (在精度范围内),r0= r0min,如max ,r0=r0+r,如max ,当凸轮理论廓线内凹：,c）,当= rr时，a =0，如图c）所示：,出现尖点；,b）,当凸轮理论廓线外凸：,a =- rr,当 rr时，a 0，如图b）所示：,是正常曲线；,d）,当 rr时，a 0，如图d所示：,廓线出现“失真”现象。, 对于外凸廓线的凸轮机构， rr不能太大。,rr 0.8 amin,从滚子的强度、结构考虑，应满足rr=(0.10.5)r0。,例 图示为一偏心圆盘（偏置直动滚子推杆）凸轮机构，圆盘的几何中心在C点， O为凸轮的转动中心。试用图解法：,1）画出凸轮的理论廓线、基圆及偏距圆；2）作出推杆的行程h、推程运动角0及回程运动角度0 ；3）标出图示位置推杆的位移s及凸轮机构的压力角；4）标出凸轮由图示位置转过90时推杆的位移s及凸轮机构的压力角。,
