【精品 机械 培训讲义】第六章 凸轮机构

（一）按凸轮的形状分 （二）按推杆端部形状分 （三）按推杆运动形式分
（四）按封闭方式分
1.力封闭
2.形封闭
CMEE
CMEE
第六章 凸轮机构
§6-1凸轮机构的应用和分类 §6-2推杆的常用运动规律 §6-3凸轮轮廓曲线的设计 §6-4凸轮机构的压力角和基圆半径
CMEE
§6-2 推杆的常用运动规律
一、凸轮机构的工作原理 二、凸轮机构从动件的常用运动规律
（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。
（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。
10
9 11
CMEE
8
1
2
O1
3
12（上冲头） 4（料斗）
13
型腔
6（下冲头）
粉料压片机机构系统图
5 O3
O2 7
二、凸轮机构的分类
（一）按凸轮的形状分
CMEE
amax -amax
5' s 6'
4'
3' 2'
1' 0
s
12 3 4
0
CMEE
56
v
1 2 3 4 5 6
0
a
4 56
1 23
s
w正弦加速度运动规律
s h( 1 sin 2 )
0 2 0
v h (1 cos 2 )
0
0
a
2h 02
2
sin( 2 0
)
o 123 456 7 8
s h 0
v h 0
a0
t
h
CMEE
等速运动规律
S
O
v
v
从动件在运动起始位置和 O
终止两瞬时的加速度在理论上
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
0
S
2h 2 02
v
4h 02
a
4h 2 02
等加速等减速运动规CM律EE
s
0 1
4 9 4 10
CMEE
为什么要研究运动规律?
从动件的运动规律：
从动件在运动过程中，其位移(S)、速 度(V)、加速度(a)随时间变化的规律。
CMEE
二、凸轮机构从动件的常用运动规律
主动件凸轮一般作匀速转动（角速度为 ），从动件的
运动规律的数学方程式为
位移 S f ( )
速度 v ds dt
加速度 a dv dt
第六章 凸轮机构
§6-1凸轮机构的应用和分类 §6-2推杆的常用运动规律 §6-3凸轮轮廓曲线的设计 §6-4凸轮机构的压力角和基圆半径
一、凸轮机构的设计任务
CMEE
满足凸轮机构的输出件提出的运动要求、动力 要求等，凸轮机构的设计大致可分成以下四步：
（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
一、凸轮机构的工作原理
s

CMEE
行程
hs
A
rb
o
B
1
BC 2
近休止角
D 2
3
4
e
C 推程运动角 远休止角 回程运动角
D
凸轮的基圆
该位置为初始位置
CMEE
摆动从动件凸轮机构
从动件摆角
最大摆角
BC
B
B1
A
o
最大摆角
max
近休止角
D 2
S
S
O1
max
推程运动角
摆角
O2
远休止角
回程运动角
，另一方面又按照给定的运动规 律相对机架作往复运动。
对心直动从动件盘形凸轮 S
CMEE
-
h
o
2
1 2 3 4 5 6 7 8 910
180º
60º 120º
B10
B9 c10
c0B1 c B2
（1）按已设计好的运动规律作出 位移线图；
（2）按基本 尺寸作出凸轮机构的
c9 r
B8 c8 120ºbO
（2）再求滚子从动件凸轮的工作 轮廓曲线（称为实际轮廓曲线）。
y
B0
rr rb
x
实际轮廓曲线
'
" 理论轮廓曲线 注意：
（1）理论轮廓与实际轮廓互为等距曲线； （2）凸轮的基圆半径是指理论轮廓曲线的最小向径。
平底直动从动件盘形凸轮
-
s
CMEE
CMEE
CMEE
CMEE
CMEE
二、凸轮机构的分类
（一）按凸轮的形状分 （二）按推杆端部形状分
CMEE
尖顶从动件
滚子从动件
平底从动件
二、凸轮机构的分类
（一）按凸轮的形状分 （二）按推杆端部形状分
（三）按推杆运动形式分
摆动从动件 直动从动件
对心直动凸轮机构 偏置直动凸轮机构
CMEE
二、凸轮机构的分类
0
v
这种运动规律的速度及加 o 速度曲线都是连续的，没有 a
123 456
78
任何突变，因而既没有刚性
冲击、又没有柔性冲击，可 适用于高速凸轮机构。
56 78
o 123 4
CMEE
运动规律总结
运动规律 等速 等加等减速 余弦 正弦
冲击特性 适用场合
刚性 低速轻载
柔性 中速轻载
柔性 中速中载
无
高速
CMEE
CMEE
-
-
B1
s
B0
B
rb
e
S
假象给正在运动着的整个凸 s 轮机构加上一个与凸轮角速度
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 速度 转动的凸轮将处于静止状 态；机架（从动件的导路）则以
o （动；- 而）从的动角件速一度方围面2绕随轴机心架线转转动
60º
c7
B
c6
7
1
c2 c3B3
c4 B4
c5
B
初始位置；
（3）按- 方向划分基圆得c0、 c1、c2 等点；即得机架 反转的一系列位置；
（4）在各反转导路线上量取与位移
B
5
图相应的位移，得B1、B2、
6
等点，即为凸轮轮廓上的点。
滚子直动从动件盘形凸轮
CMEE
（1）求出滚子中心在固定坐标系 oxy中的轨迹（称为理论轮廓）；
（4）绘制凸轮机构工作图
二、凸轮轮廓曲线的设计
CMEE
1.直动从动件盘形凸轮轮廓的设计 2.摆动从动件盘形凸轮轮廓的设计
❖已知从动件的运动规律[s =s(t)、v=v(t)、
=a(t)]及凸轮机构的基本尺寸（如r0、e）及转 向，作出凸轮的轮廓曲线。
图解法 解析法
CMEE
图解法的实质
反转法原理
CMEE
第六章 凸轮机构
§6-1凸轮机构的应用和分类 §6-2推杆的常用运动规律 §6-3凸轮轮廓曲线的设计 §6-4凸轮机构的压力角和基圆半径
§6-1凸轮机构的应用和分类
一、凸轮机构的应用
从动件2
CMEE
机架3
1 O1
CMEE
CMEE
CMEE
3
（1）移动料斗4至型腔上方，并使料斗振 动，将粉料装入型腔。
v
1
2
3 0
4
5
6
在运动规律推程的
始末点和前后半程的 交接处，加速度发生
0
0 / 2
有限值的突变，产生
a
一定的惯性力，引起
冲击。由此引起的冲
0
0 / 2
余弦加速度运动规律
S h (1 cos )
2
0
v h sin( ) 20 0
a
h 2 2 202
π cos(
0
)
该运动规律在推程的开始和终 止瞬时，从动件的加速度仍有 突变，故存在柔性冲击。适用 于 中、低速场合。