凸轮轮廓设计.ppt

5’ 6’
7’
8’ 5 67 8
d A8
A7
A
l B’1 B B1 r0 ω
A1-ω
φ1
B’2 B’3φ2
A2
B2 B3
B’φ4 3
120°B4
A3
φ7
B89作0B者°7：潘B6存0云6 教°授设B计5：潘存云
B’7
B’6
B’5
φ4
A4
A6
φ6
φ5
A5
§7-4 凸轮设计中应注意的问题
一、凸轮机构的压力角和自锁
9’ 11’ 12’
13’ 14’
9 11 13 15
15’15 14’ 14
13’
13 12
11
O kk9k1k0k1181kk21k73k14k61k5作5k者4k：k3k潘21存云教授
12’
10
9
设计步骤小结：
11’
①选比例尺μ l作基圆r0;
10’
②反向等分各运动角;
9’
设计：潘存云
③确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置;
④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。
（右）偏置直动尖顶从动件盘形凸轮绘制过程
（右）偏置直动滚子从动件盘形凸轮绘制过程
4)摆动尖顶推杆盘形凸轮机构
已知凸轮的基圆半径r0，角速度ω ，摆杆长度l以及摆 杆回转中心与凸轮回转中心的距离d，摆杆角位移方程， 设计该凸轮轮廓曲线。
4’ 3’ 2’ 1’
12 3 4
rr－滚子半径
rr
内凹
外凸
轮廓正常
ρ
轮廓正常
ρ
ρa＝ρ＋rr ρa
rr
ρ a 作者：潘存云教授
ρaρ＝>ρr－r rr
轮廓变尖
ρ
轮廓失真 ρ
作者：潘存云教授
rr ρa＝ρρ＝－rrrr＝0
rr
设计：潘存云
ρa＝ρρ<－rrrr<0
对于外凸轮廓，要保证正常工作，应使： ρ min> rr
小结：在进行凸轮廓线设计之前，需要先确定r0 ,而 在定r0时，应考虑结构条件（不能太小）、压力角、 工作轮廓是否失真等因素。对滚子推杆，应恰当选 取rr，还要满足强度和工艺性要求。
2)对心直动滚子推杆盘形凸轮
已知凸轮的基圆半径r0，角速度ω 和从动件的运动规律，设计该凸轮 轮廓曲线。
8’ 7’ 5’ 3’ 1’
1 3 5 78
9’ 11’ 12’
13’ 14’
9 11 13 15
理论轮廓
-ω
ω
作者：潘存云教授
设计：潘存云
设计步骤小结：
实际轮廓
①②选反比向例 等尺 分各μ 运l作动基角圆。r0原。Leabharlann Baidu是：陡密缓疏。
n
（凸轮习题2）--画出各图中从动件的压力角
F vα
F v α=0º
二、基园半径r0的选择
Radius of Curvature
r0与凸轮机构的压力角直接有关 r0↓ 机构尺寸↓ 但α ↑
一般在满足α max<[α ] 选取 r0min
三. 滚子半径的确定
ρa－工作轮廓的曲率半径，ρ－理论轮廓的曲率半径，
1.对心直动尖顶从动件盘形凸轮
已知凸轮的基圆半径r0，角速度ω 和 从动件的运动规律，设计该凸轮轮 廓曲线。
8’ 7’ 5’ 3’ 1’
1 3 5 78
9’10’ 11’ 12’
13’ 14’
9 11 13 15
-ω
ω
作者：潘存云教授
设计：潘存云
设计步骤小结： ①选比例尺μ l作基圆r0。 ②反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。 ③确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置。 ④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。
③确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置。
④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。
⑤作各位置滚子圆的内(外)包络线。
偏置直动尖底推杆盘形凸轮的运动循环图
3)偏置直动尖顶从动件盘形凸轮
已知凸轮的基圆半径r0，角速度ω
e
和从动件的运动规律和偏心距e，
设计该凸轮轮廓曲线。
ωA
-ω
8’ 7’ 5’ 3’ 1’
1 3 5 78
7.3 凸轮轮廓设计
1.凸轮廓线设计方法的基本原理 2.用作图法设计凸轮廓线
1)对心直动尖顶推杆盘形凸轮 2)对心直动滚子推杆盘形凸轮 3)对心直动平底推杆盘形凸轮 4)偏置直动尖顶推杆盘形凸轮 5)摆动尖顶推杆盘形凸轮机构 6)直动推杆圆柱凸轮机构 7)摆动推杆圆柱凸轮机构 3.用解析法设计凸轮的轮廓曲线
F , 机构效率
当 f F F时,机构自锁
图 5-12 凸轮机械的受力分析
设计时应使
max
推程

[
]


30 ~ 380 推杆

450
摆杆

回程
800
作者：潘存云教授
vF n
作者：潘存云教授
依靠外力（如弹簧力）或凹槽返
ω O
r0
回保证接触不必校核。
一、凸轮廓线设计方法的基本原理
反转原理：
给整个凸轮机构施以-ω 时，不影响各构件之间
的相对运动，此时，凸轮将静止，而从动件尖顶复合
运动的轨迹即凸轮的轮廓曲线。
-ω 1
依据此原理可以用几何作图的方法 3’
设计凸轮的轮廓曲线，
2’
2
1’
1 作者：潘存云教授
ω2
O
33
设计：潘存云
二、直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
本章重点：
①从动件运动规律：特性及作图法； ②理论轮廓与实际轮廓的关系；
③凸轮压力角α与基圆半径r0的关系； ④掌握用图解法设计凸轮轮廓曲线的步骤与方法；
设计一对心尖顶直动从动件盘形凸轮机构。 已知凸轮逆时针方向等角速度回转,从动件最大行 程h=16mm, 基圆半径rmin=20mm, Φ =150°(等速 运动), Φ s=30°, Φ ’ =120°(等速运动),Φ s’=60°, 取比例尺1:1, 作出从动件位移线图和凸轮轮廓,保 留作图线。