机械原理NO[1].16凸轮机构基本尺寸(1)
凸轮机构基本尺寸
注意：对于平底推杆 凸轮机构，也会产生失 真现象，见图。 增大 r0可避免
平底推杆凸轮机构，当平底推杆的运动规律使位移变化 太快时产生失真现象。图
增大 r0可避免
凸轮机构基本的确定要考虑因素较多：受力、效率及自 锁、运动失真、结构等，要综合考虑。可进行结构优化。
tgα = CP / (( r02 - e2 )1/ 2 + s) = (ds / dδ – e) / (( r02 - e2 )1/ 2 + s)
结论： ① s = F( δ ) 一定时，某一时刻 v 一定：
r0↓ → α↑
② 不同时刻 δ ， α 不同，有一个αman 。
∴据 αman = [α] ---- 极限情况 确定 r0min 。
§7-4 凸轮机构基本尺寸的确定
基本尺寸：基圆半径 r0 、滚子半径 rT 、偏心距 e 等 考虑受力合理、动作灵活、尺寸紧凑等
Hale Waihona Puke 一、作用力与凸轮机构的压力角
设：主动件为凸轮，从动件为推杆， 凸轮对推杆总作用力为 F，载荷为 G； 机架对推杆的反力为 R1、R2 。
压力角 α：接触点推力（法向）与 V 方向 的夹角。 它随轮廓曲率半径而不同。
显然， α ↑，水平分力（正压力）↑，摩 擦力↑，当 α↑到一定时（推力引起的摩擦力大 于其有效分力时），便发生自锁。
∑Fx = 0 ∑Fy = 0 ∑MB = 0
得 P.228 式7-18、 P.276 9-21
G
V
v相对
F
y x
G = F [ cos (α+ φ1 ) – (1 +2b / l )sin (α+ φ1 ) tgφ2 ]
凸轮轮基本尺寸的设计
第四节 凸轮机构基本尺寸的设计在设计凸轮的轮廓曲线时，不仅要保证从动件能够按给定要求实现预期的运动规律，还应该保证凸轮机构具有合理的结构尺寸和良好的运动、力学性能。
对于基圆半径、偏距和滚子半径等基本尺寸，在进行凸轮轮廓曲线的设计之前都是事先给定的。
如果这些基本参数选择不当,就会存在凸轮机构的结构是否合理、运动是否失真以及受力状况是否良好等问题。
因此，本节主要讨论有关凸轮机构基本尺寸的设计问题,为正确、合理选择这些基本参数提供一定的理论依据。
一、凸轮机构的压力角凸轮机构的压力角是指不计摩擦时，凸轮与从动件在某瞬时接触点处的公法线方向与从动件运动方向之间所夹的锐角,常用α表示。
压力角是衡量凸轮机构受力情况好坏的一个重要参数，是凸轮机构设计的重要依据。
1．直动从动件凸轮机构的压力角如图6—29所示为直动从动件盘形凸轮机构的压力角示意图。
其中,图6—２9a 为尖底从动件的压力角示意图，图6—29b 为平底从动件的压力角示意图。
现以滚子从动件凸轮机构为例，来说明直动从动件盘形凸轮机构压力角的计算方法。
根据图6—30中的几何关系,可得压力角的表达为图６—29直动从动件的压力角图 6—３０偏置直动从动件的压力角(6—34)由三心定理,P 点为瞬心，ωOP v v P ==,ϕωd d s vOP ==(由从动件速度公式ϕωd d s v =） 式中，“ ”号与从动件的偏置方向有关。
图６—3０所示应该取“-”号,反之，如果从动件导路位于凸轮回转中心Ｏ的左侧,则应该取“+”号。
显然，这种情况属于从动件的偏置方向选择不合理,因为增大了凸轮机构的压力角，降低了机械效率，甚至可能会导致凸轮机构发生自锁。
因此，正确选择从动件的偏置方向有利于减小机构的压力角。
此外,压力角还与凸轮的基圆半径和偏距等有关。
(当v、ω、s一定时，若凸轮基圆半径增大,则压力角α将减小,但机构尺寸随之增大；若凸轮基圆半径减小，压力角α将增大，机构的受力情况变差。
机械原理 凸轮机构基本参数设置_OK
3
盘形凸轮机构参数的确定 (一) 移动从动件盘形凸轮机构
基本尺寸的设计 1. 压力角与凸轮基圆的关系
压力角对凸轮机构的受力状况有 直接影响，在运动规律选定之后， 它主要取决于凸轮机构的基本结构 尺寸。
第4.4节(凸轮机构基本尺寸的设计)
第四节 凸轮机构基本尺寸设计无论是作图法还是解析法，在设计凸轮廓线前，除了需要根据工作要求选定从动件的运动规律外，还需要确定凸轮机构的一些基本参数，如基圆半径b r 、偏距e 、滚子半径r r 等。
一般来讲，这些参数的选择除了应保证从动件能够准确地实现预期的运动规律外，还应当使机构具有良好的受力状况和紧凑的结构。
本节讨论凸轮机构基本尺寸设计的原则和方法。
一、移动滚子从动件盘形凸轮机构1. 压力角同连杆机构一样，压力角也是衡量凸轮机构传力特性好坏的一个重要参数。
所谓凸轮机构的压力角，是指在不计摩擦的情况下，凸轮对从动件作用力的方向线与从动件上力作用点的速度方向之间所夹的锐角。
对于图4-22所示的移动滚子从动件盘形凸轮机构来说，过滚子中心所作理论廓线的法线nn 与从动件运动方向之间的夹角α就是压力角。
（1）压力角与作用力的关系 由图4-22可以看出，凸轮对从动件的作用力F 可以分解成两个分力，即沿着从动件运动方向的分力F '和垂直于运动方向的分力F ''。
只有前者是推动从动件克服载荷的有效分力，而后者将增大从动件与导路间的摩擦，它是一种有害分力。
压力角α越大，有害分力越大。
当压力角α增大到某一数值时，有害分力所引起的摩擦阻力将大于有效分力F '，这时无论凸轮给从动件的作用力有多大，都不能推动从动件运动，即机构将发生自锁。
因此为减小侧向推力，避免自锁，压力角α应越小越好。
图4-22 凸轮机构的压力角（2）压力角与机构尺寸的关系 设计凸轮时，除了应使机构具有良好的受力状况外，还希望机构结构紧凑。
而凸轮尺寸的大小取决于凸轮基圆半径的大小。
在实现相同运动规律的情况下，基圆半径越大，凸轮的尺寸也越大。
因此，要获得轻便紧凑的凸轮机构，就应当使基圆半径尽可能地小。
但是基圆半径的大小又和凸轮机构的压力角有直接的关系。
下面以图4-22为例来说明这种关系。
图中，过滚子中心B 所作理论廓线的法线nn 与过凸轮轴心0A 所作从动件导路的垂线交于P 点，由瞬心定义可知，该点即为凸轮与从动件在此位置时的瞬心，且ϕωd ds v P A ==0。
机械原理凸轮机构基本尺寸(1)
机械原理
第9章 凸轮机构及其设计
第9章 思考题
1。在设计直动推杆盘形凸轮机构的凸轮廓线时，若 机构的最大压力角超出了许用值，试问可采用哪 几种措施来减小最大压力角或增大许用压力角？
2。设计凸轮基圆半径时应考虑哪些因素？
3。若用滚子推杆的凸轮机构，当出现运动失真时， 应采取哪些措施？
（3）图示位置时推杆位移？
8。图示为摆动滚子推杆盘形 凸轮机构：凸轮是一个半 径为R的偏心圆盘，滚子半 径为r,
（1）基圆半径r0? (2)当滚子从C到D点接触过 程中，凸轮转过多大角度？
机械原理
第9章 凸轮机构及其设计
9。为什么要对凸轮机构的压力角加以限制（应对推程和 回程分别讨论）？
10。当直动尖顶推杆盘形凸轮机构发生自锁现象时，应 采取哪些措施？
平底从动件也会出现运动失
真的情况：一方面，要保证从 动件平底 与凸轮总是相切接触，
则平底的尺寸需要足够大，否 则就会出现运动失真；另一方 面，具有平底从动件的凸轮机 构，其凸轮轮廓的向径不能变 化太快，否则也会出现运动失 真，可加大基圆半径来消除这 种失真。
平底尺寸：
l 2lmax (5 ~ 7)mm
讨论压力角：
（1）压力角是推杆与凸轮接触点处 凸轮法线方向与推杆该点的速度 方向所夹的锐角；
（2）当凸轮廓线的不同点与推杆接 触时，压力角也不同；
（3）压力角是对应于凸轮的理论廓 线的。
不同机构压力角的标定：
机械原理
第9章 凸轮机构及其设计
机械原理
第9章 凸轮机构及其设计
二、凸轮基圆半径的确定
基圆半径与压力角的关系：
凸轮轮基本尺寸的设计
第四节 凸轮机构基本尺寸的设计在设计凸轮的轮廓曲线时，不仅要保证从动件能够按给定要求实现预期的运动规律，还应该保证凸轮机构具有合理的结构尺寸和良好的运动、力学性能。
对于基圆半径、偏距和滚子半径等基本尺寸，在进行凸轮轮廓曲线的设计之前都是事先给定的。
如果这些基本参数选择不当，就会存在凸轮机构的结构是否合理、运动是否失真以及受力状况是否良好等问题。
因此，本节主要讨论有关凸轮机构基本尺寸的设计问题，为正确、合理选择这些基本参数提供一定的理论依据。
一、凸轮机构的压力角凸轮机构的压力角是指不计摩擦时，凸轮与从动件在某瞬时接触点处的公法线方向与从动件运动方向之间所夹的锐角，常用α表示。
压力角是衡量凸轮机构受力情况好坏的一个重要参数，是凸轮机构设计的重要依据。
1．直动从动件凸轮机构的压力角如图6—29所示为直动从动件盘形凸轮机构的压力角示意图。
其中，图6—29a 为尖底从动件的压力角示意图，图6—29b 为平底从动件的压力角示意图。
现以滚子从动件凸轮机构为例，来说明直动从动件盘形凸轮机构压力角的计算方法。
根据图6—30中的几何关系，可得压力角的表达为图6—29直动从动件的压力角图 6—30偏置直动从动件的压力角(6—34)由三心定理，P 点为瞬心，ωOP v v P ==，ϕωd d s vOP ==（由从动件速度公式ϕωd d s v =） 式中，“ ”号与从动件的偏置方向有关。
图6—30所示应该取“-”号，反之，如果从动件导路位于凸轮回转中心O 的左侧，则应该取“+”号。
显然，这种情况属于从动件的偏置方向选择不合理，因为增大了凸轮机构的压力角，降低了机械效率，甚至可能会导致凸轮机构发生自锁。
因此，正确选择从动件的偏置方向有利于减小机构的压力角。
此外，压力角还与凸轮的基圆半径和偏距等有关。
(当v 、ω、s 一定时，若凸轮基圆半径增大，则压力角α将减小，但机构尺寸随之增大；若凸轮基圆半径减小，压力角α将增大，机构的受力情况变差。
凸轮机构基本尺寸
二、基圆半径 r0 的确定 αman ≤ [α] → r0 → 找 α与 r0 的关系
以偏置推杆凸轮机构为例：
OP = v / ω = (ds / d t ) / (dδ / d t ) = ds / dδ CP = ds / dδ - e
tgα = CP / (( r02 - e2 )1/ 2 + s) = (ds / dδ – e) / (( r02 - e2 )1/ 2 + s)
可见，l ↑ ，b↓ ，αc ↑。 实际中， α 接近 αc 时，虽未自锁，但所需推力急剧增大， 使效率大大下降，轮廓严重磨损，工作状况恶劣，所以实际上 规定了许用压力角 [α]， [α] << αc ，∴实际上应该：
αman ≤ [α] 一般，移动推杆推程： [α] ≤300~400
摆动推杆推程：[α] ≤350~450 回程（力封闭）：[α] ≤700~800
压力角 α：接触点推力（法向）与 V 方向 的夹角。 它随轮廓曲率半径而不同。
显然， α ↑，水平分力（正压力）↑，摩 擦力↑，当 α↑到一定时（推力引起的摩擦力大 于其有效分力时），便发生自锁。
∑Fx = 0 ∑Fy = 0 ∑MB = 0
得 P.228 式7-18、 P.276 9-21
G
V
v相对
如图分析，结论：
对于外凸的凸轮轮廓，当
ρ ≤ rT 时，运动失真， ∴ 必须 ρ ﹥ rT
ρ
ρa
rT
求 rT 方法：
• ρ 随δ变化 → 找ρmin → rT﹤ρmin • ρmin ← 计算公式 ← 求极值
曲率中心
• 另外， r0↑ → ρ ↑，
∴当 rT 不能小时，可考虑↑ r0
NO.16(加动画1)凸轮机构基本尺寸(1)
机械原理
第9章 凸轮机构及其设计
7。图示为平底从动件盘形凸 轮机构： （1）图示位置机构的瞬心？ （2）图示位置时凸轮的转角？ （3）图示位置时推杆位移？ 8。图示为摆动滚子推杆盘形 凸轮机构：凸轮是一个半 径为R的偏心圆盘，滚子半 径为r, （1）基圆半径r0? (2)当滚子从C到D点接触过 程中，凸轮转过多大角度？
第9章 凸轮机构及其设计
讨论压力角： （1）压力角是推杆与凸轮接触点处 凸轮法线方向与推杆该点的速度 方向所夹的锐角； （2）当凸轮廓线的不同点与推杆接 触时，压力角也不同； （3）压力角是对应于凸轮的理论廓 线的。 不同机构压力角的标定：
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第9章 凸轮机构及其设计
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第9章 凸轮机构及其设计
9 . 4 凸轮机构基本尺寸的确定
凸轮机构设计的基本任务： 选定合适的凸轮机构型式； 合理选择有关的结构尺寸； 选定推杆的运动规律； 设计凸轮轮廓曲线。
机械原理
第9章 凸轮机构及其设计
机械原理
第9章 凸轮机构及其设计
1、凸轮机构中作用力和凸轮机构的压力角
以推杆为受力分离体，推杆在推程受力： G：推杆所受载荷（包括自重） F：凸轮给推杆的作用力 FR1，FR2：导轨两侧给推杆的总反力 1、2：当量摩擦角 ：凸轮机构的压力角（推杆所受正压力方向 与推杆受力点的速度方向所夹的锐角）
ds e d s e 2 tg
2
机械原理
第9章 凸轮机构及其设计
3、滚子推杆滚子半径的选择
滚子半径的选择原则： 滚子的结构和强度； 推杆运动不失真。
（1） a min rr 1 ~ 5mm， （2）保证结构强度要求， 一般 rr (0.1 ~ 0.5)r0 。
机械原理20_凸轮轮廓设计凸轮基本尺寸的确定
机械原理20_凸轮轮廓设计凸轮基本尺寸的确定凸轮是机械中常用的传动元件，广泛应用于各种工业设备和机械装置中。
凸轮的设计需要确定凸轮轮廓和基本尺寸。
本文将介绍凸轮轮廓设计和凸轮基本尺寸的确定方法。
凸轮轮廓设计是指确定凸轮的外形形状。
凸轮的轮廓形状决定了它的运动轨迹，因此在设计凸轮轮廓时需要考虑以下几个因素：1.运动要求：根据凸轮所要驱动的运动机构的要求，确定凸轮的轮廓形状。
例如，如果凸轮需要驱动一个摆动臂做往复运动，那么凸轮的形状应该是一个椭圆或近似椭圆的轮廓。
2.动力学要求：根据凸轮轮廓和运动机构的特点，考虑凸轮的加速度、凸轮轮廓的曲率、运动速度的变化等因素，以满足设计要求。
一般情况下，凸轮轮廓的曲率应该尽可能平滑，避免出现尖锐的拐角和突变。
3.制造工艺要求：考虑凸轮的制造工艺，选择合适的加工方法和工艺参数。
凸轮的轮廓形状应该尽量简单，避免过于复杂的几何形状，以降低制造成本和加工难度。
确定凸轮基本尺寸是指确定凸轮的大小和形状。
凸轮的基本尺寸包括凸轮的直径、高度、凸轮轴的位置等。
1.直径：凸轮的直径是指凸轮的外径，一般由运动机构的安装空间和工作要求来确定。
直径越大，凸轮的刚性越高，但制造成本也会增加。
2.高度：凸轮的高度是指凸轮的轮廓跟凸轮轴之间的距离。
高度的选择应考虑运动机构的工作要求、凸轮的强度和刚度要求等因素。
3.凸轮轴的位置：凸轮轴的位置决定了凸轮的相对位置和工作空间。
凸轮轴的位置应根据运动机构的要求和布置来确定。
确定凸轮的基本尺寸需要进行综合考虑运动要求、动力学要求、制造工艺要求等因素。
可以通过计算和仿真分析，也可以根据经验进行初步估算，然后根据实际情况进行调整和优化。
总之，凸轮轮廓设计和凸轮基本尺寸的确定是机械原理中重要的一部分。
准确的凸轮轮廓设计和合理的凸轮基本尺寸可以保证机械系统的正常运转和性能要求的满足。
凸轮机构基本尺寸的确定
第七章凸轮机构及其设计——凸轮机构的基本尺寸的确定凸轮机构的压力角：正压力方向（接触点的法线方向）与推杆上力作用点B 速度方向间的夹角α000===∑∑∑B y x M 、F 、F §7－4凸轮机构基本尺寸的确定一、压力角与作用力的关系cos )(cos 0sin )()cos(0cos )()sin(212222112211=-+=+-++-=-++-b F b l F F F F G F F F R R R R R R ϕϕϕϕαϕϕα]tan )sin()/21()/[cos(211ϕϕαϕα++-+=l b G F α<[α]<[αc ][α]=30˚--直动从动件；[α]=35°～45°--摆动从动件；[α]= 70°～80°----回程。
Gb ldnn tt αFF R2F R1ϕ1ϕ2ϕ2ωB21tan |/[(12/)sin()]|c arc G b l ααφφ=++-临界压力角OBω二、凸轮基圆半径的确定P 点为速度瞬心，于是有：r 0↑n nPeαds/d δs 0s D l CP→α↓C 若发现设计结果α>[α]，可增大r 0v vr 02200s r e =-220/tan CP ds d e CB s r e δα-==+-//op oc cpl v ds d l l ωδ⇒===+cp v l ω= /oc cp l e l ds d eδ==-()0tan cp l s s α=+同理，当导路位于转动中心左侧时，有：“+” 用于导路和瞬心位于转动中心两侧；“-” 用于导路和瞬心位于转动中心同侧；显然，导路和瞬心位于中心同侧时，压力角将减小。
2200s r e=-220/tan CP ds d e CB s r e δα+==+-/cp l ds d eδ=+()0tan cp l s s α=+220/tan CP ds d e CB s r e δα±==+-αds/dδOB ωnn e PCs 0sD r 0三、滚子半径的确定设：ρa --工作轮廓的曲率半径，ρ--理论轮廓的曲率半径，r T --滚子半径ρa ＝ρ＋r Tρ>r Tρa ＝ρ－r Tρ＝r T ρ<r T轮廓变尖对外凸理论轮廓：对于外凸轮廓，要保证正常工作，应使：ρmin >r T轮廓失真对内凹理论轮廓：轮廓正常对平底推杆凸轮机构，也有失真现象。
机械原理凸轮机构
O
Ov
1
1
2 3 4 5 6 234 56
速度的变化率(即跃度j)在这些 位置为无穷大——柔性冲击
v
O
2
适应场合：中速轻载
O
2
a a0
O 2
j
3.简谐运动(余弦加速度运动)
当质点在圆周上作匀速运动 时，它在该圆直径上的投影所构 成的运动规律—简谐运动
s
h 2
1
cos
π Φ
φ
特点：有柔性冲击
作平底的内包络线，即为所要设计 的凸轮廓线
4.4 解析法设计平面凸轮轮廓曲线
一、直动滚子从动件盘形凸轮
已知：凸轮以等角速度 逆
y
时针方向转动，凸轮基园半
径ro、滚子半径rr，导路和凸
e
轮轴心间的相对位置及偏距e，
B0 ''
n
从动件的运动规律 s s(。)
1. 理论廓线方程: B(x, y)
s0 O
4.1.2 凸轮机构的分类
1. 按凸轮的形状分类
盘形凸轮 移动凸轮
圆柱凸轮
盘形凸轮：最基本的形式，结构简单，应用最为广泛
移动凸轮：凸轮相对机架做直线运动
圆柱凸轮：空间凸轮机构
2. 按从动件的形状分类
尖端能以任意复杂的凸轮轮廓 保持接触，从而使从动件实现 任意的运动规律。但尖端处极 易磨损，只适用于低速场合。
d
min
s
e
L
rρ
rb r' Cu
O
4.6 圆柱凸轮机构
一、直动从动件圆柱凸轮机构
O
rm 1
O a)
v1
η η
1
η 2
v2
机械原理第3章 凸轮机构(第二版)
二、凸轮机构的分类
1.按凸轮的形状分 (1) 盘形凸轮机构
盘形凸轮是一个具有变化向径的盘形构件，绕固定转轴回转。 它是凸轮的基本型式，应用最为广泛。
（2）移动凸轮机构
移动凸轮相对机架作往复直线运动。 凸轮与从动件的相对运动是平面运动，属于平面凸轮机构。
（3）圆柱凸轮机构
圆柱凸轮是一个在圆柱上开有曲线槽或是在 圆柱端面上作出曲线轮廓的构件。 凸轮与从动件的相对运动是空间运动，属于 空间凸轮机构.
凸轮廓线上任意 两条平行切线间 的距离都等于框 架内侧的宽度。
两滚子中心间 的距离始终保 持不变。
等径凸轮机构
共轭凸轮机构
两滚子中心间的距离 始终保持不变。
主凸轮推动从动件——正行程， 从凸轮推动从动件——反行程。 克服了等宽、等径凸轮的缺点， 结构复杂，制造精度要求高。
从动件的运动规律的选择受到一定的限制，当180º范围内的 凸轮廓线根据从动件运动规律确定后，其余180º内的凸轮廓 线必须符合等宽、等径原则。
2. 按从动件形状及运动形式分
（1）按从动件形状： 尖顶、滚子和平底从动件
尖顶从动件
尖端能以任意复杂的凸轮轮廓保持接触， 从而使从动件实现任意的运动规律。
但尖端处极易磨损，只适用于低速场合。
滚子从动件
凸轮与从动件之间为滚动摩擦， 因此摩擦磨损较小，可用于传递 较大的动力。
平底从动件
从动件与凸轮之间易形成油膜， 润滑状况好，受力平稳，传动效 率高，常用于高速场合。但与之 相配合的凸轮轮廓须全部外凸。
三、 凸轮机构的特点
●运动特点：连续回转 → 往复运动。 ●优点：可精确实现任意运动规律，简单紧凑。 ●缺点：高副，线接触，易磨损，传力不大。 ●应用：传力不大的场合。
机械原理凸轮机构精品ppt课件
38
二、从动件运动规律的选择
1.机器的工作过程只要求凸轮转过一角度时，推杆完成 一行程h或φ，对运动规律并无严格要求。
则应选择直线或圆弧等易加工曲线作为凸轮的轮廓曲 线。如夹紧凸轮。
φ ω
工件
39
2. 机器的工作过程对推杆运动有要求，则应严格按工作 要求的运动规律来设计凸轮廓线。如刀架进给凸轮。
设计：凸轮轮廓曲线。
ω
r0
o
44
μs＝（ ）mm/mm
8’ 9’
7’
11’
5’ 3’
1’
12’
13’ 14’
12 345 67 8 9 11 13 15
μφ＝（ ）°/mm
取适当的比例尺μl＝μs
-ω ω
15
o
45
设计步骤：
① 按给定从动件的运动规律绘制从动件的位移线图。 ② 确定从动件尖底的初始位置。 ③ 确定导路在反转过程中的一系列位置。 ④ 确定尖底在反转过程中的一系列位置。 ⑤ 绘制凸轮廓线。
偏置尖底直动从动件盘形
凸轮机构
20
9.从动件的运动线图
从动件的运动规律——从动件 的位移、速度和加速度与时间 或凸轮转角间的关系。
位移方程 s = f(φ)
速度方程
v
ds dt
ds d
d dt
ds d
加速度方程
a
d
2 s
dt 2
dv dt
dv d
d dt
2
d
2 s
d 2
21
M s1 M1
M’ s1
第一节 凸轮机构的类型
一、凸轮机构的组成
内 燃 机 的 配 气 凸 轮 机 构
1
凸轮机构基本尺寸的确定共50页文档
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。
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（4）确定从动件的推程运动角及回程运动角；
（5）说明该机构在运动中有无失真现象，为什么？
机械原理
第9章 凸轮机构及其设计
13。在图示摆动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮为偏心圆盘，且逆时针 方向 回转。试在图上：
机械原理
第9章 凸轮机构及其设计
§ 9 - 4 凸轮机构基本尺寸的确定
（Definition of cam basic size）
一、凸轮机构中的作用力和凸轮机构的 压力角
以推杆为受力分离体，推杆在推程受力：
G：推杆所受载荷（包括自重） F：凸轮给推杆的作用力
Fr1，Fr2：导轨两侧给推杆的总反力
1、2：当量摩擦角
4。同一个凸轮廓线，采用尖顶从动件、滚子从动件 及平底从动件，所实现的从动件的运动规律是否 相同？
5。同一理论廓线，采用不同的滚子半径的推杆，所 实现的运动规律是否相同？
6。凸轮实际廓线的最小向径即为基圆半径，对否？
机械原理
第9章 凸轮机构及其设计
7。图示为平底从动件盘形凸 轮机构：
（1）图示位置机构的瞬心？
（2）图示位置时凸轮的转角？
（3）图示位置时推杆位移？
8。图示为摆动滚子推杆盘形
凸轮机构：凸轮是一个半 径为R的偏心圆盘，滚子半 径为r,
（1）基圆半径r0?ห้องสมุดไป่ตู้
(2)当滚子从C到D点接触过 程中，凸轮转过多大角度？
机械原理
第9章 凸轮机构及其设计
9。为什么要对凸轮机构的压力角加以限制（应对推程 和回程分别讨论）？
10。当直动尖顶推杆盘形凸轮机构发生自锁现象时， 应采取哪些措施？
11。如何保证平底推杆运动不失真？
机械原理
第9章 凸轮机构及其设计
作业：
9-7
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第9章 凸轮机构及其设计
12.图示为一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮为偏心圆盘，其直 径D=42mm，滚子半径 rr=5 mm，偏距 e=6 mm，
P点为凸轮与推杆此时的相对瞬心
当凸轮型式一定（e一定），运动规律一定（Op一 定），r0增大，减小。但r0过大，结构不紧凑，
工程上，满足 的前提下，r0越小越好，结
构越紧凑。
将 代入上式 ，得：
由于推杆s是变化的， 由此式算出的r0也不同，
r0
取其最大者为凸轮机构的
r0。
dstdg
（1）该凸轮的基圆半径 r0； （2）从动件的行程h；
（3）推程中的最大压力角 max
（4）推程压力角为最大时所对应的从动件的位移 s 为多少？
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第9章 凸轮机构及其设计
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第9章 凸轮机构及其设计
lmax
(lop )max
( ds
d
)max
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第9章 凸轮机构及其设计
第九章 主要内容及思考题
主要内容：
推杆运动规律及其特性；
凸轮轮廓曲线的设计；
凸轮机构基本尺寸的确定。
难点：反转法
1。要注意推杆反转的方向 （与凸轮转动方向相反）；
2。要注意推杆在反转运动中 占据的位置（推杆在反转时， 前后两位置的夹角与凸轮的 转角相等）；
平底从动件也会出现运动失真的情 况：一方面，要保证从动件平底
与凸轮总是相切接触，则平底的 尺寸需要足够大，否则就会出现 运动失真；另一方面，具有平底 从动件的凸轮机构，其凸轮轮廓 的向径不能变化太快，否则也会 出现运动失真，可加大基圆半径 来消除这种失真。
平底尺寸：
l 2lmax (5 ~ 7)mm
讨论压力角：
（1）压力角是推杆与凸轮接触点处 凸轮法线方向与推杆该点的速度 方向所夹的锐角；
（2）当凸轮廓线的不同点与推杆接 触时，压力角也不同；
（3）压力角是对应于凸轮的理论廓 线的。
不同机构压力角的标定：
机械原理
第9章 凸轮机构及其设计
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二、凸轮基圆半径的确定
基圆半径与压力角的关系：
：凸轮机构的压力角（推杆所受正压 力方向与推杆受力点的速度方向所夹 的锐角）
根据力的平衡条件， Fx 0
Fy 0
MB 0
F
cos(
1)
(1
G
2b ) sin(
l
1)tg2
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第9章 凸轮机构及其设计
F
G
c os (
1)
(1
2b ) sin(
l
1)tg2
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第9章 凸轮机构及其设计
（1）画出该凸轮基圆；
（2）标出升程运动角和回程运动角； （3）标出图示位置时从动件的初始位置角和角位移；
（4）标出图示位置从动件之压力角；
（5）标出从动件的最大角位移max。
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第9章 凸轮机构及其设计
14。图示为对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮为一偏心圆盘。已知 圆盘半径R=40mm，该圆盘的回转中心与几何中心间的距离AO=25mm， 滚子半径rr=10 mm。试求：
e
2
s
e2
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第9章 凸轮机构及其设计
三、滚子推杆滚子半径的选择
滚子半径的选择原则： 滚子的结构和强度； 推杆运动不失真。
（1）a min rr 1 ~ 5mm ，
（2）保证结构强度要求， 一般 rr (0.1 ~ 0.5)r0 。
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第9章 凸轮机构及其设计
四、平底推杆的平底尺寸
3。要注意推杆在反转时的 位移（是指从基圆向外量起 的到理论廓线的线段）。
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第9章 凸轮机构及其设计
第九章 思考题
1。在设计直动推杆盘形凸轮机构的凸轮廓线时，若 机构的最大压力角超出了许用值，试问可采用哪 几种措施来减小最大压力角或增大许用压力角？
2。设计凸轮基圆半径时应考虑哪些因素？
3。若用滚子推杆的凸轮机构，当出现运动失真时， 应采取哪些措施？