圆柱凸轮机构_设计_结构计算
凸轮机构介绍
4、根据从动件的运动形式分
移
动 从 动
（ 对 心
件、
凸偏
轮置 机）
构
摆动从动件凸轮机构
0'
第二节 从动件运动规律设计
一、平面凸轮机构的结构和主要参数
S 从动件位移曲线 (,S)
BC B’
S h
基圆
0 O
A
e
0 ’
’
O (A) B
Dh
2π
0 ’ ’
0
推远程休运止动角角回近程休运止动角角
e
sin
(S0
S)
cos
xB
y
B
cos sin
sin e
c
os
S0
S
xB
y
B
R
xB1
y
B1
注意：
平面旋转矩阵
1） 若从动件导路相对于凸轮回转中心的偏置
方向与x方向同向，则e>0, 反之e<0。
解：建立直角坐标系，以凸轮回转中心为原点，y 轴与从动件导路平行，凸轮理论廓线方程为：
xB (s0 s)sin e cos
yB (s0 s) cos esin
s0 rb2 e2 502 122 48.54
从动件运动规律：
升程 0,
s
0
a=0
j
v
4h
2
(
)
0
a
第3章凸轮机构
h A
δ’s
D
rmin
δt
o δt δs ω1
t δh δ’s δ 1
δh δs
设计：潘存云
B
C
⑴基圆、基圆半径——以凸轮轮廓最小向径 基圆、基圆半径 rmin为半径所作的圆称为凸轮的基圆， rmin 称 为基圆半径。如图所示。 从动件推程、升程、推程运动角——从动件 ⑵从动件推程、升程、推程运动角 在凸轮轮廓的作用下由距凸轮轴心最近位置 被推到距凸轮轴心最远位置的过程称为从动 件的推程，在推程中从动件所走过的距离称 为从动件的升程h，推程对应的凸轮转角δt称 为推程运动角，如图所示。 ，
s2 h/2
设计：潘存云
h/2 1 2 3 4 5 6δ 1
δt
s2 ＝h-2h(δt –δ1)2/δ2t v2 ＝-4hω1(δt-δ1)/δ2t a2 ＝-4hω21 /δ2t
重写加速段推程运动方程为： 重写加速段推程运动方程为：
v2 2hω/δt
δ1
a2 4hω2/δ2 t
s2 1 t v2 ＝4hω1δ1 /δ2t a2 ＝4hω21 /δ2t
s2 = C0+ C1δ1+ C2δ21+…+Cnδn1 v2 = C1ω+ 2C2ω1δ+…+nCnω1δn-11 a2 = 2 C2ω21+ 6C3ω21δ1…+n(n-1)Cnω21δn-21 等速运动（一次多项式） 1.等速运动（一次多项式）运动规律 s2 在推程起始点： 在推程起始点：δ1=0， s2=0 在推程终止点： 在推程终止点：δ1=δt ，s2=h δt 代入得： 代入得：C0＝0， C1＝h/δt v2 推程运动方程： 推程运动方程： s2 ＝hδ1/δt v2 ＝ hω1 /δt a2 a2 ＝ 0 ∞ 刚性冲击 +∞ 同理得回程运动方程： 同理得回程运动方程： s2＝h(1-δ1/δh ) v2＝-hω1 /δh a 2＝ 0
圆柱凸轮的设计计算详解
圆柱凸轮的设计计算详解1.圆柱凸轮的设计计算详解圆柱凸轮是机械传动中最常用的，也是最简单的传动元件之一，是将动力从一个轴上传递到另一个轴上的装置。
它可以改变传动方向，改变转速比例。
圆柱凸轮由半圆弧形表面和圆柱面构成，传动过程中，两凸轮的表面之间会产生摩擦，因此，凸轮的设计计算就显得尤为重要，以确保凸轮的准确性、可靠性和使用寿命。
（1）凸轮尺寸计算（1）1.传动功能凸轮的尺寸计算，首先要考虑凸轮在传动系统中所起的作用，如变速，连接，分流等，决定凸轮的直径，变速传动的凸轮尺寸一般比通用型传动凸轮要小，而且齿形高度与深度也相应减小。
（1）2.传动载荷根据凸轮传动系统的特点，确定凸轮的载荷。
一般情况下，凸轮的载荷包括摩擦载荷Ff，冲击载荷Fd和自重载荷Fg等。
（1）3.分析载荷分析载荷的性质，确定凸轮的尺寸。
载荷的性质可分为两种：静载荷和动载荷，静载荷一般为恒定载荷，而动载荷则可能是振动载荷，摆动载荷，冲击载荷等。
确定凸轮尺寸时，需要综合考虑载荷的静动特性，以确定凸轮的动载荷计算规格。
（1）4.计算凸轮尺寸根据传动功能和载荷的性质，计算凸轮尺寸。
凸轮尺寸主要包括凸轮的直径d，齿宽b，公法线齿高hf，顶高ht，螺旋角α，压力角φ等，具体的计算公式可参考设计手册。
（2）凸轮材料（2）1.凸轮的材质凸轮的材料是决定凸轮的使用性能的重要因素，一般来讲，凸轮的主要材料有钢，铸铁，铝合金等，其选择取决于凸轮的特性和应用场合。
（2）2.凸轮的热处理许多凸轮在加工完成后，需要进行热处理，使其具有更高的硬度，耐磨性和强度，以提高其使用寿命。
一般常用的热处理方法有渗碳，硬化，回火等。
（3）凸轮检测凸轮的检测是确保凸轮的正确性，可靠性和使用寿命的重要环节，也是凸轮的质量控制环节之一。
常见的凸轮检测方法有外观检查法，量规检查法，机械检测法，电气检测法等，应根据凸轮的实际情况选择合适的检测方法。
双螺线圆柱凸轮机构的设计及应用
．
（． １甘肃省 机械工业学校 ， 甘肃 天水 ７ １０ ；． ４００２天水华 天机械有 限公司 ， 甘肃 天水 ７ １ ０ ４０ ） ０ 要： 双螺线 圆柱 凸轮 机构是利用螺纹传递运 动和功 的一种 特殊 的凸轮机构 ， 它可实现线 型材料的密排层 绕 通过
和轴 向往 复运 动。 关键 词 ： 双螺线 ； 密排层绕 ； 凸轮机构
第２ ４卷
第２ ４期
甘 肃科 技
Ｇ ｎ ｕ Ｓ ｉｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ａ ｓ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ
２ Ｎｏ ２ ４ ． ４
ＤＢ ． ２ ｏ ｃ ０８
２０ 年 １ ０８ ２月
双 螺 线 圆柱 凸轮 机 构 的设 计及 应 用
王泽荫‘马 ，
摘
云
（ 经减速器减速后 的速度 ） 。设 电机 的输 出转速为 ｎ， １则收丝盘的转速也为 ｎ。随线材在收丝盘上层 １ 数的增加， 线材的线速度 ｖ 将逐渐增大 ， 其值为：
：
（） １ 收线机的双螺线凸轮机构实现了铝焊丝的 密排层绕 ， 不至于在收线时产生乱丝现象。 （） ２ 由单片 机和变频器组 成恒线速度控制 系
当采用心形凸轮时 ， 如果收线辊 的轴 向尺寸较 大时（ 假设为 ４ ０ ｍ） 这就要求心形凸轮的最大半 ０ｒ ， ａ 径 和最小 半 径 的差 值 应 不 小 于 ４０ ０ ｍｍ， 样 ， 形 这 心 凸轮的 回转空间至少应 不小于 ８０ ｍ。太大 的外 ２ｒ ａ 形尺寸 ， 既增加 了加工难度 ， 又增加 了安装难度 ， 同 时也 要求有 更 大 的安装 空 间 ， 本 也相 应增 加 。 成 当采用 曲柄连杆机构时 ， 其复杂 的结构也将增 加加 工 、 装难 度 ， 加 成本 。 同时 ， 着 连杆 机 构 安 增 随 杆件数 目的增多、 结构的复杂化 ， 其精度将会下降。
凸轮机构基本参数的设计
凸轮机构基本参数的设计前节所先容的几何法和解析法设计凸轮轮廓曲线，其基圆半径r0、直动从动件的偏距e或摆动从动件与凸轮的中心距a、滚子半径rT等基本参数都是预先给定的。
本节将从凸轮机构的传动效率、运动是否失真、结构是否紧凑等方面讨论上述参数的确定方法。
1 凸轮机构的压力角和自锁图示为偏置尖底直动从动件盘形凸轮机构在推程的一个位置。
Q为从动件上作用的载荷（包括工作阻力、重力、弹簧力和惯性力）。
当不考虑摩擦时，凸轮作用于从动件的驱动力F是沿法线方向传递的。
此力可分解为沿从动件运动方向的有用分力F'和使从动件紧压导路的有害分力F''。
驱动力F与有用分力F'之间的夹角a（或接触点法线与从动件上力作用点速度方向所夹的锐角）称为凸轮机构在图示位置时的压力角。
显然，压力角是衡量有用分力F'与有害分力F''之比的重要参数。
压力角a愈大，有害分力F''愈大，由F''引起的导路中的摩擦阻力也愈大，故凸轮推动从动件所需的驱动力也就愈大。
当a增大到某一数值时，因F''而引起的摩擦阻力将会超过有用分力F'，这时无论凸轮给从动件的驱动力多大，都不能推动从动件，这种现象称为机构出现自锁。
机构开始出现自锁的压力角alim称为极限压力角，它的数值与支承间的跨距l2、悬臂长度l1、接触面间的摩擦系数和润滑条件等有关。
实践说明，当a增大到接近alim时，即使尚未发生自锁，也会导致驱动力急剧增大，轮廓严重磨损、效率迅速降低。
因此，实际设计中规定了压力角的许用值[a]。
对摆动从动件，通常取[a]=40～50；对直动从动件通常取[a]=30～40。
滚子接触、润滑良好和支承有较好刚性时取数据的上限；否则取下限。
对于力锁合式凸轮机构，其从动件的回程是由弹簧等外力驱动的，而不是由凸轮驱动的，所以不会出现自锁。
因此，力锁合式凸轮机构的回程压力角可以很大，其许用值可取[a]=70～80。
机械原理第9章凸轮机构及其设计
第二十一页，编辑于星期日：十四点 分。
②等减速推程段：
当δ =δ0/2 时，s = h /2，h/2 = C0＋C1δ0/2＋C2δ02/4 当δ = δ0 时，s = h ，v = 0，h = C0＋C1δ0＋C2δ02
0 = ωC1＋2ωC2δ ，C1=－2 C2δ0 C0=－h，C1= 4h/δ0, C2=－2h/δ02
如图所示，选取Oxy坐标系，B0 点为凸轮廓线起始点。当凸轮转过δ 角度时，推杆位移为s。此时滚子中 心B点的坐标为
x (s0 s) sin e cos
y
(s0
s) cos
A7
C8 A6 C7
w
A8
-w
A9
C9 B8 B9 B7 r0
C10
B12100 ° B0
O
B1 a B2
C1 L C2φ1φ0
A10 A0
φ
Φ
o
2
1
2 3 456
180º
7 8 9 10
60º 120º
δ
(1)作出角位移线图；
(2)作初始位置；
A5
C6
B6 B1580°B4
C4
C5
φ3
φC23
A1
↓对心直动平底推杆盘形凸 轮机构
↑偏置直动尖端推杆盘形凸轮机 构
第十一页，编辑于星期日：十四点 分。
↑尖端摆动凸轮机构
↓平底摆动凸轮机构
↑滚子摆动凸轮机构
第十二页，编辑于星期日：十四点 分。
(4)按凸轮与从动件保持接触的方式分
力封闭型凸轮机构
利用推杆的重力、弹簧力或其他外力使推杆与凸轮保持接
触的
此外，还要考虑机构的冲击性能。
圆柱凸轮机构_设计_结构计算
本章介绍凸轮机构的类型、特点、应用及盘形凸轮的设计。
凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，它通过与从动件的高副接触，在运动时可以使从动件获得连续或不连续的任意预期运动。
在第4章介绍中，我们已经看到。
凸轮机构在各种机械中有大量的应用。
即使在现代化程度很高的自动机械中，凸轮机构的作用也是不可替代的。
凸轮机构由凸轮、从动件和机架三部分组成，结构简单、紧凑，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任意的运动规律。
在自动机械中，凸轮机构常与其它机构组合使用，充分发挥各自的优势，扬长避短。
由于凸轮机构是高副机构，易于磨损；磨损后会影响运动规律的准确性，因此只适用于传递动力不大的场合。
图12-1为自动机床中的横向进给机构，当凸轮等速回转一周时，凸轮的曲线外廓推动从动件带动刀架完成以下动作：车刀快速接近工件，等速进刀切削，切削结束刀具快速退回，停留一段时间再进行下一个运动循环。
图12-1图12-2图12-2为糖果包装剪切机构，它采用了凸轮—连杆机构，槽凸轮1绕定轴B转动，摇杆2与机架铰接于A点。
构件5和6与构件2组成转动副D和C，与构件3和4（剪刀）组成转动副E和F。
构件3和4绕定轴K转动。
凸轮1转动时，通过构件2、5、和6，使剪刀打开或关闭。
图12-3为机械手及进出糖机构。
送糖盘7从输送带10上取得糖块，并与钳糖机械手反向同步放置至进料工位Ⅰ，经顶糖、折边后，产品被机械手送至工位Ⅱ后落下或由拨糖杆推下。
机械手开闭由机械手开合凸轮（图中虚线）1控制，该凸轮的轮廓线是由两个半径不同的圆弧组成，机械手的夹紧主要靠弹簧力。
图12-6图12-4所示为由两个凸轮组合的顶糖、接糖机构，通过平面槽凸轮机构将糖顶起，由圆柱凸轮机构控制接糖杆的动作，完成接糖工作。
图12-5所示的机构中，应用了四个凸轮机构的配合动作来完成电阻压帽工序。
内燃机中的阀门启闭机构（图12-6），缝纫机的挑线机构（图12-7）等，都是凸轮机构具体应用的实例。
圆柱凸轮机构设计结构计算
圆柱凸轮机构设计结构计算一、圆柱凸轮的几何关系计算在设计圆柱凸轮机构时，首先需要计算凸轮的几何关系。
圆柱凸轮的主要几何参数有凸轮高度、凸轮外径和跟随者的运动轨迹等。
1.凸轮高度计算：凸轮高度是指凸轮的周向高度，其取决于从动件的运动特性和受力情况。
一般情况下，凸轮高度应保证从动件在整个运动过程中不脱离凸轮。
2.凸轮外径计算：凸轮外径是指凸轮的圆周长度。
凸轮外径与凸轮半径和凸轮的周向高度有关。
凸轮外径的计算需要根据从动件的运动轨迹来确定，可以通过绘制凸轮的运动曲线图来确定凸轮外径。
3.跟随者的运动轨迹计算：跟随者的运动轨迹是指从动件在凸轮作用下所运动的路径。
跟随者的运动轨迹是由凸轮外径和凸轮的几何形状决定的。
可以通过绘制凸轮的运动曲线图来确定跟随者的运动轨迹。
二、从动件的运动特性计算在设计圆柱凸轮机构时，还需要计算从动件的运动特性，包括从动件的角速度、角加速度和运动轨迹等。
1.从动件的角速度计算：从动件的角速度是指从动件单位时间内绕凸轮中心旋转的角度。
从动件的角速度可以通过凸轮的转动速度和凸轮上的点的位置关系来计算。
2.从动件的角加速度计算：从动件的角加速度是指从动件单位时间内角速度的变化率。
从动件的角加速度可以通过凸轮的转动加速度和凸轮上点的位置关系来计算。
3.从动件的运动轨迹计算：从动件的运动轨迹是指从动件在凸轮作用下所运动的路径。
从动件的运动轨迹可以通过凸轮的几何形状和转动角度来计算。
三、受力计算在设计圆柱凸轮机构时，需要考虑凸轮和从动件的受力情况，以确保机构的安全稳定运行。
1.凸轮的受力计算：凸轮在工作过程中受到从动件的压力和惯性力的作用。
凸轮的受力计算需要考虑凸轮的材料强度和从动件的受力情况。
2.从动件的受力计算：从动件在与凸轮接触的过程中受到凸轮的压力和惯性力的作用。
从动件的受力计算需要考虑从动件的材料强度和凸轮的几何形状。
以上是圆柱凸轮机构设计结构计算的基本内容。
在实际应用中，还需要考虑其他因素，如凸轮的润滑和冷却等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
圆柱凸轮机构_设计_结构计算本章介绍凸轮机构的类型、特点、应用及盘形凸轮的设计。
凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，它通过与从动件的高副接触，在运动时可以使从动件获得连续或不连续的任意预期运动。
在第4章介绍中，我们已经看到。
凸轮机构在各种机械中有大量的应用。
即使在现代化程度很高的自动机械中，凸轮机构的作用也是不可替代的。
凸轮机构由凸轮、从动件和机架三部分组成，结构简单、紧凑，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任意的运动规律。
在自动机械中，凸轮机构常与其它机构组合使用，充分发挥各自的优势，扬长避短。
由于凸轮机构是高副机构，易于磨损;磨损后会影响运动规律的准确性，因此只适用于传递动力不大的场合。
图12-1为自动机床中的横向进给机构，当凸轮等速回转一周时，凸轮的曲线外廓推动从动件带动刀架完成以下动作:车刀快速接近工件，等速进刀切削，切削结束刀具快速退回，停留一段时间再进行下一个运动循环。
图12-1 图12-2图12-2为糖果包装剪切机构，它采用了凸轮—连杆机构，槽凸轮1绕定轴B转动，摇杆2与机架铰接于A点。
构件5和6与构件2组成转动副D和C，与构件3和4(剪刀)组成转动副E和F。
构件3和4绕定轴K转动。
凸轮1转动时，通过构件2、5、和6，使剪刀打开或关闭。
图12-3为机械手及进出糖机构。
送糖盘7从输送带10上取得糖块，并与钳糖机械手反向同步放置至进料工位?，经顶糖、折边后，产品被机械手送至工位?后落下或由拨糖杆推下。
机械手开闭由机械手开合凸轮(图中虚线)1控制，该凸轮的轮廓线是由两个半径不同的圆弧组成，机械手的夹紧主要靠弹簧力。
- 212 -图12-6图12-4所示- 213 -图12-7为由两个凸轮组合的顶糖、接糖机构，通过平面槽凸轮机构将糖顶起，由圆柱凸轮机构控制接糖杆的动作，完成接糖工作。
图12-5所示的机构中，应用了四个凸轮机构的配合动作来完成电阻压帽工序。
内燃机中的阀门启闭机构(图12-6)，缝纫机的挑线机构(图12-7)等，都是凸轮机构具体应用的实例。
由以上各例可见，凸轮机构在各种机器中的应用是相当广泛的，了解凸轮机构的有关知识是非常必要的。
12.1 凸轮机构的分类按照凸轮及从动件的形状，凸轮机构的分类见表12-1。
12.2 凸轮机构中从动件常用的运动规律凸轮机构设计的主要任务是保证从动件按照设计要求实现预期的运动规律，因此确定从动件的运动规律是凸轮设计的前提。
12.2. 1 平面凸轮机构的工作过程和运动参数图12-8a为一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构，从动件移动导路至凸轮旋转中心的偏距为e。
以凸轮轮廓的最小向径r为半径所作的圆称为基圆，r为基圆半径，凸轮以等角速度,逆时针转动。
bb在图示位置，尖顶与A点接触，A点是基圆与开始上升的轮廓曲线的交点，此时，从动件的尖顶离凸轮轴最近。
凸轮转动时，向径增大，从动件被凸轮轮廓推向上，到达向径最大的B点时，从动件距凸轮轴心最远，这一过程称为推程。
与之对应的凸轮转角,称为推程运动角，从动件上升的最大0位移h称为行程。
当凸轮继续转过,时，由于轮廓BC段为一向径不变的圆弧，从动件停留在最远s处不动，此过程称为远停程，对应的凸轮转角,称为远停程角。
当凸轮又继续转过,’角时，凸轮向s0径由最大减至r，从动件从最远处回到基圆上的D点，此过程称为回程，对应的凸轮转角,’称为回b0程运动角。
当凸轮继续转过,’角时，由于轮廓DA段为向径不变的基圆圆弧，从动件继续停在距轴s 心最近处不动，此过程称为近停程，对应的凸轮转角,’称为近停程角。
此时，,，,，,’，,’=2,，s0s0s凸轮刚好转过一圈，机构完成一个工作循环，从动件则完成一个“升—停—降—停”的运动循环。
- 214 -- 215 -图12-8单位(mm)弦距销距半角两柱销最柱销中心柱销直径柱销数主动凸轮小距离圆半径R2 直径R1 103.325 22.5? 53.325 135 50 8 100- 216 -上述过程可以用从动件的位移曲线来描述。
以从动件的位移s为纵坐标，对应的凸轮转角为横坐标，将凸轮转角或达出来的图形称为从动件的位移线图，如图12-8b所示。
从动件在运动过程中，其位移s、速度v、加速度a随时间t(或凸轮转角)的变化规律，称为从动件的运动规律。
由此可见，从动件的运动规律完全取决于凸轮的轮廓形状。
工程中，从动件的运动规律通常是由凸轮的使用要求确定的。
因此，根据实际要求的从动件运动规律所设计凸轮的轮廓曲线，完全能实现预期的生产要求。
12.2.2 从动件常用的运动规律常用的从动件运动规律有等速运动规律，等加速-等减速运动规律、余弦加速度运动规律以及正弦运动规律等。
1( 等速运动规律度有突变，其加速度和惯性力在理论上为无穷大，致使凸轮机构产生强烈的冲击、噪声和磨损，这种冲击为刚性冲击。
因此，等速运动规律只适用于低速、轻载的场合。
2( 等加速等减速运动规律从动件在一个行程h中，前半行程作等加速运动，后半行程作等减速运动，这种运动规律称为等加速等减速运动规律。
通常加速度和减速度的绝对值相等，其运动线图如图12-10所示。
图12-9- 217 -图12-10由运动线图可知，这种运动规律的加速度在A、B、C三处存在有限的突变，因而会在机构中产生有限的冲击，这种冲击称为柔性冲击。
与等速运动规律相比，其冲击程度大为减小。
因此，等加速等减速运动规律适用于中速、中载的场合。
3( 简谐运动规律(余弦加速度运动规律)当一质点在圆周上作匀速运动时，它在该圆直径上投影的运动规律称为简谐运动。
因其加速度运动曲线为余弦曲线故也称余弦运动规律，其运动规律运动线图如图12-11所示。
- 218 -图12-11由加速度线图可知，此运动规律在行程的始末两点加速度存在有限突变，故也存在柔性冲击，只适用于中速场合。
但当从动件作无停歇的升—降—升连续往复运动时，则得到连续的余弦曲线，柔性冲击被消除，这种情况下可用于高速场合。
4( 摆线运动规律(正弦加速度运动规律)当一圆沿纵轴作匀速纯滚动时，圆周上某定点A的运动轨迹为一摆线，而定点A运动时在纵轴上投影的运动规律即为摆线运动规律。
因其加速度按正弦曲线变化，故又称正弦加速度运动规律，其运动规律运动线图如图12-12所示。
从动件按正弦加速度规律运动时，在全行程中无速度和加速度的突变，因此不产生冲击，适用于高速场合。
图12-12，了解从动件的运动规律，便于我们在凸轮机构设计时，根据机器的工作要求进行合理选择。
12.3 凸轮轮廓曲线的设计根据机器的工作要求，在确定了凸轮机构的类型及从动件的运动干规律、凸轮的基圆半径和凸轮的转动方向后，便可开始凸轮轮廓曲线的设计了。
凸轮轮廓曲线的设计方法有图解法和解析法。
- 219 -图解法简单直观，但不够精确，只适用于一般场合;解析法精确但计算量大，随着计算机辅助设计的迅速推广应用，解析法设计将成为设计凸轮机构的主要方法。
以下分别介绍这两种方法。
12.3.1 图解法设计凸轮轮廓曲线1(图解法的原理图解法绘制凸轮轮廓曲线的原理是“反转法”，即在整个凸轮机构(凸轮、从动件、机架)上加一个与凸轮角速度大小相等、方向相反的角速度(,,)，于是凸轮静止不动，而从动件则与机架(导路)一起以角速度(,)绕,始终与凸轮轮廓保持接触，所以从动件在反转行程中，其尖顶的运动轨迹就是凸轮的轮廓曲线。
图12-13 2(尖顶直动从动件盘形凸轮轮廓的设计例12-1 设已知凸轮逆时针回转，其基圆半径r=30 bmm，从动件的运动规律为凸轮转角 0?,180? 180?,300? 300?,360?从动件的运动规律等速上升30 mm 等加速等减速下降回到原处停止不动试设计此凸轮轮廓曲线。
解: 设计步骤如下:(1) 选取适当比例尺作位移线图选取长度比例尺和角度比例尺为,=0.002(m/mm), ,=6(度/mm) L,按角度比例尺在横轴上由原点向右量取 30mm、20mm、10mm分别代表推程角180?、回程角120?、近停程角60?。
每30?取一等分点等分推程和回程，得分点1、2、…、10，停程不必取分点，在纵轴上按长度比例尺向上截取15mm代表推程位移30mm。
按已知运动规律作位移线图(图12-14a)。
(2)作基圆取分点任取一点O为圆心，以点B为从动件尖顶的最低点，由长度比例尺取r=15mm 作基圆。
从B点b始，按(,,)方向取推程角、回程角和近停程角，并分成与位移线图对应的相同等分，得分点B、1B、…、B与B点重合。
211- 220 -(3)画轮廓曲线联接OB并在延长线上取BB’=11’得点B’，同样在OB延长线上取BB’=22’，…，直到B11112229点，点B与基圆上点B’重合。
将B’、B’…、B’联接为光滑曲线，即得所求的凸轮轮廓曲线，10101210如图12-14b。
子中心，其运动轨迹就是凸轮的理论轮廓曲线，凸轮的实际轮廓曲线是与理论轮廓曲线相距滚子半径r的一条等距曲线，应注意的是，凸轮的基圆指的是理论轮廓线上的基圆，如图12-14c所示。
T图12-14对于其他从动件凸轮曲线的设计，可参照上述方法。
*12.3.2 解析法设计凸轮轮廓曲线直角坐标法的设计过程。
设计步骤:(1)建立直角坐标系，并根据反转法建立从动件尖顶的坐标方程。
如图12-15所示，建立过凸轮转轴中心的坐标系xOy，图中B点为从动件推程的起始点，导路与转轴中心的距离0为e(当凸轮逆时针转动、导路右偏时，e为正，反之，e为负，当凸轮顺时针转动时，则与之相反)根据反转法原理，- 221 -图12-15凸轮以转过角，相当于从动件及导路以转过角，滚子中心到达B点，位移量为s。
从图中几何关系可得B点的坐标为x=(s+s)sin,+ecos, 0(12-1)凸轮实际廓线上任一点B’(x’，y’)在凸轮理论廓线法线上与滚子中心B(x，y)相距r 处，其坐标为 Tx’= x,r cos, T(12-2) y’= y,r sin, T(2)建立计算机辅助设计程序框图，如图12-16。
(3)运行计算机并绘出所设计的凸轮轮廓曲线。
图12-16本章小结- 222 -1(凸轮机构的结构简单，紧凑，能够实现复杂的运动规律。
2(凸轮机构从动件常见的运动规律有:等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐(余弦加速度)运动规律、摆线(正弦加速度)运动规律。
3(凸轮轮廓设计的图解法的原理是“反转法”。
思考题12-1 为什么凸轮机构广泛应用于自动、半自动机械的控制装置中,12-2 凸轮轮廓的反转法设计依据的是什么原理,习题12-1 试标出图示位移线图中的行程h、推程运动角,、远停程角,、回程角,,、近停程角,,。
o s o s12-2 试写出图示凸轮机构的名称，并在图上作出行程h，基圆半径r，凸轮转角,、,、,,、,,以及A、B两bo s o s处的压力角。