任务二任务二 凸轮机构的参数及从动件的运动规律凸轮机构的参数及从动件的运动规律

● 了解凸轮机构的工作过程。 ● 掌握凸轮机构的主要参数及其对 传力性能的影响。 ● 了解凸轮机构从动件的运动规律。

一、凸轮机构的工作过程一、凸轮机构的工作过程 下图所示的凸轮机构中 , 主动件凸轮 ABCD 以大小为 ω 的

角速度从 A 点做逆时针转动，从动件沿着导路做上下往复移

动，其运动规律具体描述如下：

AB— 上升、 BC— 远休止

DC— 下降、 DA— 近休止

凸轮继续回转，从动件将

重复“上升→远休止→下降→ 近休止”的运动过程。

尖顶凸轮运动过程视频

⒈是不是所有的凸轮机构在凸轮回转过程中，从动件均有“上升 - 远休止 - 下降 - 近休止”的运动过程？⒉“从动件处于近、远休止时，凸轮机构静止不动。”这句话是否正确，为什么？

？

二、凸轮机构主要参数及其对传力性能的影响二、凸轮机构主要参数及其对传力性能的影响

⒈ 基本参数

参考点

在研究凸轮机构从动件运动规律时，参考来自从动件

上的某一点称为参考点。参考点的位置视从动件的形式而

异 , 例如，尖从动件为接触点，滚子从动件为滚子中心，平

底从动件为平底底线与从动件运动方向线的交点。

理论轮廓曲线 从动件的参考点按照预期的运动所形成的假想曲线称为理论轮廓曲线。下图所示的虚线部分为滚子从动件凸轮机构凸轮的理论轮廓曲线。 实际轮廓曲线：凸轮实际外形曲线，下图所示曲线 ADCA 。

基圆及基圆半径 rb

以凸轮的回转中心为圆心，以最小的理论轮廓曲线的曲率半

径为半径所作的圆称为基圆。

压力角 α

凸轮机构处于某位置时，参考点处从动件所受的力的方向

（从动件接触点的法线方向）与从动件在该点的运动方向间的

夹角称为凸轮机构的压力角。

推程运动角 φo

从动件自最低位置上升到最高位置期间主动件凸轮所转

过的角度，称为推程运动角。

回程运动角 φ o′

从动件自最高位置下降至最低位置期间主动件凸轮所转过

的角度，称为回程运动角。

远休止角

从动件在最远位置停留不动过程中，凸轮转过的角度，称

为远休止角。

近休止角 φ s′

从动件在最近位置停留不动过程中，凸轮转过的角度，称

为近休止角。

行程 h

从动件最低位置到最高位置间的距离称为行程。即凸轮

的最大理论轮廓曲线的曲率半径与最小理论轮廓曲线的曲率

半径的差。

2. 凸轮机构参数对传力性能的影响

压力角 α

α 越大，对传动越不利，当 α 增大到一定数值时，从动

件将会产生自锁（或卡死）现象，因此对压力角 α 有一个

范围要求。

基圆半径 rb ：基圆半径的大小直接影响着从动件的运动。

• 在从动件行程一定的条件下，基圆半径的大小与凸轮压力角的大小成反比。

• 基圆半径越大，压力角越小，对传动越有利，但基圆半径过大，机构较笨重。

滚子半径 rT

三、凸轮机构从动件的运动规律三、凸轮机构从动件的运动规律

1. 凸轮及从动件的运动

从动件因凸轮轮廓形状的不同，可得到任意的运动规律。

目前用的最多的为等速运动规律和等加速等减速运动规律。

为便于了解各种运动规律的位移、速度及加速度对时间的

变化关系，常绘制成位移曲线、速度曲线及加速度曲线分析。

2. 等速运动

等速运动规律定义：从动件在运动时的速度为常数的运动规律。

等速运动规律曲线

等速运动工作特点 等速运动在行程的开始位置点和到达最高位置点的瞬间，速度有突变，加速度理论上出现瞬间的无穷大，从而使从动件突然产生陡振或冲击，这种冲击称为刚性冲击。因此，等速运动适用于低速、从动件质量小或轻载的场合。

？ 如何避免等速运动中产生刚性冲击？？

3. 等加速等减速运动等加速等减速运动规律定义 当凸轮做等速回转时，将从动件的行程分为两段，前半段等加速上升，后半段等减速上升，且前后两段的加速度的绝对值相等的运动规律称为等加速等减速运动规律。等加速等减速运动规律曲线

工作特点

等加速等减速运动，速度连续变化而不存在突变，加速

度 a 只在某些特殊位置点处发生了有限的突变，从动件仅

在这些特殊点处出现较小的冲击，这种冲击称为柔性冲击。

因此，等加速等减速运动规律适用于中速、从动件质量不大

及轻载的场合。