1、凸轮机构,凸轮是一个具有曲线轮廓的构件。含有凸轮的机构称为凸轮机构。它由 凸轮,从动件和 机架 组成。
一、凸轮机构的应用
2、凸轮机构的应用内燃机配气凸轮机构凸轮机构的优点：
只需确定适当的凸轮轮廓曲线，
即可实现从动件复杂的运动规律；
结构简单，运动可靠。
缺点,从动件与凸轮接触应力大，
易磨损用途,载荷较小的运动控制一）按凸轮的形状分
1、盘形凸轮 2、移动凸轮 3、圆柱凸轮
4、圆锥凸轮二、凸轮机构的分类
1、尖顶从动件 2、滚子从动件 3、平底从动件二）按从动件上高副元素的几何形状分三）、按凸轮与从动件的锁合方式分
1、力锁合的凸轮机构
2、形锁合的凸轮机构
1）构槽凸轮机构
2）等宽凸轮机构
3）等径凸轮机构
4）主回凸轮机构四）、根据从动件的运动形式分摆动从动件凸轮机构（
对心
、
偏置
）
移动从动件凸轮机构
h
三、凸轮机构的工作原理
S
(A)
B C
D
(?,S)
S? ’? S’
h
SA
B ’
O
e
C
D
B
O π2
基圆 推程运动角 远休止角 近休止角 回程运动角摆动从动件凸轮机构
A
B
C
D
O1
O2
a
B1
rb

max
l
S
Φ
'Φ 'SΦSΦ
π2
h
(?)
(?max)
四、凸轮机构的设计任务
3）凸轮机构曲线轮廓的设计
4）绘制凸轮机构工作图
1）从动件运动规律的设计
2）凸轮机构基本尺寸的设计移动从动件：基圆半径 rb，偏心距 e;
摆动从动件：基圆半径 rb，凸轮转动中心到从动件摆动中心的距离 a及摆杆的长度 l;
滚子从动件：除上述外，还有滚子半径 rr。
平底从动件：除上述外，平底长度 L。O
1
O2
a
O1?
erb rb
升 — 停 — 回 — 停型
(RDRD)
升 — 回 — 停型
(RRD)
升 — 停 — 回型
(RDR)
升 — 回型
(RR)运动循环的类型
S
Φ 'ΦSΦ
π2
(?)
S
Φ
'Φ 'SΦSΦ
π2
(?) S
Φ 'Φ 'SΦ
π2
(?)
S
Φ 'Φ
π2
(?)
一、基本运动规律
1,n=1的运动规律
=0,s=0;?=?,s=h.
s = c0+c1?
v= c1?
a=0
hS
hv
0a?
0,,
2,2


vhs
hs
2
2
2
2
2
4
)(
4
)(
2




h
a
h
v
h
hs
等速运动规律
0
a
a=0

2,n=2的运动规律
2
2
21
2
210
2
2
ca
ccv
cccs




0
s
h
0
v
2,2
0,0,0
hs
vs


2
2
2
2
2
4
4
2
h
a
h
v
h
s
0
j


0
v
v m
ax
0
s
h
a m
ax?
0
a
-a m
ax
等加速等减速运动规律刚性冲击柔性冲击 柔性冲击
s
v
a
j
0
0
0
0
（二）余弦加速度规律柔性冲击
（三）正弦加速度规律
v
0
a
j
0
0
s?
0
改进型等速运动规律
0
0
a
a=0


v0
s
h
从动件常用基本运动规律特性等 速 1.0? 刚性 低速轻载等加速等减速 2.0 4.00 柔性 中速轻载余弦加速度 1.57 4.93 柔性 中速中载正弦加速度 2.00 6.28 无 高速轻载运动规律 vmax
(h?/?)?
amax 冲击特性 适用范围
(h?2/?2 )?
三、从动件运动规律设计：
1、从动件的最大速度 vmax要尽量小；
2、从动件的最大加速度 amax要尽量小；
3、从动件的最大跃动度 jmax要尽量小。
一、移动从动件盘形凸轮机构的基本尺寸的设计
SS
OCOP
AC
CPtg
0?

Ser
ev
tg
22
b
12


)sr(
v
sr
vtg
b1
2
b
12


21 vOP
1
2vOP
,即移动从动件盘形凸轮机构的基本尺寸
t
t
O
P n
n
A
e
S
S 0
v2
C
rr
b?
1
1
2
3
P13 P
23
压力角?
t
t
O P
n
A
eC?
1
n

(P13) P23
瞬心从动件向上为工作行程，凸轮逆时针回转，从动件偏在凸轮回转中心右侧合理
t
t
O P
n
A
eC? n
t t
O
P n
n
A
e
S
S 0
v
2
C
rr
b?
1
1
2
3
压力角?
1、偏距 e的大小和 偏置方位的选择原则应有利于减小从动件工作行程时的最大压力角。为此应使从动件在工作行程中，点
C和点 P位于凸轮回转中心 O的同侧，此时凸轮上 C点的线速度指向与从动件工作行程的线速度指向相同。
偏距不宜取得太大，一般可近似取为：
b
1
m i nm a x r)vv(
2
1
e?

一、尖顶从动件盘形凸轮机构的设计尖顶移动从动件盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线设计的基本原理 （反转法）
2?
S
1
1
2 3
s1 s2
h
O
rb
-?
1
1
s1
1'?1
s1
2
s2
s2
3
h
h
3'
2'
偏置尖顶从动件凸轮轮廓曲线设计 （反转法）
2?
S
1
1
2 3
s1 s2
h
O
rb
-?
3'
3
2
1
1
s2 s1
h
1
1’
2’
e
s1
s2
偏置尖顶从动件凸轮轮廓曲线设计 （反转法）
2?
S
1
1
2 3
s1 s2
h
-?
1
1
1
1'
s1
O
rb
e
s2
2
h
3
F
v?
s1
1
已知,S=S（?）,rb,e,?
凸轮轮廓曲线设计的基本原理 （反转法）
GO
O
rb
-
7
3
1
5
4
1
s2
h
6
2?
S
1
1
2
4
s1 s2
h 3
5
6 7
S'' (0)
0
2、滚子从动件盘形凸轮机构的设计
O n
n
B0 B
rb
’’
’
y
x
rr
C’
C’’
C’
rm
a、轮廓曲线的设计偏置滚子从动件凸轮轮廓曲线设计 （反转法）
2?
S
1
1
2 3
s1 s2
h
-?
1
1
1
1'
s1
O
rb
e
s2
2
h
3
已知,S=S（?）,rb,e,?,rr
理论轮廓实际轮廓
F
v?
c、滚子半径的确定当 rr<?min时，实际轮廓为一光滑曲线。
当 rr=?min时，实际轮廓将出现尖点，极易磨损，
会引起运动失真。
rr?bmin?min
rr<?min
bmin =?min - rr> 0
rr=?min
min
bmin =?min - rr= 0
当 rr>?min时，实际轮廓将出现交叉现象，会引起运动失真。
bmin?min
bmin =?min + rr> 0
内凹的轮廓曲线不存在失真。
min rr
rr>?min
bmin =?min - rr< 0