机械设计凸轮机构设计.ppt

第第3 3章章 凸轮机构设计凸轮机构设计§3§3－－4 4 设计凸轮机构应注意的问题设计凸轮机构应注意的问题凸轮机构由凸轮机构由凸轮凸轮、、从动件从动件、、机架机架三个基本构件组成的三个基本构件组成的高副机构高副机构机架机架从动件从动件滚子滚子凸轮凸轮一、凸轮机构的组成及其特点一、凸轮机构的组成及其特点§§3－－1 凸轮机构的应用和分类凸轮机构的应用和分类组成：组成：三个构件、盘三个构件、盘(柱柱)状曲线轮廓、从动件呈杆状状曲线轮廓、从动件呈杆状作用：作用：将连续回转将连续回转 =>=> 从动件直线移动或摆动从动件直线移动或摆动凸轮是一个具有凸轮是一个具有曲线轮廓曲线轮廓或或凹槽凹槽的构件，通常作的构件，通常作连续等速转动，从动件则在凸轮轮廓的控制下按连续等速转动，从动件则在凸轮轮廓的控制下按预定的运动规律作预定的运动规律作往复移动往复移动或或摆动摆动 优优点点：：构构件件少少，，运运动动链链短短，，结结构构简简单单紧紧凑凑；；易易使使从从动动件（件（follower）得到各种预期的运动规律得到各种预期的运动规律凸轮机构的特点凸轮机构的特点 缺点：缺点：从动件与从动件与凸轮为点、线接触，故易于磨损。

凸轮为点、线接触，故易于磨损凸凸轮轮廓加工比较困难，费用较高轮轮廓加工比较困难，费用较高二、凸轮机构的应用二、凸轮机构的应用132送料机构送料机构多用在传递动力不大的各种自动机械、仪表及自动控制装置中多用在传递动力不大的各种自动机械、仪表及自动控制装置中内燃机气门机构内燃机气门机构盘形凸轮机构盘形凸轮机构在印刷机中的应用在印刷机中的应用等径凸轮机构等径凸轮机构在机械加工中的应用在机械加工中的应用应用实例：应用实例：利用分度凸轮利用分度凸轮机构实现转位机构实现转位圆柱凸轮机构在机圆柱凸轮机构在机械加工中的应用械加工中的应用三、凸轮机构的分类三、凸轮机构的分类1、按凸轮的形状分类、按凸轮的形状分类1）盘形凸轮：）盘形凸轮：凸轮为一绕固定轴线转动且有变化向径凸轮为一绕固定轴线转动且有变化向径的盘形构件的盘形构件盘形凸轮机构简单，盘形凸轮机构简单，应用广泛，但限于凸应用广泛，但限于凸轮径向尺寸不能变化轮径向尺寸不能变化太大，故从动件的行太大，故从动件的行程较短2）移动凸轮：）移动凸轮：凸轮是具有曲线轮廓、作往复直线移动凸轮是具有曲线轮廓、作往复直线移动 的构件，它可看成是转动轴线位于无穷的构件，它可看成是转动轴线位于无穷 远处的盘形凸轮。

远处的盘形凸轮3）圆柱凸轮：）圆柱凸轮：凸轮是圆柱面上开有凹槽的圆柱体，可凸轮是圆柱面上开有凹槽的圆柱体，可 看成是绕卷在圆柱体上的移动凸轮，利看成是绕卷在圆柱体上的移动凸轮，利 用它可使从动件得到较大的行程用它可使从动件得到较大的行程盘形凸轮盘形凸轮和和移动凸轮移动凸轮与从动件的运动均在同一平面内，与从动件的运动均在同一平面内，所以又称为所以又称为平面凸轮机构平面凸轮机构；而；而圆柱凸轮圆柱凸轮与从动件的运动与从动件的运动均不在同一平面内，所以又称为均不在同一平面内，所以又称为空间凸轮机构空间凸轮机构2、按从动件运动副元素形状分类、按从动件运动副元素形状分类1）尖顶从动件：）尖顶从动件：从动件的端部呈尖点，特点是能与从动件的端部呈尖点，特点是能与任何形状的凸轮轮廓上各点相接触，因而理论上可实任何形状的凸轮轮廓上各点相接触，因而理论上可实现任意预期的运动规律现任意预期的运动规律特点：特点：是研究其他型式从动件凸轮机构的基础构造简单，是研究其他型式从动件凸轮机构的基础构造简单，尖顶易磨损，只能用于轻载低速的场合，多用于仪尖顶易磨损，只能用于轻载低速的场合，多用于仪表机构。

表机构对心直动尖顶从动件对心直动尖顶从动件偏置直动尖顶从动件偏置直动尖顶从动件2）滚子从动件：）滚子从动件：从动件的端部装有滚子从动件的端部装有滚子特点：特点：从动件与凸轮之间可形成滚动摩擦，所以磨损显著减从动件与凸轮之间可形成滚动摩擦，所以磨损显著减少，能承受较大载荷，应用较广但端部重量较大，少，能承受较大载荷，应用较广但端部重量较大，又不易润滑，故仍不宜用于高速又不易润滑，故仍不宜用于高速3）平底从动件：）平底从动件：从动件端部为一平底从动件端部为一平底特点：特点：若不计摩擦，凸轮对从动件的作用力始终垂直于若不计摩擦，凸轮对从动件的作用力始终垂直于平底，传力性能良好，且凸轮与平底接触面间易平底，传力性能良好，且凸轮与平底接触面间易形成润滑油膜，摩擦磨损小、效率高，故可用于形成润滑油膜，摩擦磨损小、效率高，故可用于高速，缺点是不能用于凸轮轮廓有内凹的情况高速，缺点是不能用于凸轮轮廓有内凹的情况 3、根据从动件的运动形式分类、根据从动件的运动形式分类1）直动从动件：）直动从动件：按其从动件导路是否通过凸轮回转中按其从动件导路是否通过凸轮回转中 心分为心分为对心对心直动从动件和直动从动件和偏置偏置直动从直动从 动件凸轮机构。

动件凸轮机构对心直动尖顶从动件对心直动尖顶从动件偏置直动尖顶从动件偏置直动尖顶从动件2）摆动从动件：）摆动从动件：从动件的运动为绕固定轴的摆动从动件的运动为绕固定轴的摆动摆动滚子从动件摆动滚子从动件摆动尖顶从动件摆动尖顶从动件平面复杂运动从动件平面复杂运动从动件3）平面复杂运动从动件）平面复杂运动从动件4、按凸轮高副的锁合方式分类、按凸轮高副的锁合方式分类所谓的所谓的锁合锁合是指保持从动件与凸轮之间的高副接触是指保持从动件与凸轮之间的高副接触1）力锁合凸轮机构：）力锁合凸轮机构：依靠依靠重力、弹簧力或其他外力来重力、弹簧力或其他外力来保证锁合，如内燃机配气凸保证锁合，如内燃机配气凸轮机构2）形锁合凸轮机构：）形锁合凸轮机构：依靠凸轮和从动件几何形状来依靠凸轮和从动件几何形状来保证锁合如凹槽、等宽、等径、共轭凸轮保证锁合如凹槽、等宽、等径、共轭凸轮等宽凸轮机构等宽凸轮机构等径凸轮机构等径凸轮机构共轭凸轮机构共轭凸轮机构凸凸轮轮机机构构分分类类1. 按凸轮的形状按凸轮的形状 分类分类2. 按从动件运动副按从动件运动副元素形状分类元素形状分类3. 按从动件的运动按从动件的运动 形式分类形式分类盘形凸轮盘形凸轮移动凸轮移动凸轮 尖顶从动件尖顶从动件滚子从动件滚子从动件平底从动件平底从动件直动从动件直动从动件摆动从动件摆动从动件圆柱凸轮圆柱凸轮平面复杂运动从动件平面复杂运动从动件对心直动从动件对心直动从动件偏置直动从动件偏置直动从动件平面凸轮机构平面凸轮机构空间凸轮机构空间凸轮机构4. 按凸轮高副的锁按凸轮高副的锁合方式分类合方式分类力锁合力锁合形锁合形锁合§3§3－－2 2 从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律凸轮机构设计的基本任务凸轮机构设计的基本任务: : 1) 1)根据工作要求选定凸轮机构的形式；根据工作要求选定凸轮机构的形式；而根据工作要求选定推杆运动规律，是设计而根据工作要求选定推杆运动规律，是设计凸轮轮廓曲线的前提。

凸轮轮廓曲线的前提2)2)推杆运动规律；推杆运动规律；3)3)合理确定结构尺寸；合理确定结构尺寸；4)4)设计轮廓曲线设计轮廓曲线一、凸轮机构的基本术语一、凸轮机构的基本术语 以尖顶从动件为对象予以介绍以尖顶从动件为对象予以介绍δtr0ω 对心式尖顶从动对心式尖顶从动件盘形凸轮机构件盘形凸轮机构基圆基圆基圆基圆基基圆圆——以以凸凸轮轮理理论论轮轮廓廓最最小小向向径径r0为半径所作的圆为半径所作的圆基圆半径基圆半径——r0推程推程—从动件从距离凸轮回从动件从距离凸轮回转中心最近位置到距离凸轮转中心最近位置到距离凸轮回转中心最远位置的过程，回转中心最远位置的过程，称为推程称为推程推程运动角推程运动角δt —从动件推程从动件推程过程，对应凸轮转角称为推过程，对应凸轮转角称为推程运动角程运动角从动件行程从动件行程—推杆在推程或回程推杆在推程或回程中移动的距离中移动的距离h，亦称升距亦称升距δSδh δS′ hδtr0ω 对心式尖顶从动对心式尖顶从动件盘形凸轮机构件盘形凸轮机构远休止角远休止角δs—推杆在最高位置静止推杆在最高位置静止不动，凸轮相应的转角不动，凸轮相应的转角回程回程 —从动件从距离凸轮回转从动件从距离凸轮回转中心最远位置到起始位置，从中心最远位置到起始位置，从动件移向凸轮轴线的行程，称动件移向凸轮轴线的行程，称为回程。

对应凸轮转角为回程对应凸轮转角δh称为称为回程运动角回程运动角近休止角近休止角δs ’ — 推杆在最低位置推杆在最低位置静止不动，凸轮相应的转角静止不动，凸轮相应的转角★★ 需要说明的是，其中两个停止阶段可能有，也可需要说明的是，其中两个停止阶段可能有，也可能没有因此，凸轮机构在一个运动循环中，最多能没有因此，凸轮机构在一个运动循环中，最多只具有这四个运动阶段只具有这四个运动阶段运运动动规规律律：：从从动动件件在在推推程程或或回回程程时时，，其其位位移移S S2、、速速度度V2、和加速度、和加速度a2 随时间随时间t 的变化规律的变化规律S S2=S=S2(t)(t)，，V2= =V2(t)(t)，，a2= =a2(t)(t)二、从动件运动规律二、从动件运动规律从动件的运动规律是通过凸轮轮廓与从动件的高副从动件的运动规律是通过凸轮轮廓与从动件的高副元素的接触来实现的，凸轮的轮廓曲线不同，从动元素的接触来实现的，凸轮的轮廓曲线不同，从动件的运动规律不同从动件的运动规律完全取决于件的运动规律不同从动件的运动规律完全取决于凸轮廓线的形状凸轮廓线的形状从动件运动线图：从动件运动线图：从动件位移从动件位移S2、速度、速度v2、加速度、加速度a2与凸与凸轮转角轮转角δ1（或时间（或时间t）之间的对应关系曲线。

之间的对应关系曲线 h hδ1δ1δ1δSδhδS′ δtδSδh δS′ δtr0hω 1. 等速运动（一次多项式）运动规律等速运动（一次多项式）运动规律-∞-∞∞∞v0v2δ1a2δ1hs2δ1δt特点：特点：存在刚性冲击存在刚性冲击位置：位置：发生在运动的发生在运动的起始点和终止点起始点和终止点在推程起始点：在推程起始点：δδ1=0=0，， s2=0代入得：代入得：C0＝＝0，， C1＝＝h/δh/δt t推程运动方程：推程运动方程： s2 ＝＝hδ1/δt v2 ＝＝ hω1 /δt在推程终止点：在推程终止点：δδ1=δ=δt t ，，s2=h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 /δha2＝＝0a2 ＝＝ 0应用：应用：用于低速轻载和从动件质量较小的场合用于低速轻载和从动件质量较小的场合2. 等加速等减速运动规律（抛物线运动规律）等加速等减速运动规律（抛物线运动规律）等加速等减速运动规律等加速等减速运动规律是指从动件在前半推程或回程是指从动件在前半推程或回程（（h/2）中作等加速运动，后半推程或回程（）中作等加速运动，后半推程或回程（h/2）中）中作等减速运动。

通常加速度和减速度的绝对值相等作等减速运动通常加速度和减速度的绝对值相等加速段推程运动方程为：加速段推程运动方程为：s2 ＝＝2hδ12 /δt2v2 ＝＝4hω1δ1 /δt2a2 ＝＝4hω12 /δt2减速段推程运动方程为：减速段推程运动方程为：s2 ＝＝h-2h(δt –δ1)2/δt2v2 ＝＝-4hω1(δt-δ1)/δt2a2 ＝＝-4hω12 /δt2a0ABCv2δ1hδ1δts2-a0a2δ1回程等加速段的运动方程为：回程等加速段的运动方程为：s2 ＝＝h-2hδ12/δh2v2 ＝＝-4hω1δ1/δh2a2 ＝＝-4hω12/δh2回程等减速段运动方程为：回程等减速段运动方程为：s2 ＝＝2h(δh-δ1)2/δh2v2 ＝＝-4hω1(δh-δ1)/δh2a2 ＝＝4hω12/δh2特点：特点：存在柔性冲击存在柔性冲击位置：位置：发生在运动的起始点、中间点和终止点发生在运动的起始点、中间点和终止点应用：应用：用于中、低速轻载的场合用于中、低速轻载的场合a0ABCv2δ1hδ1δts2-a0a2δ11））建立坐标系，并将横建立坐标系，并将横 坐标坐标6等分，分别记作等分，分别记作1、、2、、3、、4、、5、、6，以，以o为端点为端点 作一射线并按平方关系描作一射线并按平方关系描点记为点记为1、、4、、9、、4、、1、、0。

491ooov2a2方法一作图步骤方法一作图步骤：：123456 11’2’3’4’5’6’410s22））连接连接O点与推程点与推程h最高点最高点c ，并过点，并过点1、、4、、9、、4、、1分别分别作其平行线，再过这些点作作其平行线，再过这些点作s2轴的垂线，和过点轴的垂线，和过点1、、2、、3、、4、、5、、6作作 1轴的垂线相交于轴的垂线相交于1’、、2’….c3））光滑的连接光滑的连接o、、1’、、2’、、3’、、4’、、5’、、6’，所形成的曲线即，所形成的曲线即为从动件的位移线图为从动件的位移线图 1 1h/2h/21 25463方法二作图步骤方法二作图步骤：：1））建立坐标系，在纵、横坐标建立坐标系，在纵、横坐标轴上将轴上将h/2和和 t/2 对应分成相同对应分成相同的若干等份（图中为的若干等份（图中为3等份），等份），得分点得分点1、、2、、3和和1’、、2’、、3’ 2））将将o点与点与1’、、2’、、3’相连，得相连，得连线连线o1’、、o2’、、o3’，，和过点和过点1、、2、、3点作点作 1轴的垂线相交于轴的垂线相交于1’’、、2’’、、3’’。

δδt tδδ1s2oδδ1a22hω/δ2hω/δt t4hω4hω2 2/δ/δt t2 2δδ1v2oo3））光滑的连接光滑的连接o、、1’’、、2’’、、3’’ ，所形成的曲线即为从动件等加，所形成的曲线即为从动件等加速段的位移曲线等减速段的曲速段的位移曲线等减速段的曲线可用同样方法按相反的次序画线可用同样方法按相反的次序画出1’2’3’1’’2’’3’’３３. .余弦加速度余弦加速度( (简谐简谐) )运动规律运动规律推程：推程： s2＝＝h[1-cos(πδ1/δt)]/2 v2 ＝＝πhω1sin(πδ1/δt)δ1/2δta2 ＝＝π2hω12 cos(πδ1/δt)/2δt2 回程：回程： s2＝＝h[1＋＋cos(πδ1/δh)]/2 v2＝＝-πhω1sin(πδ1/δh)δ1/2δha2＝＝-π2hω12 cos(πδ1/δh)/2δh2在起始和终止处理论上在起始和终止处理论上a2为有限值，产生柔性冲击为有限值，产生柔性冲击应用：存在应用：存在柔性冲击柔性冲击，应用于中速的场合应用于中速的场合v2oa2o123456O132456 1s21’2’3’4’5’6’v2oa2o1、建立坐标系，并、建立坐标系，并将横坐标将横坐标6等分，以等分，以从动件推程从动件推程h作为直作为直径作半圆，并将其径作半圆，并将其6等分。

分别记作等分分别记作1、、2、、3、、4、、5、、6 2、分别作这些等分点关、分别作这些等分点关 于于 1轴和轴和s2轴的垂线，分轴的垂线，分 别两两对应相交于别两两对应相交于1’、、2’ 3’、、4’、、5’、、6’3、光滑的连接、光滑的连接1’、、2’、、3’、、4’、、5’、、6’，所形成的曲线即为从，所形成的曲线即为从动件的位移线图动件的位移线图作图步骤：作图步骤：h 1 1 s2δδ1δδ1a2δδ1v2hδδt t４４. .正弦加速度（摆线）运动规律正弦加速度（摆线）运动规律推程：推程：s2＝＝h[δh[δ1/δ/δt t-sin(2πδ-sin(2πδ1/δ/δt t)/2π])/2π] v2＝＝hωhω1[1-cos(2πδ[1-cos(2πδ1/δ/δt t)]/δ)]/δt ta2＝＝2πhω2πhω12 2 sin(2πδ(2πδ1/δ/δt t)/δ)/δt t2 2 回程：回程： s2＝＝h[1-δh[1-δ1/δ/δh h +sin(2πδ +sin(2πδ1/δ/δh h)/2π])/2π] v2＝＝hωhω1[cos(2πδ[cos(2πδ1/δ/δh h)-1]/δ)-1]/δh ha2＝＝-2πhω-2πhω12 2 sin(2πδ(2πδ1/δ/δh h)/δ)/δh h2 2无冲击无冲击应用：应用：无冲击，应用于高速重载的无冲击，应用于高速重载的场合。

场合三、从动件运动规律的选择三、从动件运动规律的选择 在选择从动件的运动规律时，除要考虑刚性冲击与柔性在选择从动件的运动规律时，除要考虑刚性冲击与柔性冲击外，还应该考虑各种运动规律的速度幅值冲击外，还应该考虑各种运动规律的速度幅值 vmax 、加速、加速度幅值度幅值 amax及其影响加以分析和比较及其影响加以分析和比较从动件动量从动件动量mvmax从动件惯性力从动件惯性力mamax对于重载凸轮机构，应选择对于重载凸轮机构，应选择 vmax值较小的运动规律；值较小的运动规律；对于高速凸轮机构，宜选择对于高速凸轮机构，宜选择 amax值较小的运动规律值较小的运动规律vmaxamax低速轻负荷低速轻负荷中速轻负荷中速轻负荷中低速中负荷中低速中负荷中高速轻负荷中高速轻负荷高速中负荷高速中负荷低速重负荷低速重负荷中高速重负荷中高速重负荷高速轻负荷高速轻负荷若干种从动件运动规律特性比较若干种从动件运动规律特性比较运动规律运动规律δδ)/(tmaxw whvδδ)/(2t2maxw wha冲冲 击击应用场合应用场合等速等速等加速等减速等加速等减速余弦加速度余弦加速度正弦加速度正弦加速度3-4-5多项式多项式改进型等速改进型等速改进型正弦加速度改进型正弦加速度改进型梯形加速度改进型梯形加速度刚刚 性性柔柔 性性柔柔 性性∞4.004.936.285.778.385.534.891.002.001.572.001.881.331.762.00凸轮上的观察结果凸轮上的观察结果机架上的观察结果机架上的观察结果§§3－－3 盘状凸轮轮廓的设计盘状凸轮轮廓的设计一、凸轮廓线设计方法的基本原理一、凸轮廓线设计方法的基本原理反转原理反转原理：：依依据据此此原原理理可可以以用用几几何何作作图图的方法设计凸轮的轮廓曲线。

的方法设计凸轮的轮廓曲线 给给整整个个凸凸轮轮机机构构施施以以- -ωω时时，，不不影影响响各各构构件件之之间间的的相相对对运运动动，，此此时时，，凸凸轮轮将将静静止止，，而而从从动动件件尖尖顶顶复复合合运动的轨迹即凸轮的轮廓曲线运动的轨迹即凸轮的轮廓曲线O O -ω -ω3’3’1’1’2’2’3 33 31 11 12 22 2ωω反转前反转前反转后反转后机架机架凸轮凸轮从动件从动件不动不动不动不动 转动转动-  转动转动S移动移动S移动移动-  转动转动r0ω r0ω A1A2A3A4S2r0ω A2A3A1A4S3S4r0ω A2A3A1A4r0ω A1A2A3A4r0ω A1A2A3A4-ω r0ω A1A2A3A4-ω - -ω -ω A1A2A3A4r0ω 1 2 3 4 5 6 7 8 910- -ω 1 ′2′10′3′4′5′6′7′8′9′475813269101 ′2′3′δtδS4′7′8′9′6′5′10′δδ1 1S20δSδS′ δtδhh已知从动件运动规律、凸轮转已知从动件运动规律、凸轮转向、基圆半径，向、基圆半径，设计该凸轮轮设计该凸轮轮廓曲线。

廓曲线设计步骤：设计步骤：a. 选定比例尺，绘制从动件的位移线图和凸选定比例尺，绘制从动件的位移线图和凸轮的基圆，标出－轮的基圆，标出－ω方向，并按此方向分割方向，并按此方向分割出出 t 、、 s 、、 h和和 ’s；；c. 过位移线图中等分点作过位移线图中等分点作y轴平行线交位移轴平行线交位移线图于线图于i’ 点，过基圆上等分点作点，过基圆上等分点作射线射线；；反转中导路线反转中导路线d. 在射线上度量出相应推杆的位移，在射线上度量出相应推杆的位移，得尖顶轨迹点得尖顶轨迹点i’ ；；f. 光滑连接光滑连接i’得凸轮廓线得凸轮廓线b. 在基圆与位移线图共同将在基圆与位移线图共同将 t 和和 h 进行进行n等分，并标注等分点；等分，并标注等分点；二、对心直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的设计二、对心直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的设计三、对心直动滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计三、对心直动滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计ω ω ω 1、分析、分析r0- -ω ω δt794581326101 ′2′3′4′7′8′9′5′10′6′r0- -ω ω δt794581326101 ′2′3′4′7′8′9′5′10′6′实际廓线实际廓线理论廓线理论廓线2、设计、设计注意：注意：1）理论轮廓与实际轮廓互为等距曲线；）理论轮廓与实际轮廓互为等距曲线； 2）凸轮的基圆半径为理论廓线的最小向径；）凸轮的基圆半径为理论廓线的最小向径；　　　　　　3）先求理论廓线，后作包络线，得实际廓线。

先求理论廓线，后作包络线，得实际廓线包络线包络线1、分析、分析ω ω 尖顶轨迹线尖顶轨迹线四、对心直动平底从动件盘形凸轮轮廓的设计四、对心直动平底从动件盘形凸轮轮廓的设计1 ′2′3′4′7′8′9′5′10′6′2、设计、设计理论廓线理论廓线79458132610r0- -ω ω δta.将基圆沿将基圆沿- -ω方向将方向将δt和和δh 与位与位移线图进行对应等分；移线图进行对应等分；c. 光滑连接光滑连接i 得凸轮理论廓线；得凸轮理论廓线；′′b.过等分点作过等分点作射线射线；在射线上；在射线上度量出相应推杆的位移，得尖度量出相应推杆的位移，得尖顶轨迹点顶轨迹点i ；；设计步骤：设计步骤： d. 作平底线，得其包络线作平底线，得其包络线——实际廓线实际廓线§§3－－4 设计凸轮机构应注意的问题设计凸轮机构应注意的问题一、凸轮机构的压力角与自锁一、凸轮机构的压力角与自锁OBωω1定义：定义：正压力与推杆上力作用点正压力与推杆上力作用点B速度方向间的夹角速度方向间的夹角αα→ → F”F”↑↑，，若若αα大到一定程度时，会有：大到一定程度时，会有：→→机构发生自锁机构发生自锁。

αnn不考虑摩擦时，作用力沿法线方向不考虑摩擦时，作用力沿法线方向FF’F”F’----有用分力有用分力, 沿导路方向沿导路方向F”----有害分力，垂直于导路有害分力，垂直于导路F”=F’ tanααF一定时，一定时， αα↑↑F Ff > F’F’F Ff此时无论凸轮加给从动件的作用此时无论凸轮加给从动件的作用力多大，从动件都不能运动力多大，从动件都不能运动ααmaxmax ≤ [ [αα] ]★★从减小推力和避免自锁的观点来看，压力角愈小愈从减小推力和避免自锁的观点来看，压力角愈小愈 好★★凸轮廓线上不同点处的压力角是不同的为保证凸凸轮廓线上不同点处的压力角是不同的为保证凸 轮机构能正常运转，设计时应使最大压力角不超过轮机构能正常运转，设计时应使最大压力角不超过 许用压力角许用压力角[ ]，即，即根据实践经验，推荐的许用压力角取值为根据实践经验，推荐的许用压力角取值为:推程：推程： 直动从动件取直动从动件取 [a] = 30°~ 38 °；； 摆动从动件取摆动从动件取 [a] = 40°~ 50 °；；回程：回程：直动和摆动从动件荐取直动和摆动从动件荐取[a] = 70°~ 80 °。

二、压力角与基圆半径的关系二、压力角与基圆半径的关系由图可知：由图可知：v2=vB2=vB1tanα=ωrBtanαds2 /dt=dδ/dt(r0+s2) tanα r0= (ds2 /dδ)/tanα－－s2OBωωnnααs2VB2r r0 0VB1VB1B212r rB B由上式可知：由上式可知：当其它条件不变时，压力角当其它条件不变时，压力角α愈愈大，基圆半径大，基圆半径r0愈小，即凸轮尺愈小，即凸轮尺寸愈小故从机构尺寸紧凑的观寸愈小故从机构尺寸紧凑的观点来看，压力角大好点来看，压力角大好r r0 0 ≥1.8r+(4≥1.8r+(4～～10)mm10)mm r r——凸轮轴孔半径，凸轮轴孔半径，mmmm基圆半径基圆半径r0 可按经验公式确定：可按经验公式确定：★★从机构结构紧凑和改善受力的观点来看，基圆半径从机构结构紧凑和改善受力的观点来看，基圆半径 r0的确定原则是：在保证的确定原则是：在保证 max≤[ ]的条件下应使基的条件下应使基 圆半径尽可能小圆半径尽可能小nn提问：对于平底推杆凸轮机构：提问：对于平底推杆凸轮机构： αα＝？＝？0 0v2Oωωr r0 0若结构尺寸无严格限制，为减少压若结构尺寸无严格限制，为减少压力角，可适当取较大的基圆半径。

力角，可适当取较大的基圆半径三、滚子半径与轮廓曲线形状的关系三、滚子半径与轮廓曲线形状的关系1. 凸轮轮廓的内凹部分凸轮轮廓的内凹部分ρsmin = ρmin+ rs显然：显然：ρsmin > ρmin结论：结论：实际廓线始终存在实际廓线始终存在理论轮廓理论轮廓滚子滚子实际轮廓实际轮廓 ´min SminSminmin´rs min>rS min=rSminrS min