第九章 凸轮机构及其设计
9.1 本章知识点串讲
本章的重要知识点在于：
1．推杆常用运动规律的特点及其选择原则；
常用的运动规律有： 多项式运动规律和三角函数运动规律。 其中多项式运动规律又可分 为一次多项式运动规律， 二次多项式运动规律等； 三角函数运动规律又可分为余弦加速度运 动规律和正弦加速度运动规律。对于这些运动规律的特点，特别是冲击的情况大家要知道。
2．凸轮机构运动过程的分析；
3．凸轮轮廓线的设计； 凸轮廓线设计的反转法原理是本章的重点内容之一。
无论是用图解法还是解析法设计凸轮廓线， 所依据的基本原理都是反转法原理。 该原理 可归纳如下： 在凸轮机构中， 如果对整个机构绕凸轮转动轴心
O 加上一个与凸轮转动角速度
3大小相等、方向相反的公共角速度 (-3 )，这时凸轮与从动件之间的相对运动关系并不改 变。
4．凸轮机构压力角与机构基本尺寸的关系。
在偏距一定，推杆的运动规律已知的条件下，加大基圆半径 对于平底垂直于推杆的凸轮机构，其压力角恒等于零。
ro，可减小压力角 a。
5．设计凸轮时常见问题的解决方法。
在设计移动滚子从动件盘形凸轮机构时， 若发现其压力角超过了许用值， 可以采取以下 措施：
(1) (2)
增大凸轮的基圆半径 rb。
选择合适的从动件偏置方向。在设计凸轮机构时，若发现采用对心移动从动 件凸轮机构推程压力角过
大，而设计空间又不允许通过增大基圆半径的办法来减小压力角 时，可以通过选取从动件适当的偏置方向， 以获得较小的推程压力角。 即在移动滚子从动件 盘形凸轮机构的设计中，选择偏置从动件的主要目的，是为了减小推程压力角。
当出现运动失真现象时，可采取以下措施：
(1) 修改从动件的运动规律。
(2) 当采用滚子从动件时，滚子半径必须小于凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径
P min若由于结构、强度等因素限制，滚子半径
不允许修改时，则可通过加大凸轮的基圆半径 之增大的办法来避免运动失真。
r r不能取得太小，而从动件的运动规律又 r b,从而使凸轮廓线上各点的曲率半径均随
9.2 本章重难点总结
9.2.1 重难点知识点总结 本章的难点在于： 1．凸轮机构设计的基本方法； 2．凸轮机构的运动分析方法。
9.2.2 本章重难点例题讲解
【例题 1 】说说凸轮机构的优缺点。
解析： 这是一道简答题,考查考查同学们对凸轮机构特点的认识。
优点： 只要设计出适当的凸轮轮廓, 即可使从动件实现预期的运动规律；结构简单、紧 凑、工作可靠。 缺点：凸轮为高副接触（点或线） ,压强较大,容易磨损,凸轮轮廓加工比较困难,费 用较高。
【例题 2 】如图所示的直动平底推杆盘形凸轮机构,凸轮为 R=30mm 的偏心圆盘, AO=20mm ,试求： （1）
基圆半径和升程；
（2 ） 推程运动角,回程运动角,远休止角和近休止角； （3）
凸轮机构的最大压力角和最小压力角；
（4） 推杆的位移S，速度V和加速度a的方程；
（5） 若凸轮以3=10rad/s回转，当A0成水平位置时推杆的速度。
解析：本题是一个考查凸轮机构的综合性题目，
有清楚地认识，还要能对其进行灵活的运用和计算。
同学生不仅要对凸轮机构的基本概念要
(1) (2) (3)
r o=1Omm h=2AO=40mm
推程运动角80=180。，回程运动角
=180。，远休止角80i=0。，近休止角 沁=0。。
由于平底垂直于导路的平底垂直于导路的平底推杆凸轮机构的压力角恒等于 零，所以 amax= amin = 0。
(4) 如图所示，取 AO连线于水平线的夹角为凸轮的转角 8,则：
II
B
推杆的位移方程为
S= R +AOsin8=20x (1+sin 8)
机械原理考研讲义八(凸轮机构及其设计).doc
