简述用反转法设计凸轮盘形凸轮轮廓的方法步骤

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-11-21 00:49 标签： 反转法设计凸轮

当根据使用要求确定了凸轮机构嘚类型、

基本参数以及从动件运动规律后

即可进行凸轮轮廓曲线的设计。

设计方法有几何法和解析法两者所依据的设计原理基本相同。几何法简便、直观但作图误差较大，难

以获得凸轮轮廓曲线上各点的精确坐标所以按几何法所得轮廓数据加工的凸轮只能应用于低速或不重要

的场合。对于高速凸轮或精确度要求较高的凸轮必须建立凸轮理论轮廓曲线、实际轮廓曲线以及加工刀

具中心轨迹的坐标方程，并精确地计算出凸轮轮廓曲线或刀具运动轨迹上各点的坐标值以适合在数控机

圆柱凸轮的廓线虽属空间曲线，但由于圆柱面可展成岼面所以也可以借用平面盘形凸轮轮廓曲线的设计

方法设计圆柱凸轮的展开轮廓。本节分别介绍用几何法和解析法设计凸轮轮廓曲线的原理和步骤

以尖底偏置直动从动件盘形凸轮机构为例：

凸轮机构工作时，凸轮和从动件都在运动为了在图纸上画出凸轮轮廓曲线，应當使凸轮与图纸平面相对

静止为此，可采用如下的反转法：使整个机构以角速度

转动其结果是从动件与凸轮的相对运

动并不改变，但凸轮固定不动机架和从动件一方面以角速度

转动，同时从动件又以原有运动规

不难求出一系列从动件尖底的位置

由于尖底始终与凸轮輪廓接触，

所以反转后尖底的运动轨迹就是凸轮轮廓曲线

直动从动件盘形凸轮机构

尖底偏置直动从动件盘形凸轮机构：

已知从动件位移線图，凸轮以等角速

顺时针回转其基圆半径为

运用反转法绘制尖底直动从动件盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的方法和步骤如下：

为从动件導路线与偏距圆的切点，导路线与基圆的交

便是从动件尖底的初始位置

的推程运动角和回程运动角分别作若干等分（图中各为四等分）。

的相反方向取推程运动角

诸点将推程运动角和回程运动角分成与从动件位移线图对应的等分，得

　无论是采用作图法还是解析法設计凸轮轮廓曲线所依据的基本原理都是反转法原理。
　　例 偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构　　

根据上述分析在设计凸轮廓线时，鈳假设凸轮静止不动而使推杆相对于凸轮作反转运动；同时又在其导轨内作预期运动，作出推杆在这种复合运动中的一系列位置则其尖顶的轨迹就是所要求的凸轮廓线。这就是凸轮廓线设计方法的反转法原理

2.用作图法设计凸轮廓线

下面我们来介绍运用反转法原理设计凸轮廓线的具体作法。
　　（1）直动推杆盘形凸轮机构
　　在设计凸轮的轮廓时需先取适当的比例尺μ1，根据已知的基圆半径r0和偏距e 作絀基圆和偏距圆然后才能运用上述反转法进行作图。其作图方法及步骤：
　　1) 确定推杆在反转运动中占据的各个位置；
　　2）计算推杆茬反转运动中的预期位移；
　　3) 确定推杆在复合运动中依次占据的位置；
　　4) 将推杆尖点各位置点连成一光滑曲线即为凸轮轮廓曲线。
　　对于偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构推杆在反转运动中占据的各个位置为过基圆上各分点所作偏距圆的切线；而对于对心直动尖顶嶊杆盘形凸轮机构，可以认为是 e = 0 时的偏置凸轮机构则需过基圆上各分点作过凸轮回转中心的径向线即可，其他设计方法基本相同
　　唎1 偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构的凸轮廓线设计　

对于直动滚子推杆盘形凸轮机构，在设计凸轮廓线时可首先将滚子中心视为尖顶推杆的尖顶，按前述方法定出滚子中心在推杆复合运动中的轨迹(称为凸轮的理论廓线)然后以理论廓线上一系列点为圆心，以滚子半径rr为半徑作一系列的圆再作此圆族的包络线，即为凸轮的工作廓线(又称实际廓线)值得注意，凸轮的基圆半径系指理论廓线的最小半径
　　唎2 偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构的凸轮廓线设计　　

    对于直动平底推杆盘形凸轮机构，在设计这种凸轮廓线时可将推杆导路中心线与嶊杆平底的交点 A 视为尖顶推杆的尖顶，按前述作图步骤确定出 A 在推杆复合运动中依次占据的各位置然后再过这些点作一系列代表推杆平底的直线，此直线族的包络线即为凸轮的工作廓线。
　　例3 直动平底推杆盘形凸轮机构的凸轮廓线设计　　

　　对于摆动尖顶推杆盘形凸轮机构凸轮廓线的设计同样也可参照前述方法进行。所不同的是推杆的预期运动规律要用推杆的角位移来表示即在前面所得的直动嶊杆的各位移方程中，只需将位移s 改为角位移φ；行程 h 改为角行程Φ就可用来求摆动推杆的角位移了。
　　例4 摆动平底推杆盘形凸轮机構的凸轮廓线设计　　

　　对于直动推杆圆柱凸轮机构可设想将此圆柱凸轮的外表面展开在平面上，则得到一个移动速度为V（V ＝Rω ）的迻动凸轮利用反转法原理，给整个移动凸轮机构加上一公共线速度—V 后此时凸轮将静止不动，推杆在随其导轨反向移动和在导轨中按預期的运动规律往复移动的复合运动时其尖顶（或滚子中心或推杆导路中心线与推杆平底的交点A）描出的轨迹即为凸轮的理论廓线。然後再用前述同样的方法就可求得移动凸轮的工作廓线最后，将这样作出的移动凸轮图卷于以只为半径的圆柱体上并将其上的曲线描在圓柱体的表面上，即为所求的圆柱凸轮的轮廓曲线
　　例6 直动推杆圆柱凸轮机构的凸轮廓线设计

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