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【正文】 因凸輪的工作輪廓已經(jīng)確定，所以凸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是確定曲線輪廓的軸向厚度和凸輪與傳動軸的連接方式。當(dāng)工作載荷較小時，曲線輪廓的軸向厚度一般取為輪廓曲線最大矢徑的 1/10～ 1/5；對于受力較大的重要場合，需按凸輪輪廓面與從動件間的接 觸強度進(jìn)行設(shè)計。 在確定凸輪與傳動軸的聯(lián)接方式時，應(yīng)綜合考慮凸輪的裝拆、調(diào)整和固定等問題。對于執(zhí)行機(jī)構(gòu)較多的設(shè)備，其各執(zhí)行構(gòu)件之間的運動協(xié)調(diào)性通常由運動循環(huán)圖確定，因此在裝配凸輪機(jī)構(gòu)時，凸輪輪廓曲線起始點（推程開始點）的相對位置需按運動循環(huán)圖進(jìn)行調(diào)整，以保證各執(zhí)行構(gòu)件能按預(yù)定程序協(xié)調(diào)動作。為此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上要求凸輪能相對于傳動軸沿圓周方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動，并可靠地加以固定。最簡便的方法是采用緊定螺釘固定凸輪，或用緊定螺釘預(yù)固定，待調(diào)整好后再用銷子固定。 從動件的結(jié)構(gòu)設(shè)計： 直動從動件的結(jié)構(gòu)：設(shè)計時要考慮從動件的導(dǎo)向 和防止旋轉(zhuǎn)。 從動件運動規(guī)律的設(shè)計 : 從動件運動規(guī)律的設(shè)計涉及許多方面的問題，除考慮剛性沖擊和柔性沖擊外，還應(yīng)對各種運動規(guī)律所具有的最大速度 vmax、最大加速度 amax 及其影響加以比較。 1) vmax愈大，則動量 mv 愈大。若從動件突然被阻止，過大的動量會導(dǎo)致極大的沖擊力，危及設(shè)備和人身安全。因此，當(dāng)從動件質(zhì)量較大時，為了減小動量，應(yīng)選擇 vmax值較小的運動規(guī)律。 2) amax 愈大，慣性力愈大。作用在高副接觸處的應(yīng)力愈大，機(jī)構(gòu)的強度和耐磨性要求也就愈高。對于高速凸輪，為了減小慣性力的危害，應(yīng)選擇 amax值較小的運動規(guī)律。 前述幾種運動規(guī)律的 vmax、 amax、沖擊特性及適用場合如下表 對于擺動從動件凸輪機(jī)構(gòu)，其運動線圖的橫坐標(biāo)表示凸輪轉(zhuǎn)角，縱坐標(biāo)則分別表示從動件的角位移、角速度和角加速度。這類運動線圖具有的運動 特性與上述相同。 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計的基本問題 1. 凸輪機(jī)構(gòu)類型選擇，確定凸輪形狀、從動件形狀與運動形式及凸輪與從動件維持高副接觸的方式 2. 從動件運動規(guī)律設(shè)計，根據(jù)應(yīng)用場合對從動件行程和運動特性的要求，確定從動件運動規(guī)律。 3. 凸輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù)設(shè)計，確定從動件行程、各運動角、凸輪基圓半徑、偏距、滾子半徑、中心距、從動件長度等。 4. 凸輪輪廓曲線設(shè)計。 5. 凸輪機(jī)構(gòu)承載能力計算。 6. 凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制機(jī)構(gòu)裝配圖和各零件的工作圖。 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 凸輪機(jī)構(gòu)是含有凸輪的高副機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，可以準(zhǔn)確實現(xiàn)要求的運動規(guī)律等優(yōu)點，因而在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，特別是自動機(jī)械和自動控制裝置中，得到廣泛的應(yīng)用。 凸輪機(jī)構(gòu)的分類 按兩活動構(gòu)件間的相對運動特性分類 (1)平面凸輪機(jī)構(gòu) 1)盤形凸輪； 2)移動凸輪。 (2)空間凸輪機(jī)構(gòu) 按從動件運動副元素形狀分類 (1)尖頂從動件； (2)滾子從動件； (3)平底從動件 。 注：在介紹凸輪機(jī)構(gòu)分類這部分內(nèi)容時，應(yīng)指出各種凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點及其適應(yīng)場合，說明各種凸輪機(jī)構(gòu)的內(nèi)在聯(lián)系，為以后的移動凸輪及圓柱凸輪輪廓的設(shè)計打下基礎(chǔ)。 推桿的運動規(guī)律 （ 1）凸輪機(jī)構(gòu)的運動循環(huán)及基本名詞術(shù)語 推程運動角：與從動件推程相對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角； 遠(yuǎn)休止角 ： 與從動件遠(yuǎn)休程相對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角； 回程運動角：與從動件回程相對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角； 近休止角 ： 與從動 件近休程相對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角； 凸輪基圓 ： 以凸輪軸心為圓心 ,以其輪廓最小向徑 r0 為半徑的圓； 從動件行程 : 在推程或回程中從動件的最大位移 ,用 h 表示； 偏 距 : 凸輪回轉(zhuǎn)中心與從動件導(dǎo)路間的偏置距離 ,用 e 表示。 凸輪的類型有以下幾種： 盤形凸輪設(shè)計簡單，制造容易。切向盤形凸輪，常用來適時開關(guān)閥門。從動件可按不同升降比實現(xiàn)不同形式的運動，應(yīng)控制運動以避免凸輪傳到從動件的力發(fā)生突變。設(shè)計者應(yīng)仔細(xì)分析從動件受力的水平力分量，因為它們會使從動件的導(dǎo)向出現(xiàn)問題。極限情況出現(xiàn)在 A、 B 點必須計算這兩點的作用力值。如果 B 點的值超量，點 A 相對于 B 的垂直位置就要升同。 B 點應(yīng)量靠近凸輪，以減少滾子從動件支承彎曲。 圓柱凸輪，它使從動件產(chǎn)生往復(fù)運動。需用分析受力，選擇尺寸，以避免零件尺寸過大。圓柱凸輪經(jīng)常使用錐形滾了從動件，并將凸輪表面上的槽適當(dāng)加工以容納從動件。這種凸輪制造成本高。圓柱凸輪有兩個突出特點：一個特點是：凸輪與從動件為幾何鎖合，不需要外力（如重力或彈簧力）將從動件貼緊凸輪工作面；第二個特點是：可在凸輪轉(zhuǎn)幾轉(zhuǎn)中，從動件完成一個完整循環(huán)。比如，可設(shè)計這樣的凸輪，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn) 3 轉(zhuǎn)（或更多 轉(zhuǎn)）時，從動件從左端起始點運動到右端極限位置，然后凸輪再轉(zhuǎn) 2 轉(zhuǎn)使從動件回到起點。當(dāng)然，還可能有其他設(shè)計。 凸輪水平往復(fù)運動，從動作一下運動。擺動從動件也可用于這種形式。通過帶有斜槽的導(dǎo)板，可使移動凸輪與從動件實現(xiàn)幾何鎖合，斜槽與作垂直往復(fù)運動的從動件上的銷或滾子配合。然而，在后一種型式中，完整的力的分析是設(shè)計的一個關(guān)鍵階段。 在這種形式中，凸輪旋轉(zhuǎn)，從動件實現(xiàn)（通常是滾子或銷）通過凸輪端面上的槽來引導(dǎo)。凸輪旋轉(zhuǎn)使從動件移動。這種類型 的機(jī)構(gòu)也是幾何鎖合，它的制造費用比簡單的盤形凸輪高很多。 等徑凸輪，這只是 一個帶有偏心凸輪軸孔的圓盤，偏心量的大小決定了從動件位移的大小，當(dāng)凸輪旋轉(zhuǎn)時，從動件作往復(fù)運動。這種裝置有時稱為蘇格半約克機(jī)構(gòu)。從動件運動時與凸輪為幾何鎖合?？赏ㄟ^這種裝置得到諧和的運動。 從動件的類型 總的說來，從動件是與凸輪輪廓相接觸的零件。然而，當(dāng)用次數(shù)從動件時，次級從動件的運動就需通過主要從動件來實現(xiàn)。比如，滾子從動件可緊靠著擺動從動伯的邊緣作往復(fù)運動。 最簡單的從動件是隨著凸輪的轉(zhuǎn)動而僅作上下（或進(jìn)出）往復(fù)運動的從動件，其中心線可與凸輪中心線共線，也可與之偏離。它可通過點、刃口、表面或滾子與凸輪接 觸。如果用點或表面接觸，很高的正應(yīng)力會導(dǎo)致擦傷和過量的磨損。如果凸輪傳到從動件的力不大，問題就不大嚴(yán)重。比如，操縱一個小的速動開關(guān)不會產(chǎn)生凸輪表面磨損。微型速動電開關(guān)有多種形式的啟動器，有一些是圓點，有一些薄金屬片。氣動回路中的微型三通閥中有類似的啟動器。如果凸輪用來直接驅(qū)動機(jī)械組件，滾子就非常有效。這就是一個往復(fù)運動的滾子從動件。 尺寸是從 英寸到 6 英寸的凸輪滾子可以買到在， 33(1/3)的轉(zhuǎn)速和最低壽命為 500 小時的條件下，基本受力值在 620 磅到 60000 磅內(nèi)變化。在其他轉(zhuǎn)速或壽命值下，須對基本受力 值加以修正。凸輪可通過柄上的油孔或柄端上的潤滑裝置來潤滑。與表面的滾動接觸減少了磨損問題。滾子從動件有幾種安裝方式，安裝在擺臂上的滾子從動件。當(dāng)用平面從動件時須控制從動件表面和凸輪輪廓之間的摩控。適當(dāng)?shù)臐櫥蓽p少磨擦。