机械设计基础教材课件

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1、 + 绪 论+ 第 1章 平 面 机 构 的 运 动 简 图 和 自 由 度+ 第 2章 平 面 连 杆 机 构+ 第 3章 凸 轮 机 构+ 第 4章 齿 轮 机 构+ 第 5章 齿 轮 系+ 第 6章 间 歇 运 动 机 构+ 第 7章 刚 性 回 转 的 平 衡+ 第 8章 键 联 接 和 销 联 接 + 第 9 章 螺 纹 联 接 和 螺 旋 传 动+ 第 10章 带 传 动+ 第 11章 链 传 动+ 第 12章 齿 轮 传 动+ 第 13章 轴+ 第 14章 轴 承+ 第 15章 联 轴 器 和 离 合 器+ 第 16章 机 械 传 动 系 统 设 计 + 0.1 机 器 的 组

2、成 及 其 特 征+ 0 .1 .1 机 器 与 机 构+ + 在 现 代 的 日 常 生 活 和 工 程 实 践 中 随 处 都 可 见 到 各 种 各 样 的 机 器 。例 如 ， 洗 衣 机 、 缝 纫 机 、 内 燃 机 、 拖 拉 机 、 金 属 切 削 机 床 、 起 重 机 、包 装 机 、 复 印 机 等 。 机 器 是 一 种 人 为 实 物 组 合 的 具 有 确 定 机 械 运 动 的装 置 ， 它 用 来 完 成 一 定 的 工 作 过 程 ， 以 代 替 或 减 轻 人 类 的 劳 动 。 机 器的 种 类 很 多 ，+ + 根 据 用 途 不 同 ， 机 器 可 分

3、 为 ：+ 动 力 机 器 ： 实 现 能 量 转 换 ， 如 内 燃 机 、 电 动 机 、 蒸 汽 机 、 发 电 机 、 压 气 机 等 。+ 加 工 机 器 ： 完 成 有 用 的 机 械 功 或 搬 运 物 品 ， 如 机 床 、 织 布 机 、 汽 车 、 飞 机 、 起 重 + 机 、 输 送 机 等 。+ 信 息 机 器 ： 完 成 信 息 的 传 递 和 变 换 ， 如 复 印 机 、 打 印 机 、 绘 图 机 、 传 真 机 、照 相+ 机 等 。 + 虽 然 机 器 的 种 类 繁 多 ， 构 造 、 用 途 和 功 能也 各 不 相 同 。+ 但 具 有 相 同 的

4、基 本 特 征 ：+ （ 1 ） 人 为 的 实 物 （ 构 件 ） 组 合 体 。+ （ 2 ） 各 个 运 动 实 物 之 间 具 有 确 定 的 相 对 运动 。+ （ 3 ） 代 替 或 减 轻 人 类 劳 动 ， 完 成 有 用 功 或实 现 能 量 的 转 换 。+ 凡 具 备 上 述 （ 1 ） 、 （ 2 ） 两 个 特 征 的 实物 组 合 体 称 为 机 构 。+ 机 器 能 实 现 能 量 的 转 换 或 代 替 人 的 劳 动 去做 有 用 的 机 械 功 ， 而 + 机 构 则 没 有 这 种 功 能 。+ 仅 从 结 构 和 运 动 的 观 点 看 ， 机 器 与

5、机 构并 无 区 别 ， 它 们+ 都 是 构 件 的 组 合 ， 各 构 件 之 间 具 有 确 定 的相 对 运 动 。 因 此 ， 通+ 常 人 们 把 机 器 与 机 构 统 称 为 机 械 。 如 图 1-1所 示 的 内 燃 机 ， 是 由 汽 缸 体 1、 活 塞 2、 连 杆 3、 曲 轴 4、小 齿 轮 5、 大 齿 轮 6、 凸 轮 7、 推 杆 8等 系 列构 件 组 成 ， 其 各 构 件 之 间 的 运 动 是 确 定 的 。 图 1-1 单 杠 内 燃 机 0.1.2 构 件 与 零 件 机 构 是 由 具 有 确 定 运 动 的 单 元 体 组 成 的 ， 这些

6、运 动 单 元 体 称 为 构 件 。 组 成 构 件 的 制 造 单 元 体 称 为 零 件 。 零 件 则 是 指 机 器 中 不 可 拆 的 一 个 最 基 本 的制 造 单 元 体 。 构 件 可 以 由 一 个 或 多 个 零 件 组 成 。 如 图 1-1所 示 内 燃 机 的 曲 轴 为 一 个 零 件 ； 连杆 则 为 多 个 零 件 的 组 合 。 因 此 ， 构 件 是 相 互 固接 在 一 起 的 零 件 组 合 体 。 内 燃 机 动 画 + 0.2 本 课 程 的 性 质 和 研 究 对 象+ 0 .2 .1 本 课 程 的 性 质+ 本 课 程 是 一 门 研 究

7、常 用 机 构 、 通 用 零件 与 部 件 以 及 一 般 机 器 的 基 本 设 计 理 论 和方 法 的 课 程 ， 是 机 械 工 程 类 各 专 业 中 的 主干 课 程 ， 它 介 于 基 础 课 程 与 专 业 课 程 之 间 ，具 有 承 上 启 下 的 作 用 ， 是 一 门 重 要 的 技 术基 础 课 程 。 本 课 程 要 综 合 应 用 机 械 制 图 、金 属 工 艺 学 、 工 程 力 学 、 互 换 性 与 技 术 测量 等 先 修 课 程 的 基 础 理 论 和 基 本 知 识 ， 且偏 重 于 工 程 的 应 用 。 因 此 ， 要 重 视 生 产 实践 环

8、 节 ， 学 习 时 应 注 重 培 养 工 程 意 识 、 理论 联 系 实 际 。 本 课 程 将 为 学 生 今 后 学 习 有 关 专 业 课 程 和 掌 握 新 的 机 械 科 学 技 术 奠 定必 要 的 基 础 。 + 0.2.2 本 课 程 的 研 究 对 象+ 本 课 程 的 研 究 对 象 为 机 械 中 的 常 用 机 构及 一 般 工 作 条 件 下 和 常 用 参 数 范 围 内 的 通用 零 部 件 ， 研 究 其 工 作 原 理 、 结 构 特 点 、运 动 和 动 力 性 能 、 基 本 设 计 理 论 、 计 算 方法 以 及 一 些 零 部 件 的 选 用

9、和 维 护 。+ 0.3 本 课 程 的 基 本 要 求 和 学 习 方 法+ 0 .3 .1 本 课 程 的 基 本 要 求+ 本 课 程 的 任 务 是 使 学 生 掌 握 常 用 机 构和 通 用 零 件 的 基 本 理 论 和 基 本 知 识 ， 初 步具 有 分 析 、 设 计 能 力 ， 并 获 得 必 要 的 基 本技 能 训 练 ， 同 时 培 养 学 生 正 确 的 设 计 思 想和 严 谨 的 工 作 作 风 。 通 过 本 课 程 的 教 学 ，应 使 学 生 达 到 下 列 基 本 要 求 ： + 1 熟 悉 常 用 机 构 的 组 成 、 工 作 原 理 及 其 特

10、点 ， 掌 握 通 用 机 构 的 分 析 和 设计 的 基 本 方 法 。+ 2 熟 悉 通 用 机 械 零 件 的 工 作 原 理 、 结 构 及 其 特 点 ， 掌 握 通 用 机 械 零 件 的选 用 和 设 计 的 基 本 方 法 。+ 3 具 有 对 机 构 分 析 设 计 和 零 件 设 计 计 算 的 能 力 ， 并 具 有 运 用 机 械 设 计 手册 、 图 册 及 标 准 等 有 关 技 术 资 料 的 能 力 。+ 4 具 有 综 合 运 用 所 学 知 识 和 实 践 的 技 能 ， 设 计 简 单 机 械 和 简 单 传 动 装 置的 能 力 。+ 0 .3 .2

11、本 课 程 的 学 习 方 法+ 本 课 程 是 从 理 论 性 、 系 统 性 很 强 的 基 础 课 和 专 业 课 向 实 践 性 较 强 的+ 专 业 课 过 渡 的 一 个 重 要 转 折 点 。 因 此 ， 学 生 在 学 习 过 程 中 ， 必 须 多 观 察 、+ 细 思 考 、 勤 练 习 、 常 总 结 。 观 察 生 活 、 生 产 中 遇 到 的 各 种 机 械 ， 熟 悉 典 型+ 结 构 ， 增 强 感 性 认 识 ； 思 考 明 晰 本 课 程 的 基 本 概 念 ， 注 意 各 种 知 识 的 联 + 系 ， 融 会 贯 通 ； 勤 练 基 本 技 能 ， 提

12、高 分 析 能 力 和 综 合 能 力 ； 及 时 总 结 、 消+ 化 掌 握 课 程 内 容 ， 归 纳 学 到 的 各 种 技 术 方 法 。 特 别 应 注 重 实 践 能 力 和 创 新+ 精 神 的 培 养 ， 提 高 全 面 素 质 和 综 合 职 业 能 力 。 + 构 件 ： 机 构 中 运 动 的单 元 体 ， 是 组 成 机 构的 基 本 要 素 。+ 自 由 度 ： 构 件 可 能 出现 的 独 立 运 动 。+ 对 于 一 个 作 平 面 运 动 的 构 件 ，则 只 有 三 个 自 由 度 构 件 沿x轴 、 y轴 方 向 移 动 和 绕 垂 直xoy平 面 的 任

13、 意 轴 线 的 转 动 ，如 图 1 -1 所 示 。 图 1-1 自 由 度1.1.1 自 由 度 、 运 动 副 与 约 束1.1 机 构 的 组 成 低 副 ： 面 接 触2) 运 动 副 的 分 类 球 面 副高 副 ： 点 、 线 接 触运动副 平 面运 动 副空 间运 动 副 螺 旋 副 运 动 副转 动 副1)运 动 副 ： 两 构 件 之 间 直 接 接 触 并 能 产 生 一 定 的 相 对运 动 的 连 接 称 为 运 动 副 。1.1.2 运 动 副 及 其 分 类 图 1-2 转 动 副 图 1-3 移 动 副 平 面 机 构 中 低 副 引 入 两 个 约 束 ，

14、仅 保 留 一 个 自由 度 。 图 1-4 （ a） 凸 轮 高 副 平 面 机 构 中 高 副 引 入 一 个 约 束 ， 保 留 两 个 自 由度 。 图 1-4 （ b） 齿 轮 高 副 + 运 动 链 ： 两 个 以 上 的 构 件 以 运 动 副 连 接 而 构成 的 系 统 。+ 如 图 1 -5 所 示 ， 若 运 动 链 中 各 构 件 首 尾 相 连 ，则 称 之 为 闭 式 运 动 链 ， 否 则 称 为 开 式 运 动 链 。 图 1-5（ a） 闭 式 运 动 链 图 1-5（ a） 开 式 运 动 链 + 将 运 动 链 中 的 一 个 构 件 固 定 ， 并 且

15、它 的 一 个或 几 个 构 件 作 给 定 的 独 立 运 动 时 ， 其 余 构 件便 随 之 作 确 定 的 运 动 ， 此 时 ， 运 动 链 便 成 为机 构 。+ 机 构 的 组 成 :+ 机 架 ： 固 定 不 动 的 构 件+ 原 动 件 ： 输 入 运 动 的 构 件+ 从 动 件 ： 其 余 的 活 动 构 件 为 了 便 于 分 析 ， 人 们 不 考 虑 机 器 的 复 杂 外 形 和 结 构 ， 仅 用 规定 的 线 条 和 符 号 按 一 定 的 比 例 表 示 构 件 的 尺 寸 和 各 运 动 副 的 位 置 ， 这 种 将 机 构 中 各 构 件 间 相 互

16、运 动 关 系 表 示 出 来 并 反 映 机 构 特 征 的简 图 称 为 机 构 运 动 简 图 。 1-2 平 面 机 构 的 运 动 简 图 在 对 现 有 机 械 进 行 分 析 或 设 计 新 机 器 时 ， 都 需 要 绘 出 其 机 构运 动 简 图 。1. 机 构 运 动 简 图 的 定 义 + 1 构 件+ 构 件 均 用 直 线 或 小 方 块 来 表 示 ， 如 图 1 -6 示 。（ a） 一 个 构 件 上 有 两 个 运 动 副 （ a） 一 个 构 件 上 有 三 个 运 动 副 图 1-6 构 件 的 表 示 方 法 + 2 转 动 副 图 1-7 转 动 副

17、 的 表 示 方 法（ a） 图 面 与 回 转 轴 线 垂 直 ； （ b） 图 面 与 回 转 轴 线 共 面 + 3 移 动 副+ 如 图 1 -8 所 示 ， 注 意 移 动 副 的 导 路 应 与 两构 件 相 对 移 动 的 方 向 一 致 。图 1-8 移 动 副 的 表 示 方 法 + 4 高 副+ 两 构 件 组 成 高 副 时 的 相 对 运 动 与 这 两 个 构件 在 接 触 处 的 轮 廓 形 状 有 直 接 关 系 ， 因 此 ，在 表 示 高 副 时 必 须 画 出 两 构 件 在 接 触 处 的曲 线 轮 廓 。 如 图 1 -8 、 图 1 -9 所 示 为

18、齿 轮 高 副和 凸 轮 高 副 的 表 示 方 法 。 （ a） 外 啮 合 齿 轮 ； （ b） 内 啮 合 齿 轮 ； （ c） 齿 轮 齿 条 ； （ d） 锥 齿 轮 ； （ e） 蜗 杆 蜗 轮 图 1-9 齿 轮 高 副 的 表 示 方 法 图 1-10 凸 轮 副 的 表 示 方 法 + 绘 制 机 构 运 动 简 图 的 步 骤 ：+ （ 1 ） 分 析 机 构 的 组 成 ， 观 察 相 对 运 动 关 系 ，了 解 其 工 作 原 理 。+ （ 2 ） 确 定 所 有 的 构 件 （ 数 目 与 形 状 ） 、 运动 副 （ 数 目 和 类 型 ） 。+ （ 3 ） 选

19、择 合 理 的 位 置 ， 能 充 分 反 映 机 构 的特 性 。+ （ 4 ） 确 定 比 例 尺 + （ 5 ） 用 规 定 的 符 号 和 线 条 绘 制 成 机 构 运 动简 图 。 mmm 实 际 尺 寸图 上 尺 寸 + 【 例 1 -1 】 如 图 1 -1 1 （ a） 所 示 为 颚 式 破 碎 机的 主 体 机 构 ， 试 绘 制 其 机 构 运 动 简 图 。+ 此 机 构 为 原 动 件 偏 心 轴 ， 从 动 件 肋 板 、 构 件 、机 架 共 同 构 成 的 曲 柄 摇 杆 机 构 。+ 按 图 量 取 尺 寸 ， 选 取 合 适 的 比 例 尺 ， 确 定 A

20、、B、 C、 D四 个 转 动 副 的 位 置 ， 即 可 绘 制 出 机构 运 动 简 图 ， 最 后 标 出 原 动 件 的 转 动 方 向 ，如 图 1 -1 1 （ b） 所 示 。 图 1-11 颚 式 破 碎 机 的 主 体 结 构 及 其 机 构 运 动 简 图1机 架 ； 2偏 心 轴 ； 3动 颚 板 ； 4肋 板 ； 5轮（ b） 机 构 运 动 简 图（ a） 颚 式 破 碎 机 的 主 体 结 构 + 1 .3 .1 平 面 机 构 的 自 由 度+ 机 构 的 自 由 度 ： 指 机 构 中 各 构 件 相 对 于 机 架所 能 有 的 独 立 运 动 的 数 目 。

21、+ 一 个 作 平 面 运 动 的 构 件 ， 可 有 三 个 自 由 度 ，而 每 个 低 副 会 引 入 两 个 约 束 ， 每 个 高 副 会 引入 一 个 约 束 。 所 以 自 由 度 的 计 算 可 用 可 动 构件 的 自 由 度 总 数 减 去 约 束 的 总 数 ， 即 ：F=3n-2Pl-Phn 活 动 构 件 数 ； P l 低 副 数 ； Ph 高 副 数 1.3 运 动 确 定 性 的 概 念 F = 3 32 4 = 1 F = 3 42 5 = 2n = 3 Pl= 4 n = 4 Pl = 5如 图 1-12（ a） ： 如 图 1-12（ b） ：（ a） （

22、 b）图 1-12 机 构 的 自 由 度 + 【 例 1 -2 】 如 图 1 -1 3 所 示 ， 计 算 曲 柄 滑 块 机 构的 自 由 度 。 + 活 动 构 件 数 n=3+ 低 副 数+ 高 副 数 4LP 0 HP 3 23 3 2 4 01 L HF n P P 图 1-13 曲 柄 滑 块 机 构 + 【 例 1 -3 】 如 图 1 -1 4 所 示 ， 计 算 图 示 凸 轮 机构 的 自 由 度 。+ 解 ： 活 动 构 件 数 n=2 + 低 副 数+ 高 副 数 2LP 1HP 3 23 2 2 2 11 L HF n P P 图 1-14 凸 轮 机 构 1).

23、复 合 铰 链 由 三 个 或 三 个 以 上 构 件 组 成 的 轴 线 重 合的 转 动 副 称 为 复 合 铰 链 。 如 图 1-15所 示 ， 三 个 构 件 在 同 一 轴 线处 形 成 两 个 转 动 副 。 推 理 ： N个 构 件 时 ， 有 N 1个 转 动 副 。 1.3.2 计 算 机 构 的 自 由 度 时 应 注 意 的 问 题 图 1-15 复 合 铰 链 + 【 例 1 -4 】 计 算 如 图 1 -1 6 所 示 的 复 合 杆 机 构的 自 由 度 。+ 解 ： 活 动 构 件 数 n=5 + 低 副 数 + 高 副 数 7LP 0HP 3 23 5 2

24、7 01 L HF n P P 图 1-16 复 合 杆 机 构 2)局 部 自 由 度(1)、 局 部 自 由 度 ： 机 构 中 个 别 构 件 不 影响 其 它 构 件 运 动 ， 即 对 整 个 机 构 运 动 无关 的 自 由 度 。(2)、 处 理 办 法 ： 在 计 算 自 由 度 时 ， 拿 掉这 个 局 部 自 由 度 ， 即 可 将 滚 子 与 装 滚 子的 构 件 固 接 在 一 起 。 ABC3 21 ABC3 21n=3 Pl=3 Ph=1F=3 3-2 3-1 1=2 n=2 Pl=2 Ph=1F=2 3-2 2-1 1=1图 1-17 局 部 自 由 度 计 算

25、3).虚 约 束(1)虚 约 束 ： 在 机 构 中 与 其 他 运 动 副 作 用 重 复 ，而 对 构 件 间 的 相 对 运 动 不 起 独 立 限 制 作 用的 约 束 。(2)处 理 办 法 ： 将 具 有 虚 约 束 运 动 副 的 构 件 连同 它 所 带 入 的 与 机 构 运 动 无 关 的 运 动 副 一并 不 计 。 常 见 虚 约 束（ 1） 两 构 件 构 成 多 个 导 路 平 行 的 移 动 副 ，如 图 1-18所 示 。 图 1-18 两 构 件 构 成 多 个 导 路 平 行 的 移 动 副 （ 2） 两 构 件 组 成 多 个 轴 线 互 相 重 合 的

26、转 动副 ， 如 图 1-19所 示 。 图 1-19 两 构 件 组 成 多 个 轴 线 互 相 重 合 的 转 动 副 + （ 3 ） 机 构 中 存 在 对 传 递 运 动 不 起 独 立 作 用的 对 称 部 分 ， 如 图 1 -2 0 所 示 。 图 1-20 行 星 轮 系 + （ 4 ） 被 连 接 件 上 点 的 轨 迹 与 机 构 上 连 接 点的 轨 迹 重 合 ， 如 图 1 -2 1 所 示 。 图 1-21 平 行 四 边 形 机 构 1） 机 构 自 由 度 数 F 1。2） 原 动 件 数 目 等 于 机 构 自 由 度 数 F。1.4.3 机 构 具 有 确

27、定 运 动 的 条 件 + 平 面 连 杆 机 构 ： 由 若 干 个 构 件 以 低 副 （ 转 动 副和 移 动 副 ） 连 接 而 成 ， 且 所 有 构 件 在 相 互 平 行平 面 内 运 动 的 机 构 ， 也 称 平 面 低 副 机 构 。+ 平 面 四 杆 机 构 ： 最 简 单 的 平 面 四 杆 机 构 是 由 四个 构 件 组 成 的 ， 简 称 平 面 四 杆 机 构 。+ 铰 链 四 杆 机 构 ： 构 件 间 用 四 个 转 动 副 相 连 的 平面 四 杆 机 构 。 + 平 面 连 杆 机 构 的 优 点 是 ：+ （ 1 ） 运 动 副 都 是 低 副 ， 寿

28、 命 长 ， 传 递 动 力大 。+ （ 2 ） 何 形 状 简 单 ， 易 于 加 工 ， 成 本 低 。+ （ 3 ） 在 主 动 件 等 速 连 续 运 动 的 条 件 下 ， 当各 构 件 的 相 对 长 度 不 同 时 ,从 动 件 可 满 足 多种 运 动 规 律 的 要 求 。+ （ 4 ） 连 杆 上 各 点 轨 迹 形 状 各 异 ， 可 利 用 这些 曲 线 来 满 足 不 同 的 轨 迹 要 求 。 + 平 面 连 杆 机 构 的 缺 点 ：+ （ 1 ） 误 差 较 大 ， 降 低 机 械 效 率 。+ （ 2 ） 不 容 易 实 现 精 确 复 杂 的 运 动 规 律

29、 。+ （ 3 ） 不 宜 用 于 高 速 传 动 。 + 2 .2 .1 铰 链 四 杆 机 构 的 组 成+ （ 1 ） 机 架 固 定 件 ， 如 图 2 -1 所 示 构 件 4 ；+ （ 2 ） 连 架 杆 与 机 架 用 转 动 副 相 连 接 的 构 件 ，如 图 图 2 -1 所 示 构 件 1 和 构 件 3 ；+ （ 3 ） 连 杆 不 与 机 架 直 接 相 连 的 构 件 ， 如 图 2 -1所 示 构 件 2 。 图 2-1 铰 链 四 杆 机 构 曲 柄 摇 杆 机 构 双 曲 柄 机 构 双 摇 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 根 据 连 架 杆 运 动 形

30、式 的 不 同 ， 相 对 机 架 能 做 整 周 转 动 的 称 为 曲 柄 ，只 能 在 一 定 角 度 范 围 内 往 复 摆 动 的 称 为 摇 杆 。这 样 ， 铰 链 四 杆 机 构 可 分 为 三 种 基 本 形 式 ： + 1 曲 柄 摇 杆 机 构+ 在 铰 链 四 杆 机 构 的 两 连 架杆 中 ， 若 一 个 为 曲 柄 ， 另一 个 为 摇 杆 ， 则 此 四 杆 机构 称 为 曲 柄 摇 杆 机 构 。+ 通 常 曲 柄 等 速 转 动 ， 摇 杆作 变 速 往 复 摆 动 。 图 2-2 搅 拌 机 图 2-3 雷 达 天 线 俯 仰 角 的 调 整 机 构 图

31、2-4 缝 纫 机 脚 踏 机 构 + 2 双 曲 柄 机 构+ 在 铰 链 四 杆 机 构 中 ， 若 两 连 架 杆 均 为 曲 柄 ，则 此 四 杆 机 构 称 为 双 曲 柄 机 构 。 图 2-5 惯 性 筛 机 构 图 2-6 平 行 四 边 形 机 构 和 反 平 行 四 边 形 机 构 图 3-5 车 门 启 闭 机 构 图 3-6 天 平 （ e） 车 门 启 闭 机 构 （ f） 天 平 图 2-6反 平 行 四 边 形 机 构 和 平 行 四 边 形 机 构 的 应 用 图 2-7 轮 式 车 辆 的 前 轮 转 向 机 图 2-8 鹤 式 起 重 机 + 3 双 摇 杆

32、 机 构+ 在 铰 链 四 杆 机 构 中 ， 若 两 连 架 杆 均 为 摇杆 ， 则 此 四 杆 机 构 称 为 双 摇 杆 机 构 。 + 曲 柄 存 在 的 条 件 为 ：+ （ 1 ） 连 架 杆 和 机 架 中 必 有 一 杆 是 最 短 杆 。+ （ 2 ） 最 短 杆 与 最 长 杆 长 度 之 和 小 于 或 等 于其 余 两 杆 长 度 之 和 。+ 上 述 两 个 条 件 必 须 同 时 满 足 ， 否 则 机 构不 存 在 曲 柄 。 + 若 满 足 最 短 杆 与 最 长 杆 长 度 之 和 小 于 或等 于 其 余 两 杆 长 度 之 和 时 ， 可 得 到 以 下

33、 三种 结 构 ；+ （ 1 ） 连 架 杆 是 最 短 杆 为 曲 柄 摇 杆 机 构 ；+ （ 2 ） 机 架 是 最 短 杆 为 双 曲 柄 机 构 ；+ （ 3 ） 若 最 短 杆 是 连 杆 ， 此 机 构 为 双 摇 杆 机构 。+ 若 满 足 最 短 杆 与 最 长 杆 长 度 之 和 大 于 其余 两 杆 长 度 之 和 时 ,为 双 摇 杆 机 构 。 + 2 .3 .1 曲 柄 滑 块 机 构+ 曲 柄 滑 块 机 构 是 用 移 动 副 取 代 曲 柄 摇 杆机 构 中 的 转 动 副 而 演 化 得 到 的 。图 2-9 曲 柄 滑 块 机 构（ a） 对 心 曲 柄

34、滑 块 机 构 ； （ b） 偏 置 曲 柄 滑 块 机 构 图 2-10 曲 柄 滑 块 机 构 在 冲 床 中 的 应 用 曲 柄 滑 块 机 构 用于 转 动 与 往 复 移 动 之间 的 运 动 转 换 ， 广 泛应 用 于 活 塞 式 内 燃 机 、空 气 压 缩 机 、 冲 床 和自 动 送 料 机 等 机 械 设备 中 。 如 图 2-10所 示为 曲 柄 滑 块 机 构 在 冲床 中 的 应 用 。 图 2-11 曲 柄 滑 块 机 构 向 导 杆 机 构 的 演 化（ a） 对 心 曲 柄 滑 块 机 构 ； （ b） 曲 柄 转 动 导 杆 机 构 ；（ c） 移 动 导

35、杆 机 构 ； （ d） 摆 动 导 杆 机 构 导 杆 机 构 可 看 成 是 通 过 改 变 曲 柄 滑 块 机构 中 的 固 定 构 件 演 化 而 来 的 ， 如 图 2-11所 示 。 + 1 曲 柄 转 动 导 杆 机 构图 2-12 小 型 刨 床 机 构 + 2 曲 柄 摆 动 导 杆 机 构图 2-13 曲 柄 摆 动 导 杆 机 构 在 电 器 开 关 中 的 应 用 + 3 移 动 导 杆 机 构+ 也 称 为 定 块 机 构 。 如 图 2 -1 4 所 示 ， 以 滑 块 为 机架 ， 杆 4 只 相 对 滑 块 作 往 复 移 动 ， 滑 块 3 称 为 定 块 。

36、这 种 机 构 常 用 于 抽 水 唧 筒 和 抽 油 泵 中 。 图 2-14 抽 水 唧 筒 + 4 摆 动 导 杆 机 构图 2-15 汽 车 自 动 卸 料 机 构 + 2 .4 .1 急 回 特 性 及 行 程 速 度 变 化 系+ 1 、 急 回 特 性+ 摇 杆 CD处 此 两 极 限 位 置 时 曲 柄 所 在 直 线之 间 的 锐 角 称 为 极 位 夹 角 ， 机 构 中 输 出 件在 两 极 限 位 置 间 的 移 动 距 离 或 摆 动 角 度 称为 行 程 。 图 2-16 急 回 特 性 + 当 摇 杆 CD由 C1 D摆 动 到 C2 D位 置 （ 工 作 行程

37、） 时 ， 曲 柄 AB以 等 角 速 度 顺 时 针 从 AB1 转到 AB2 ， 转 过 角 度 为 ： ,所 需 时 间为 ,C点 的 平 均 速 度 为 。+ 当 摇 杆 CD由 C2 D摆 回 到 C1 D位 置 （ 空 回 行程 ） 时 ， 曲 柄 AB以 等 角 速 度 顺 时 针 从 AB2 回转 到 AB1 ， 转 过 的 角 度 为 ： ， 所 需 时间 为 ， C点 的 平 均 速 度 为 。+ 由 于 ， 所 以 ， ,1 180 2 180 1v1t 2t 2v1 2 1 2t t 2 1v v + 综 上 所 述 ， 在 输 入 件 曲 柄 作 等 速 转 动 时

38、，作 往 复 摆 动 的 输 出 件 摇 杆 在 空 载 行 程 中 的 平均 速 度 大 于 工 作 行 程 中 的 平 均 速 度 ， 这 一 性质 称 为 连 杆 机 构 的 急 回 特 性 。 通 常 用 行 程 速度 变 化 系 数 K来 表 示 这 种 特 性 ： 1 2 2 1 12 21 2 1 180180CC t tK tCC t 从 动 件 回 程 平 均 速 度从 动 件 工 作 平 均 速 度 1180 1KK + 机 构 的 急 回 速 度 取 决 于 夹 角 的 大 小 。 越 大 ， K值 越 大 ， 机 构 的 急 回 程 度 也 越高 ， 但 从 另 一 方

39、 面 看 ， 机 构 运 动 的 平 稳性 就 越 差 。 图 2-17 偏 置 曲 柄 滑 块 机 构 曲 柄 滑 块 机 构 ， 当 偏 心 距 e=0时 ，=0， K=1， 机 构 无 急 回 特 性 ； 当 偏 心 距e0时 ， 0， 则 K 1， 机 构 有 急 回 特 性 。 如 图 2-19所 示 的 曲 柄 摇 杆 机 构 中 ， 如 不考 虑 构 件 的 重 量 和 摩 擦 力 ， 可 将 F分 解 可 得推 动 摇 杆 的 有 效 分 力 Ft=Fcos， 只 能 产 生 摩擦 阻 力 的 有 害 分 力 Fr=Fsin。 图 2-19 压 力 角 和 传 动 角 + 其

40、中 称 为 压 力 角 ， 即 为 作 用 在 从 动 件上 的 驱 动 力 与 该 力 作 用 点 的 绝 对 速 度 方 向之 间 所 加 锐 角 称 为 压 力 角 ， 通 常 把 压 力 角座 位 判 断 一 连 杆 机 构 是 否 具 有 良 好 的 传 力性 能 的 标 志 。+ 常 以 连 杆 与 摇 杆 所 夹 锐 角 来 衡 量 机 构 的 传力 性 能 。 显 而 易 见 ， 即 压 力 角 的 余 角 ， 称为 传 动 角 。 因 为 =9 0 ， 故 愈 大 ， 对 机构 传 动 愈 有 利 。 min min min图 2-20 曲 柄 摇 杆 机 构 的 压 力 角

41、 和 传 动 角 图 2-21 摆 动 导 杆 机 构 的 压 力 角 和 传 动 角 + 如 图 2 -2 2 所 示 的 曲 柄 摇 杆 机 构 中 ， 当 摇杆 CD为 主 动 件 、 曲 柄 AB为 从 动 件 时 ， 当 摇杆 处 在 两 个 极 限 位 置 时 ， 连 杆 BC与 曲 柄 AB共 线 。 若 不 计 各 构 件 质 量 ， 则 这 时 连 杆 加给 曲 柄 的 力 将 通 过 铰 链 A的 中 心 ， 这 时 连 杆BC无 论 给 从 动 件 曲 柄 AB的 力 多 么 大 都 不 能推 动 曲 柄 运 动 ， 机 构 所 处 的 这 种 位 置 称 为死 点 位

42、置 。 图 2-22 死 点 位 置 + 在 实 际 应 用 中 也 有 利 用 死 点 位 置 的 性 质来 进 行 工 作 的 。 如 图 2 -2 3 所 示 快 速 夹 具 ， 机构 处 于 死 点 位 置 ， 在 去 除 外 力 F后 仍 可 加 紧工 件 而 不 自 动 脱 落 。 只 有 向 上 扳 动 手 柄 3 方可 松 开 夹 具 。 图 2-23 死 点 的 应 用 + 2 .5 .1 四 杆 机 构 设 计 条 件+ （ 1 ） 给 定 位 置 或 运 动 规 律 ， 如 连 杆 位 置 、连 架 杆 对 应 位 置 或 行 程 速 度 变 化 系 数 等 。+ （ 2

43、 ） 给 定 运 动 轨 迹 ， 如 要 求 起 重 机 中 吊 钩的 轨 迹 为 一 直 线 ； 搅 面 机 中 搅 拌 杆 端 能 按预 定 轨 迹 运 动 等 ， 这 些 都 是 连 杆 上 的 点 的轨 迹 。 为 了 使 机 构 设 计 的 合 理 、 可 靠 ， 还应 考 虑 几 何 条 件 和 传 力 性 能 要 求 等 。 + （ 1 ） 已 知 连 杆 的 两 个 位 置 、 及 其 长 度 ， 设计 铰 链 四 杆 机 构 。图 2-24 已 知 连 杆 两 位 置 设 计 铰 链 四 杆 机 构 + （ 2 ） 按 给 定 连 杆 三 个 位 置 设 计 四 杆 机 构图

44、 2-25 按 给 定 连 杆 三 个 位 置 设 计 四 杆 机 构 + （ 3 ） 按 给 定 的 行 程 速 度 变 化 系 数 设 计 四 杆机 构 K 图 2-26 按 给 定 的 行 程 速 度 变 化 系 数 设 计 四 杆 机 构 + 3.1 凸 轮 机 构 的 应 用 和 分 类+ 3.1.1 凸 轮 机 构 的 组 成 、 应 用 和 特 点+ 内 燃 机 配 气 机 构 图 3-1 配 气 机 构 图 3-2 靠 模 车 削 机 构 图 3-3 自 动 车 床 走 刀 机 构 图 3-4 分 度 转 位 机 构 1、 组 成 ： 凸 轮 ， 从 动 件 ， 机 架2、 作

45、 用 ： 将 凸 轮 的 转 动 或 移 动 转 变 为 从 动 件 的 移 动 或 摆 动 。 3、 特 点 :(1)只 需 设 计 适 当 的 凸 轮 轮 廓 ， 便 可 使 从 动 件 得 到 所 需 的 运 动 规 律 (1)结 构 简 单 、 紧 凑 ， 工 作 可 靠 ， 容 易 设 计 ； (2)高 副 接 触 ， 易 磨 损4、 应 用 ： 适 用 于 传 力 不 大 的 控 制 机 构 和 调 节 机 构 + 3 .1 .2 凸 轮 机 构 的 分 类+ 凸 轮 机 构 的 类 型 很 多 ， 通 常 按 凸 轮 和 从 动 件 的 形 状 、 运 动 形 式 分类 。+ 1

46、 按 凸 轮 的 形 状 分 类+ 1 ） 盘 形 凸 轮 机 构+ 它 是 凸 轮 的 最 基 本 型 式 。 这 种 凸 轮 是 一 个 绕 固 定 轴 转 动 且 有 变化 半 径 的 盘 形 零 件 ， 凸 轮 与 从 动 件 互 作 平 面 运 动 ， 是 平 面 凸 轮 机 构 ，如 图 3 -1 所 示 。+ 2 ） 移 动 凸 轮 机 构+ 当 盘 形 凸 轮 的 回 转 中 心 趋 于 无 穷 远 时 ， 凸 轮 相 对 机 架 作 往 复 直线 运 动 ， 这 种 凸 轮 称 为 移 动 凸 轮 ， 也 是 平 面 凸 轮 机 构 的 一 种 ， 如 图 3 -2所 示 。

47、+ 3 ） 圆 柱 凸 轮+ 这 种 凸 轮 可 看 成 是 将 移 动 凸 轮 卷 成 圆 柱 体 而 得 到 的 凸 轮 ， 从 动件 与 凸 轮 之 间 的 相 对 运 动 为 空 间 运 动 ， 因 此 圆 柱 凸 轮 机 构 是 一 个 空 间 凸 轮 机 构 ， 如 图 3 -3 所 示 。+ 4 ） 曲 面 凸 轮+ 当 圆 柱 表 面 用 圆 弧 面 代 替 时 ， 就 演 化 成 曲 面 凸 轮 ， 它 也 是 一 种空 间 凸 轮 机 构 ， 如 图 3 -4 所 示 。 + 2 按 从 动 件 形 状 分 类+ 1 ） 尖 顶 从 动 件 凸 轮 机 构+ 尖 顶 能 与

48、 任 意 复 杂 的 凸 轮 轮 廓 保 持 接触 ， 因 而 能 实 现 任 意 预 期 的 运 动 规 律 ， 如图 3 -5 （ a） 所 示 。 但 因 为 凸 轮 与 从 动 件 为 点或 线 接 触 ， 尖 顶 易 发 生 磨 损 ， 所 以 只 宜 用于 受 力 不 大 的 低 速 凸 轮 机 构 中 。（ a） （ b） （ c）图 3-5 凸 轮 机 构 从 动 件 的 形 式（ a） 尖 顶 从 动 件 ； （ b） 滚 子 从 动 件 ； （ c） 平 底 从 动 件 + 2 ） 滚 子 从 动 件 凸 轮 机 构+ 在 从 动 件 的 尖 顶 处 安 装 一 个 滚 子

49、 ， 即 成 为 滚 子 从 动 件 ， 这 样 通过 将 滑 动 摩 擦 转 变 为 滚 动 摩 擦 ， 克 服 了 尖 顶 从 动 件 易 磨 损 的 缺 点 。 滚子 从 动 件 耐 磨 损 ， 可 以 承 受 较 大 载 荷 ， 是 最 常 用 的 一 种 从 动 件 型 式 ，如 图 3 -5 （ b） 所 示 。 缺 点 是 凸 轮 上 凹 陷 的 轮 廓 未 必 能 很 好 地 与 滚 子 接触 ， 从 而 影 响 实 现 预 期 的 运 动 规 律 。+ 3 ） 平 底 从 动 件 凸 轮 机 构+ 在 从 动 件 的 尖 顶 处 固 定 一 个 平 板 ， 即 成 为 平 底

50、 从 动 件 ， 这 种 从动 件 与 凸 轮 轮 廓 表 面 接 触 的 端 面 为 一 平 面 ， 所 以 它 不 能 与 凹 陷 的 凸 轮轮 廓 相 接 触 ， 如 图 3 -5 （ c） 所 示 。 这 种 从 动 件 的 优 点 是 ： 当 不 考 虑 摩擦 时 ， 凸 轮 与 从 动 件 之 间 的 作 用 力 始 终 与 从 动 件 的 平 底 相 垂 直 ， 传 动效 率 较 高 ， 且 接 触 面 易 于 形 成 油 膜 ， 利 于 润 滑 ， 故 常 用 于 高 速 凸 轮 机构 。+ 在 凸 轮 机 构 中 ， 从 动 件 不 仅 有 不 同 的 形 状 ， 而 且 也

51、 可 以 有 不 同的 运 动 形 式 。 根 据 从 动 件 的 运 动 形 式 不 同 ， 可 以 把 从 动 件 分 为 直 动 从动 件 （ 直 线 运 动 ） 和 摆 动 从 动 件 两 种 。 在 直 动 从 动 件 中 ， 若 导 路 轴 线 通 过 凸 轮 的 回 转 轴 ， 则 称 为 对 心 直 动 从 动 件 ， 否 则 称 为 偏 置 直 动 从 动件 。 将 不 同 形 式 的 从 动 件 和 相 应 的 凸 轮 组 合 起 来 ， 就 构 成 了 种 类 繁 多的 各 种 不 同 的 凸 轮 机 构 。 + 3 按 从 动 件 与 凸 轮 保 持 接 触 （ 即 锁

52、 合 ） 的方 式 分 类+ 1 ） 力 锁 合 的 凸 轮 机 构 即 依 靠 重 力 、 弹 簧 力锁 合 的 凸 轮 机 构 ， 如 图 3 -6 （ a） 、 （ b） 、（ c） 所 示 。+ 2 ） 几 何 锁 合 的 凸 轮 机 构 。 如 沟 槽 凸 轮 、 等径 及 等 宽 凸 轮 、 共 轭 凸 轮 等 ， 如 图 3 -6 （ d） 、（ e） 、 （ f） 所 示 ， 都 是 利 用 几 何 形 状 来 锁合 的 凸 轮 机 构 。 （ a） （ b） （ c） （ d） （ e） （ f） 图 3-6 锁 合 方 式（ a） 、 （ b） 、 （ c） 力 锁 合 ；

53、 （ d） 、 （ e） 、 （ f） 形 锁 合 + 3 .2 凸 轮 机 构 的 基 本 参 数 和 从 动 件 常 用 运 动规 律+ 凸 轮 机 构 设 计 的 主 要 任 务 是 根 据 实 际工 作 要 求 确 定 从 动 件 的 运 动 规 律 ， 根 据 从动 件 的 运 动 规 律 设 计 凸 轮 轮 廓 曲 线 。 因 此确 定 从 动 件 的 运 动 规 律 是 凸 轮 设 计 的 前 提 。+ 3 .2 .1 平 面 凸 轮 机 构 的 基 本 参 数 和 工 作 过 程+ 如 图 3 -7 所 示 为 一 偏 置 直 动 尖 顶 从 动 件盘 形 凸 轮 机 构 ，

54、从 动 件 移 动 导 路 至 凸 轮 转动 中 心 的 偏 执 距 离 为 。 图 3-7 偏 置 直 动 尖 顶 从 动 件盘 形 凸 轮 机 构（ a） 偏 置 直 动 尖 顶 从 动件 盘 形 凸 机 构 ； （ b） 从 动 件 位 移 线 图 + 基 圆 ： 以 凸 轮 的 最 小 向 径 为 半 径 所 作 的 圆 称 为 基 圆 ， 基 圆 半 径 用 表 示 。+ 推 程 运 动 角 ： 如 图 3 -7 所 示 ， 主 动 件 凸 轮 匀 速 转 动 ， 从 动 件 被 凸 轮 推 动 ， 从 + 动 件 的 尖 顶 以 一 定 运 动 规 律 从 最 近 位 置 到 达

55、最 远 位 置 ， 从 动+ 件 位 移 ， 这 一 过 程 称 为 推 程 ， 对 应 的 凸 轮 转 角 称 为 推 程 运 动 角 。+ 远 休 止 角 ： 当 凸 轮 继 续 回 转 时 ， 由 于 凸 轮 的 向 径 没 发 生 变 化 ， 从 动 件 的 尖+ 顶 在 最 远 位 置 划 过 凸 轮 表 面 从 点 到 点 保 持 不 动 ， 这 一 过 程 称 为+ 远 停 程 ， 此 时 凸 轮 转 过 的 角 度 ， 称 为 远 休 止 角 。+ 回 程 运 动 角 ： 当 凸 轮 再 继 续 回 转 ， 从 动 件 的 尖 顶 以 一 定 运 动 规 律 从 最 远 位+

56、置 回 到 最 近 位 置 ， 这 一 过 程 称 为 回 程 ， 对 应 的 凸 轮 转 角 称 为 回 + 程 运 动 角 。+ 近 休 止 角 ： 当 凸 轮 继 续 回 转 时 ， 从 动 件 的 尖 顶 划 过 凸 轮 表 面 从 点 回 到 点 保+ 持 不 动 ， 这 一 过 程 称 为 近 停 程 ， 凸 轮 转 过 的 角 度 ， 称 为 近 休 止 + 角 。+ 当 凸 轮 继 续 回 转 时 ， 从 动 件 又 重 复 上 述 升 停 降 停 的 运 动 循 环 。上 述 过 程 可 以 用 从 动 件 的 位 移 曲 线 图 来 描 述 。 以 从 动 件 的 位 移

57、s为 纵 坐 标 ， 对应 的 凸 轮 转 角 为 横 坐 标 ， 将 凸 轮 转 角 或 时 间 与 对 应 的 从 动 件 位 移 之 间 的 函 数关 系 用 曲 线 表 达 出 来 的 图 形 称 为 从 动 件 的 位 移 线 图 ， 如 图 3 -7 （ b） 所 示 。 + 3 .2 .2 从 动 件 常 用 运 动规 律+ 1 等 速 运 动 规 律 + 从 动 件 上 升 或 下降 的 速 度 为 常 数 的 运 动规 律 ， 称 为 等 速 运 动 规律 ， 如 图 3 -8 所 示 为 从动 件 匀 速 上 升 过 程 。+ 由 图 3 -8 可 知 ， 从动 件 在 运

58、 动 开 始 和 终 止的 瞬 间 ， 速 度 有 突 变 ，其 加 速 度 和 惯 性 力 在 理论 上 为 无 穷 大 ， 致 使 凸轮 机 构 产 生 强 烈 的 振 动 、冲 击 、 噪 声 和 磨 损 ， 这种 冲 击 为 刚 性 冲 击 。 因此 ， 等 速 运 动 规 律 只 适 用 于 低 速 、 轻 载 的 场 合 。 图 3-8 等 速 运 动 规 律 + 2 等 加 速 等 减 速 运 动 规 律+ 从 动 件 在 推 程 过 程 中 ， 前 半 程 作 等加 速 运 动 ， 后 半 程 作 等 减 速 运 动 ， 这 种运 动 规 律 称 为 等 加 速 等 减 速 运

59、 动 规 律 ，通 常 加 速 度 和 减 速 度 的 绝 对 值 相 等 ， 其运 动 线 图 如 图 3 -9 所 示 。 同 理 ， 在 回 程 过程 中 ， 前 半 程 作 等 减 速 运 动 ， 后 半 程 作等 加 速 运 动 ， 这 种 运 动 规 律 称 为 等 减 速等 加 速 运 动 规 律 。+ 由 运 动 线 图 可 知 ， 当 采 用 等 加 速 等减 速 运 动 规 律 时 ， 在 起 点 、 中 点 和 终 点时 ， 加 速 度 有 突 变 ， 因 而 从 动 件 的 惯 性力 也 将 有 突 变 ， 不 过 这 一 突 变 为 有 限 值 ，所 以 ， 凸 轮

60、机 构 在 这 三 个 时 间 点 引 起 的冲 击 称 为 柔 性 冲 击 。 与 等 速 运 动 规 律 相比 ， 其 冲 击 程 度 大 为 减 小 。 因 此 ， 等 加速 等 减 速 运 动 规 律 适 用 于 中 速 的 场 合 。 图 3-9 等 加 速 等 减 速 运 动 规 律 + 3 余 弦 加 速 度 运 动 规律+ 余 弦 加 速 度 运 动 又称 为 简 谐 运 动 。 因 其 加速 度 运 动 曲 线 为 余 弦 曲线 故 称 余 弦 运 动 规 律 ，其 运 动 规 律 运 动 线 图 如图 3 -1 0 所 示 。+ 由 加 速 度 线 图 可 知 ，此 运 动

61、 规 律 在 行 程 的 始末 两 点 加 速 度 存 在 有 限突 变 ， 故 也 存 在 柔 性 冲击 ， 只 适 用 于 中 速 场 合 。但 当 从 动 件 作 无 停 歇 的升 降 升 连 续 往 复 运 动时 ， 则 得 到 连 续 的 余 弦曲 线 ， 柔 性 冲 击 被 消 除 ， 这 种 情 况 下 可 用 于 高 速场 合 。 图 3-10 余 弦 加 速 度 运 动 规 律 + 4 正 弦 加 速 度 运 动 规 律+ 正 弦 加 速 度 运 动 规 律其 加 速 度 运 动 曲 线 为 正 弦曲 线 ， 其 运 动 规 律 运 动 线图 如 图 3 -1 1 所 示 。

62、+ 从 动 件 按 正 弦 加 速 度规 律 运 动 时 ， 在 全 行 程 中无 速 度 和 加 速 度 的 突 变 ，因 此 不 产 生 冲 击 ， 适 用 于高 速 场 合 。+ 以 上 介 绍 了 从 动 件 常用 的 运 动 规 律 ， 实 际 生 产中 还 有 更 多 的 运 动 规 律 ，如 复 杂 多 项 式 运 动 规 律 、摆 线 运 动 规 律 等 ， 了 解 从动 件 的 运 动 规 律 ， 便 于 在凸 轮 机 构 设 计 时 ， 根 据 机 器 的 工 作 要 求 进 行 合 理 选择 。 图 3-11 正 弦 加 速 度 运 动 规 律 + 3 .3 盘 形 凸

63、轮 轮 廓 曲 线 的 设计+ 在 合 理 地 选 择 从 动 件的 运 动 规 律 之 后 ， 根 据 工 作要 求 和 结 构 条 件 确 定 凸 轮 的结 构 形 式 ， 确 定 凸 轮 转 向 和基 圆 半 径 等 基 本 尺 寸 ， 就 可设 计 凸 轮 的 轮 廓 曲 线 了 。 设计 方 法 通 常 有 图 解 法 和 解 析法 。 图 解 法 简 便 易 行 、 直 观 ，但 作 图 误 差 大 、 精 度 低 ， 适用 于 低 速 或 对 从 动 件 运 动 规律 要 求 不 高 的 一 般 精 度 凸 轮设 计 。 对 于 精 度 要 求 高 的 高速 凸 轮 、 靠 模

64、凸 轮 等 ， 则 必 须 用 解 析 法 列 出 凸 轮 轮 廓 曲线 的 方 程 式 ， 借 助 于 计 算 机辅 助 设 计 精 确 地 设 计 凸 论 轮廓 。 本 节 主 要 介 绍 图 解 法 。 图 3-12 反 转 法 原 理 + 3 .3 .2 偏 置 直 动 尖 顶 从 动 件 盘 形 凸 轮 轮 廓 的绘 制+ 已 知 ： 从 动 件 的 位 移 曲 线 图 如 图 3 -1 3 （ b） 所 示 ， 偏 距 为 ， 凸 轮 的基 圆 半 径 ， 凸 轮 以 等 角 速 度 顺 时 针 回 转 ， 要 求 绘 出 此 凸 轮 的 轮 廓 。图 3-13 偏 置 直 动 尖

65、 顶 从 动 件 盘 形 凸 轮 轮 廓 的 绘 制（ a） “ 反 转 法 ” 绘 制 凸 轮 外 轮 廓 曲线 （ b） 从 动 件 位 移 线 图 + 根 据 “ 反 转 法 ” 的 原 理 ， 作 图 步 骤 如 下 （ 见 图 3 -1 3 ） ：+ （ 1 ） 以 与 位 移 线 图 相 同 的 比 例 尺 作 出 偏 距 圆 （ 以 为 半 径 的 圆 ）+ 和 基 圆 ， 过 偏 距 圆 上 任 一 点 作 偏 距 圆 的 切 线 作 为 从 动 件 导 路 ， 并与+ 基 圆 相 交 于 点 ， 该 点 也 就 是 从 动 件 尖 顶 的 起 始 位 置 。+ （ 2 ） 自

66、 开 始 沿 的 方 向 在 基 圆 上 画 出 推 程 运 动 角 、 远 休 止 角 、 回 程 运动 角 、+ 近 休 止 角 ， 并 在 相 应 段 与 位 移 线 图 划 分 出 若 干 等 份 ，得 、 、 、 + 点 。+ （ 3 ） 过 各 分 点 、 、 向 偏 距 圆 做 切 线 ， 作 为 从 动 件 反 转 后 的 导 路 线 。 + （ 4 ） 在 以 上 的 导 路 线 上 ， 从 基 圆 上 的 点 、 、 开 始 向 外 量 取 相 应 的位+ 移 量 ， 即 取 、 、 得 反 转 后 尖 顶 的 一 系 列 位 置 、 、 。+ （ 5 ） 将 、 、 点 连 成 光 滑 的 曲 线 ， 便 得 到 所 要 求 的 凸 轮 轮 廓 ， 如 图3 -+ 1 2 （ a） 所 示 。 + 3 .3 .3 直 动 滚 子 从动 件 盘 形+ 凸 轮 轮 廓 的 绘制+ + 若 从 动 件 为 滚子 从 动 件 ， 则 可 把滚 子 中 心 看 作 尖 顶 ，其 运 动 轨 迹 就 是 凸轮 的 理 论 轮 廓 曲 线 ，凸 轮 的 实 际 轮 廓 曲线 是