凸轮连杆机构

---

凸轮连杆机构较易精确实现从动杆预定的运动规律和运动轨迹。图5．8-13所示是由单自由度的凸轮机构和两个自由度的五杆机构组成的凸轮连杆机构。曲柄1等速转动时，装于铰链B处的滚子4沿固定凸轮5的凹槽运动，使曲柄长度AB成为可变的，因此，凸轮5的廓线设计适当，即可使滑块3获得预定的复杂运动规律。

图5．8-14所示回归式凸轮连杆机构，由自由度为2的旋转四杆机构ABCD和固定凸轮组成。主动杆AB和从动杆AD的转动轴线重合于A点。当主动杆AB等速转动时，装在连杆铰接点C处的滚子沿固定凸轮的凹槽运动。凸轮的廓线由圆弧、圆弧和曲线三部分组成。轮廓是以A点为圆心的圆弧。当位于C点的滚子在该段运动时，由于γ角无变化，四连杆机构的各杆件如同一刚体绕定轴A转动，从动杆AD的运动和主动杆AB的运动完全相同。轮廓是以D₂点为圆心的圆弧，主动曲柄由AB₂运动到AB₃时，滚子在的圆弧上运动。由于圆弧的圆心是D2点，因此从动杆AD停歇不不动。当滚子沿轮廓运动时，从动杆AD作非匀速转动。这种机构的运动特点是：主动杆转过一整周，从动杆也回转一整周的情况下，从动杆可获得精确的匀速、停歇及非匀速的运动规律；从动杆停歇时，由于凸轮的形封闭而不需要其他锁止装置。

图5．8-15所示为用于实现预定轨迹的凸轮连杆机构，其基础机构为具有两个自由度的五杆机构，附加机构为单自由度的凸轮机构。曲柄1和凸轮6固结，装在杆4上的滚子与凸轮构成高副，组合成具有一个自由度的凸轮连杆机构。如果凸轮廓线设计适当，当曲柄和凸轮一起绕轴心A转动时，就能使连杆铰接点C沿预定轨迹CC运动。设计时，应先确定平面五杆机构的尺寸，即：选定曲柄轴心A相对于预定轨迹CC的位置；量出预定轨迹CC至轴心A的最近距离Ra和最远距离R₁，得AB=(R_j－R_a)／2，BC=(R_i+R_a)／2；再量出轨迹CC与推杆4的导路中心线之间的最远距离H，选定CD的长度(CD应大于H)。然后，设计凸轮廓线，即用作图法绘制推杆4相对于曲柄1的位移曲线S_v(φ)；根据结构选定凸轮6的基圆半径；按位移曲线S_D(φ)绘出凸轮廓线。