第六章凸轮与间歇运动机构6.1.1概述在仪表和精密机械中，有时要求从动件的运动按照预定规律变化。这种要求可以采用凸轮机构来实现。如图所示，凸轮机构是由凸轮1、从动件2和机架3组成。凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件；通常凸轮为主动件，作连续时等速运动，从动件（推杆或摆杆）则按预定的规律运动。从动件的运动规律，取决于凸轮轮廓曲线。只有在特殊情况下,从动件为主动,如图所示秒表中的回零凸轮机构；NN为接触点K处的法线;Fn为正压力；Ff为摩擦力，F为合力即驱动力，α为压力角；vk为凸轮上K点的速度。当秒表计时时，凸轮随着转动，当需要回零时，按下摆杆1，带动桃形凸轮逆时针方向转动，直至摆杆端都卡在凸轮凹处，这时指针恰好返回零位。凸轮机构常用在自动记录仪表、调节仪表、解算装置、程序控制装置及某些自动机构中。下图为XWD-1型自动电位差计打印系统中的凸轮机构；凸轮顺时针方向转动，在0°-150°转角中，每转15°，半径增加0.3mm.因此，凸轮转动时，其外缘就能推动摆杆3上的滚子2，使摆杆摆动。再由摆杆左端去操纵打印架，使打印架完成打印动作。右图为自动平衡调节仪的温度程序控制凸轮；凸轮1与圆形记录纸一起等速转动,摆杆2始终与凸轮轮廓曲线保持接触。当凸轮推动摆杆做预定规律摆动时,摆杆又带动“程序给定装置”作相应运动，实现温度的自动调节。凸轮的形状,由要求的温度变化规律确定。下图为DKJ型电动执行器的位置反馈凸轮机构。端面凸轮1装在执行器的输出轴上，推杆2的一端紧贴在凸轮工作面上，另一端装有铁心3。当执行器的输出轴转动一定角度时，凸轮也转过相应角度，同时推动推杆，即改变铁心在差动变压器中的位置。差动变压器的输出信号代表执行器输出轴的转角。凸轮常见类型有：(1)盘状凸轮它是凸轮的最基本型式．这种凸轮是一个绕定轴线转动并具有变化半径的盘形零件。（2）移动凸轮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移动，这种凸轮称为移动凸轮。（3）圆柱凸轮圆柱凸轮可以认为是将移动凸轮卷成圆柱体而演化成的．盘状凸轮、移动凸轮与从动件之间的相对运动为平面运动；圆柱凸轮与从动件之间的相对运动为空间运动，所以前二种属于平面凸轮机构，后一种属于空间凸轮机构．凸轮机构从动件常见类型：１．尖顶从动件它的结构简单，不论凸轮的轮廓曲线如何，它都能与凸轮轮廓上所有点接触，故能实现较复杂的运动规律。但因尖顶易于磨损，故只适用于传力不大的低速凸轮机构中。２．滚子丛动件滚子与凸轮轮廓之间是滚动摩擦，磨损小，转动灵活．是常用的从动件型式．３．平底从动件这种从动件仅可以与轮廓全部外凸的盘状凸轮相作用，而不能用于具有内凹轮廓的盘状凸轮。优点是凸轮加于其上的作用力方向不变（不考虑摩擦时，作用力始终垂直于平底），且凸轮与从动件接触面间易于形成楔形油膜，能减少磨损，故常用于高速凸轮机构中。设计凸轮机构时，应根据具体工作要求（已知从动件运动规律），在合理选择机构型式、进行力的分析和必要验算后，用图解法或分析，去设计凸轮轮廓，直至完成结构设计。但在仪器仪表中的凸轮机构受力不大，一般不作强度计算。只有在高速和承受大载荷时，才需要校验凸轮机构的接触强度。6.1.2从动件常用运动规律6.1.2从动件常用运动规律（一）．等速运动规律当主动件凸轮以ω等角速回转时，如果推程过程与回程过程中从动件的速度为一常数，则这种运动规律称为匀速运动规律。特点：1）存在刚性冲击：从动件在某瞬时速度突变，其加速度及惯性力在理论上均趋于无穷大。在推程开始位置，速度由零突变为v０，其加速度为∞；在回程终止位置，速度由v０突变为零，其加速度为-∞；在这两个位置，由加速度产生的惯性力在理论上也突变为无穷大，致使机构产生的“刚性冲击”实际上由于材料的弹性变形，加速度和惯性力不会达到无穷大。2）只适用于低速轻载的凸轮机构。（二）等加速等减速运动规律当主动件凸轮以ω等角速回转时，如果推程过程与回程过程中，前半段作等加速运动，后半段作等减速运动，且加速度的值为一常数，则这种运动规律称为等加速或等减速运动规律。特点：1）柔性冲击—从动件在某瞬时加速度发生有限值的突变所引起的冲击。2）适用于中、低速的凸轮机构。（三）．简谐运动规律质点在圆周上作匀速运动时，它在这个圆的直径上的投影所构成的运动称为简谐运动。只有当从动件作无停留区间的升一降一升连续往复运动时，才可以获得连续的的加速度曲线（图中虚线所示）而用于高速传动。如摆线运动规律（正弦加速度运动规律）。应该指出，除了上述几种常用的从动件运动规律外，还有要求从动件实现的函数关系，可根据仪器仪表中对凸轮具体工作要求，参考上述方法进行分析。图示为一对心移动尖顶从动件单圆弧盘形凸轮（偏心轮）机构，偏心