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第1章 绪论1

1.1 凸轮机构的基本结构、功能和分类1

1.1.1 凸轮机构的基本结构和功能1

1.1.2 凸轮机构的分类1

1.2 凸轮机构在工程中的应用6

1.3 凸轮机构的设计步骤和要求15

1.3.1 机构传动方案设计15

1.3.2 机构运动分配设计15

1.3.3 凸轮机构的选型和尺度设计16

1.4 凸轮机构设计的进展18

1.4.1 凸轮机构的计算机辅助设计18

1.4.2 凸轮机构的反求设计18

1.4.3 高速凸轮机构的动态设计和动态测试18

1.4.4 凸轮机构功能的延伸、变异和组合创新18

第2章 从动件的运动规律20

2.1 运动规律的参数名称和定义20

2.2 多项式类型运动规律22

2.2.1 等速运动规律——1次项运动规律22

2.2.2 等加速等减速运动规律——2次项运动规律23

2.2.3 等跃度运动规律——3次项运动规律26

2.2.4 5次项运动规律28

2.2.5 7次项运动规律29

2.2.6 多项式运动规律方程系数的简捷算法29

2.3 三角函数类型运动规律30

2.3.1 简谐运动规律30

2.3.2 双谐运动规律31

2.3.3 摆线运动规律32

2.4 典型的组合运动规律33

2.4.1 修正型等速运动规律33

2.4.2 修正型等加速等减速运动规律41

2.4.3 组合摆线运动规律47

2.5 回程期运动方程式的建立方法及其通式49

2.6 从动件运动规律特征值及其评价50

2.6.1 特征值确定50

2.6.2 从动件运动规律的性能评价和选用原则52

2.7 从动件运动规律计算举例53

第3章 平面凸轮机构基本尺寸设计64

3.1 平面凸轮机构基本尺寸及其压力角64

3.1.1 基本尺寸参数定义及代号64

3.1.2 平面凸轮机构的压力角及其许用值65

3.2 滚子（或尖底）直动从动件平面凸轮机构基本尺寸设计66

3.2.1 压力角计算66

3.2.2 作图法设计67

3.2.3 解析法设计69

3.3 平底直动从动件平面凸轮机构压力角75

3.4　滚子（或尖底）摆动从动件平面凸轮机构基本尺寸设计76

3.4.1　压力角计算76

3.4.2　作图法设计77

3.4.3　解析法设计83

3.5　平底摆动从动件平面凸轮机构压力角89

3.6　摆动从动件平面凸轮机构基本尺寸的动力性能优化90

3.6.1　滚子摆动从动件91

3.6.2　平底摆动从动件93

3.7　平面凸轮机构基本尺寸设计举例94

第4章　平面凸轮轮廓设计97

4.1　直动从动件平面凸轮机构的凸轮轮廓画法97

4.1.1　尖底直动从动件平面凸轮机构97

4.1.2　滚子直动从动件平面凸轮机构99

4.1.3　平底直动从动件平面凸轮机构100

4.2　摆动从动件平面凸轮机构的凸轮轮廓画法102

4.2.1　尖底摆动从动件平面凸轮机构102

4.2.2　滚子摆动从动件平面凸轮机构104

4.2.3　平底摆动从动件平面凸轮机构104

4.3　直动从动件平面凸轮机构的凸轮轮廓解析设计105

4.3.1　滚子（或尖底）直动从动件平面凸轮机构106

4.3.2　平底直动从动件平面凸轮机构107

4.4　摆动从动件平面凸轮机构的凸轮轮廓解析设计109

4.4.1　滚子（或尖底）摆动从动件平面凸轮机构109

4.4.2　平底摆动从动件平面凸轮机构111

4.5　用等步长极角表示的平面凸轮轮廓极坐标计算112

4.5.1　极坐标向径线性插值法113

4.5.2　凸轮转角线性插值逼近法114

4.6　几何锁合型平面凸轮轮廓设计115

4.6.1　沟槽式平面凸轮115

4.6.2　凸缘式平面凸轮117

4.6.3　等径平面凸轮120

4.6.4　等宽平面凸轮123

4.6.5　双外缘共轭凸轮127

4.7　平面凸轮轮廓曲率半径137

4.7.1　滚子直动从动件平面凸轮轮廓曲率半径计算137

4.7.2　平底直动从动件平面凸轮轮廓曲率半径计算138

4.7.3　滚子摆动从动件平面凸轮轮廓曲率半径计算139

4.7.4　平底摆动从动件平面凸轮轮廓曲率半径计算139

4.7.5　平面凸轮轮廓曲率半径的近似图解法140

4.8　圆弧凸轮轮廓设计140

4.8.1　滚子对心直动从动件142

4.8.2　平底直动从动件146

4.8.3　特殊形式的六圆弧凸轮150

4.9　平面凸轮轮廓设计举例150

第5章　空间凸轮轮廓设计176

5.1 滚子直动从动件圆柱凸轮轮廓设计176

5.1.1　基圆半径的确定176

5.1.2　展开轮廓曲线的画法178

5.1.3　展开轮廓曲线坐标的计算179

5.2　滚子摆动从动件圆柱凸轮轮廓设计179

5.2.1　基圆半径的确定180

5.2.2　展开轮廓曲线的画法182

5.2.3　展开轮廓曲线坐标的计算182

5.2.4　中心距的确定183

5.3　滚子直动从动件圆锥凸轮轮廓设计183

5.3.1　基圆半径的确定184

5.3.2　展开轮廓曲线的画法185

5.3.3　展开轮廓曲线坐标的计算185

5.4　滚子摆动从动件圆锥凸轮轮廓设计185

5.4.1　基圆半径的确定187

5.4.2　展开轮廓曲线的画法187

5.4.3　展开轮廓曲线坐标的计算188

5.5　共轭空间凸轮轮廓设计188

5.5.1　直动从动件共轭圆柱凸轮189

5.5.2　摆动从动件共轭圆柱凸轮190

5.5.3　直动从动件共轭圆锥凸轮193

5.5.4　摆动从动件共轭圆锥凸轮195

5.6　空间凸轮机构设计举例198

第6章　高速凸轮机构204

6.1 凸轮-从动件系统动态特性及其影响因素204

6.1.1 凸轮机构静态设计和动态设计204

6.1.2　凸轮-从动件系统动态运动偏差205

6.1.3 凸轮-从动件系统的振动207

6.2　凸轮-从动件系统动力学模型209

6.2.1　构件等效动力学模型210

6.2.2　凸轮-从动件系统刚度测定215

6.2.3　凸轮-从动件系统阻尼测定216

6.2.4　动力学模型建立217

6.3　高速凸轮机构动态分析219

6.3.1　工作端的运动方程式220

6.3.2　工作端的动态响应221

6.3.3　动态响应谐波分析方法230

6.4　高速凸轮机构设计240

6.4.1 不计系统阻尼时设计高速凸轮机构240

6.4.2　计及系统阻尼时设计高速凸轮机构243

6.4.3　锁合弹簧的刚度设计246

6.4.4　副凸轮轮廓的设计原则248

第7章　凸轮机构结构设计和零件工作图249

7.1　凸轮副材料249

7.1.1　常见的失效形式249

7.1.2　选用凸轮副材料的基本原则250

7.1.3　凸轮副常用材料251

7.1.4　延长凸轮副使用寿命的措施252

7.2　凸轮副接触强度校核253

7.2.1　柱面型接触元素253

7.2.2　球面型接触元素253

7.2.3　许用接触应力254

7.3　凸轮机构制造精度指标255

7.3.1　凸轮轮廓几何形状精度255

7.3.2　表面粗糙度256

7.3.3　凸轮基准孔精度256

7.3.4　相对位置精度256

7.4　从动件要素的典型结构258

7.4.1　导轨的典型结构258

7.4.2　支承的典型结构261

7.4.3　滚子及其与从动件本体的连接262

7.4.4　平底及其与从动件本体的连接262

7.5　凸轮与轴的连接结构264

7.6　凸轮零件工作图266

7.6.1　平面凸轮266

7.6.2　空间凸轮269

第8章　凸轮轮廓加工的控制数据及靠模凸轮设计270

8.1 凸轮轮廓切削加工方法简述270

8.1.1　划线加工270

8.1.2　万能铣床加工270

8.1.3　数控机床加工271

8.1.4　电火花机床加工271

8.1.5　仿形机床加工272

8.2　刀具中心轨迹计算273

8.2.1 加工平面凸轮时的刀具中心轨迹计算273

8.2.2　加工空间凸轮时的刀具中心轨迹计算274

8.3　实现刀具中心轨迹的控制数据276

8.3.1　加工平面凸轮276

8.3.2　加工空间凸轮282

8.4　靠模凸轮设计284

8.4.1　刀架运动式靠模凸轮设计286

8.4.2　刀架固定式靠模凸轮设计290

8.5　凸轮轮廓加工及靠模凸轮设计举例292

第9章　凸轮轮廓检测和反求299

9.1　检测凸轮轮廓的目的和方法299

9.2　凸轮轮廓加工误差分析301

9.3 凸轮复制加工时的刀具中心轨迹302

9.4　凸轮轮廓检测数据的双圆弧样条拟合304

9.5　平面凸轮机构从动件的运动规律反求304

9.5.1　滚子直动从动件305

9.5.2　平底直动从动件307

9.5.3　滚子摆动从动件308

9.5.4　平底摆动从动件310

9.6　空间凸轮机构的从动件运动规律反求312

9.6.1　圆柱凸轮机构312

9.6.2　圆锥凸轮机构316

9.7　原始凸轮轮廓误差的修正设计321

9.7.1　从动件运动规律有限差商计算322

9.7.2　凸轮轮廓曲线误差修正323

9.8　凸轮轮廓检测和反求举例326

第10章　凸轮机构的应用创新335

10.1　凸轮分度机构335

10.1.1　圆柱凸轮分度机构335

10.1.2　弧面凸轮分度机构347

10.2　凸轮式脉动无级变速器358

10.2.1 凸轮连杆式脉动无级变速器359

10.2.2　等宽凸轮式脉动无级变速机构360

10.2.3　凸轮行星齿轮组合式脉动无级变速机构361

10.2.4　凸轮摆块式脉动无级变速机构363

参考文献365