圖 !"$. 平底尺寸的確定 根據以上的討論，在進行凸輪輪廓曲線 設計之前，固相萃取儀需先選定凸輪基圓的半徑。而凸 輪基圓半徑的選擇，需考慮到實際的結構條 件、壓力角以及凸輪的工作輪廓曲線是否會 出現變尖和失真等因素。除此之外，當為直 動從動件時，應在結構許可的條件下，盡可 能取較大的導軌長度和較小的懸臂尺寸；當 為滾子從動件時，應恰當地選取滾子半徑； 當為平底從動件時，應正確地確定平底尺寸 等。當然，上述這些尺寸的確定，還必須考慮到強度和工藝等方面的要求。合理 選擇這些尺寸是保證凸輪機構具有良好的工作性能的重要因素。 !"! 力封閉凸輪機構的動態靜力分析 前面各節內容主要從凸輪機構運動參數（位移、速度、加速度等）的特征來討 論凸輪機構的設計，而凸輪機構的工作性能與其動力參數有密切關系，特別是高 速凸輪的設計中必須充分考慮動力學因素的影響。 !"!"# 作用在從動件上的力 圖 !"$/( 所示為滾子直動從動件盤形凸輪機構的受力示意圖，在忽略構件 之間摩擦力的前提下，作用在直動從動件上的力 !1 可分為從動件系統的重力 !2 、工作阻力 !3 、慣性力 !4 、為保持凸輪與從動件接觸所加的返位彈簧的彈簧 恢復力 !5 ，此外有凸輪對從動件的法向作用力 !& 以及機架對從動件約束反力 !6/ 和 !6# 。對于圖 !"$/7 所示擺動從動件，慣性力變成了慣性力矩 &4 % ’"，其 他力不變。圖 !"$/( 中，從動件系統的重力 !2 、工作阻力 !3 、慣性力 !4 、返位彈 簧的恢復力 !5 均作用在從動件的軸線上。 圖 !"$/( 中，以從動件為分離體，并忽略從動件桿件直徑的影響，且設 /-- 第!章 凸輪機構及其設計 圖 !"#$ 凸輪機構的動態靜力分析 !% & !’ ( !) ( !* ( !! 則寫出力的平衡方程 !!" & + !,$ ( !,- + !. /*0! & 1 !!# & + !% ( !.23/! & 1 !$% & !,$ （ & ( ’）+ !,- ’ & ü y t . . 1 （!"-!） 聯立求解上述平衡方程可有 !,$ & ’!. & /*0! （!"-4） !,- & ’!. & /*0! ( !. /*0! （!"-5） !.23/! & !% （!"-6） 由式（!"-4）、（!"-5）可知，為減少從動件支承處的反作用力，減少導軌處的 磨損，應盡量增大支承處的長度 & 和減小從動件的懸臂長度 ’。 !"!"# 凸輪機構的彈簧力 在一般情況下，慣性力 !* 和返位彈簧的恢復力 !/ 是從動件位移的函數，即 !* & + ("- .- ) .#- !/ & + *（ )1 ( ) } ） （!"-7） 式中 ( 為從動件系統的質量；* 為彈簧剛度；)1 為彈簧的預緊變形量；) 為從動 件的位移。 !"! 力封閉凸輪機構的動態靜力分析 $8! 當從動件與凸輪脫離接觸時，凸輪對從動件的作用力 !! 不再起作用，即 !! " #。為保證力封閉始終有效，其必要條件是 !$ " !% & !’ & !( & !) * # （+,-#） 將式（+,./）代入上式可得 " * 0 !% 0 !’ 0 #!. !. $ !". $# & $ （+,-1） 彈簧剛度的最小值也應大于式（+, -1）右邊的最大值，才能保證凸輪與從動 件的接觸，其臨界值為 "2(3 " 0 !% 0 !’ 0 #!. !. $ !". $# & éêê. ùúú $ . 245 （+,-.） 圖 +,-.