计算心直动凸轮机构压力角的优化方法

凸轮机构的压力角，是指在不考虑摩擦力的情况下，凸轮对从动件作用力的方向与从动件上力作用点的速度方向之间所夹的锐角，用α表示，如图11-1所示。压力角的大小，反映了机构传力性能的好坏，是机构设计的重要参数。由于凸轮机构在工作过程中，从动件与凸轮轮廓的接触点是变化的，各接触点处的公法线方向不同，使得凸轮对从动件的作用力的方向也不同。因此，凸轮轮廓上各点处的压力角是不同的。为使凸轮机构工作可靠，受力情况良好，必须对压力角加以限制。在设计凸轮机构时，应使最大压力角α_max不超过许用值[α]。用图解法或解析法设计出凸轮轮廓后，为了确保运动和传力性能，通常需对推程的轮廓各处压力角进行校核，检验其最大压力角是否在许用范围内。

凸轮机构受力分析如图11-2所示。从凸轮机构的速度三角形可知，。当运动规律确定后，式中的v₂、s、ω均为定值，基圆半径r_b越小，压力角α越大。基圆半径过小，会使压力角超过许用值，从而使机构传力性能变差，甚至发生自锁。

综上所述，从改善凸轮机构的受力情况，提高效率，避免自锁的观点来看，压力角越小越好。但是从机构结构紧凑方面考虑，压力角较大为好。为了协调上述两个方面的矛盾，设计基时圆通半径常要。求凸轮轮廓上的最大压力角α_max在不超过许用值[a]的条件下，尽量采用较小的

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图11-1 凸轮机构的压力角

图11-2 凸轮机构受力分析