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若能掌握两种机构之间的关联，探寻平面连杆机构和凸轮机构的运动分析和设计方法统一方法，则可建立统一的数学模型。

本文基于解析法凸轮设计方法，将凸轮机构中凸轮、从动件之间的高副代换为两个低副及一虚拟构件，凸轮机构代换为平面连杆机构，代换前后机构瞬时运动特性相同，建立代换所得的平面连杆机构位移、速度、加速度矢量方程式，用圆向量函数分析方法，求得连杆机构各杆长及方向，进而建立凸轮廓线方程、求取曲率半径和压力角。该方法将凸轮机构设计问题统一为再现函数的平面连杆机构设计问题，理论更系统，更具有普遍意义。

1.3.2 从动件运动轨迹的拟合

针对实现特定轨迹的凸轮一连杆组合机构设计问题，为避免大量轨迹点的计算机输入，首先选取轨迹上有代表性的节点，采用曲线拟合法求出各节点的坐标，进而绘出光滑的轨迹曲线，求取从动件运动参数，最后对凸轮组合机构中的凸轮进行设计。

1.3.3 平面凸轮设计及运动仿真

在Windows操作系统下，运用MatLab接口函数、SolidWorks软件对平面凸轮设计和运动仿真，具体分析从动件的位移、类速度、类加速度，最后对凸轮——连杆组合机构进行设计和仿真分析。

第二章 平面凸轮机构中的凸轮设计

    本章基于解析法设计凸轮的原理，建立了新的平面凸轮设计理论模型:将平面凸轮机构代换为平面连杆机构，运用圆向量函数建立代换机构的位移、速度、加速度矢量方程式，求得凸轮实际廓线、曲率半径和压力角的表达式。

2.1 凸轮设计综述

2.1.1 凸轮类型

    常用凸轮有盘形凸轮、圆柱凸轮和移动凸轮三类。盘形凸轮用于滚子直动从动件盘形凸轮机构、滚子摆动盘形凸轮机构、平底直动从动件盘形凸轮机构、平底摆动从动件盘形凸轮机构。圆柱凸轮用于摆动推杆圆柱凸轮机构和直动推杆圆柱凸轮机构。移动凸轮是圆柱凸轮的展开。上述凸轮都依靠其外缘的轮廓曲线或凹槽线进行工作，凸轮机构能否按预期的运动规律良好工作，主要取决于凸轮廓线，设计凸轮廓线是凸轮机构设计的关键。

2.1.2 从动件运动规律

    凸轮机构中，从动件的运动规律与凸轮轮廓曲线存在着对应关系。要进行凸轮设计，首先需根据工作要求和使用场合，选择从动件运动规律。从动件远离凸轮回转中心的这一行程称推程，对应的凸轮转角称为运动角Φ;从动件靠近凸轮回转中心的这一行程称回程，对应的凸轮转角称为回程运动角必Φ';对应于从动件在离凸轮回转中心最远处停止不动时间凸轮的转角称为远休止角Φs;对应于从动件在离凸轮回转中心最近处停止不动时间凸轮的转角称为近休止角Φs';从动件的最大行程称为升程h。常用的从动件运动规律包括:

    等速运动规律:该运动规律的速度曲线不连续，从动件在运动起始和终止位置速度有突变，理论上加速度在此时变为无穷大，从动件产生无穷大的惯性力。实际上由于材料具有弹性，加速度和惯性力都不会无穷大，但仍会使机构产生刚性冲击。

    等加速等减速运动规律:其速度曲线连续，加速度在起始、中间、终止位置有突变，引起惯性力的突然变化，导致柔性冲击。

    简谐运动规律:速度曲线连续，加速度在起始、终止位置有突变，引起柔性冲击。

    摆线运动规律:速度加速度均连续变化，无冲击。

3—4—5次多项式运动规律:速度加速度均连续变化，无冲击。 (责任编辑：qin)