2-3影响凸轮机构工作的参数
凸轮机构的设计和计算详解
凸轮机构的设计和计算详解1. 引言凸轮机构是一种常见的机械传动装置，通过凸轮的运动来实现对其他部件的控制和驱动。
凸轮机构广泛应用于发动机、机械加工、自动化设备等领域。
在本文中，我们将详细介绍凸轮机构的设计和计算方法。
2. 凸轮机构的基本原理凸轮机构由凸轮、从动件和控制件组成。
凸轮通过旋转或移动的方式，驱动从动件进行线性或旋转运动。
不同凸轮形状和运动方式将实现不同的功能。
3. 凸轮的设计要点凸轮的设计涉及凸轮形状、凸轮面积、凸轮运动规律等方面。
在进行凸轮设计时，需要考虑以下要点：•运动要求：根据从动件需要的运动类型（线性或旋转）、速度和加速度要求，确定凸轮的形状和运动规律。
•动态负载：凸轮在运动过程中所承受的动态负载应被考虑在内，以确保凸轮的强度和耐久性。
•材料选择：根据凸轮的工作条件和负载要求，选择适当的材料来制造凸轮，以保证其可靠性和寿命。
4. 凸轮机构的计算方法4.1 凸轮剖面的计算凸轮剖面的计算是凸轮机构设计中的重要一环。
根据凸轮的运动规律和从动件的运动要求，可以进行凸轮剖面的计算。
常用的凸轮剖面计算方法有：•凸轮剖面生成法：根据从动件的运动要求，通过几何构造和插值计算，生成凸轮剖面。
•凸轮运动分析法：通过分析凸轮的运动规律和从动件的运动要求，推导出凸轮剖面的数学表达式。
4.2 凸轮机构的运动学分析凸轮机构的运动学分析是确定凸轮机构各部件的运动规律和参数的过程。
通过运动学分析，可以计算凸轮机构的几何关系、速度和加速度等。
常用的凸轮机构运动学分析方法有：•图形法：通过绘制凸轮机构的运动示意图和运动曲线，分析凸轮机构的运动规律。
•解析法：通过建立凸轮机构的运动学方程，推导出各部件的运动参数，并进行计算。
4.3 凸轮机构的强度计算凸轮机构的强度计算是为了确定凸轮所承受的载荷是否安全，并选择适当的材料和结构来满足设计要求。
在强度计算中，需要考虑凸轮的静载荷、动载荷和疲劳载荷等。
常用的凸轮机构强度计算方法有：•静态强度计算：通过分析凸轮在静态载荷下的应力和变形情况，确定凸轮的强度和刚度。
机械设计基础 第2版-部分习题答案
《机械设计基础》部分习题答案第一章1-1.各种机器尽管有着不同的形式、构造和用途，然而都具有下列三个共同特征：①机器是人为的多种实体的组合；②各部分之间具有确定的相对运动；③能完成有效的机械功或变换机械能。
机器是由一个或几个机构组成的，机构仅具有机器的前两个特征，它被用来传递运动或变换运动形式。
若单纯从结构和运动的观点看，机器和机构并无区别，因此，通常把机器和机构统称为机械。
1-2. 都是机器。
1-3.①杀车机构；有手柄、软轴、刹车片等。
②驱动机构；有脚踏板、链条、链轮后轴，前轴等。
第二章2-2.问题一：绘制机构运动简图的目的是便于机构设计和分析。
问题二：(1)分析机构的运动原理和结构情况，确定其原动件、机架、执行部分和传动部分。
(2)沿着运动传递路线，逐一分析每个构件间相对运动的性质，以确定运动副的类型和数目。
(3)选择视图平面，通常可选择机械中多数构件的运动平面为视图平面，必要时也可选择两个或两个以上的视图平面，然后将其画到同一图面上。
(4)选择适当的比例尺，定出各运动副的相对位置，并用各运动副的代表符号、常用机构的运动简图符号和简单的线条来绘制机构运动简图。
(5)从原动件开始，按传动顺序标出各构件的编号和运动副的代号。
在原动件上标出箭头以表示其运动方向。
问题三：机构具有确定运动的条件是：F＞0,机构原动件的数目等于机构自由度的数目。
2-3.答：铰链四杆机构有三种类型：它们是曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
铰链四杆机构具有曲柄的条件是：（1）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和；（2）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。
根据曲柄存在条件还可得到如下推论：1）当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，则不论取何杆为机架，都只能得到双摇杆机构。
2）若四杆机构中最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆之和，当最短杆的邻边是机架时，机构成为曲柄摇杆机构；当最短杆本身为机架时成为双曲柄机构；当最短杆是连杆时成为双摇杆机构。
凸轮机构设计知识点
凸轮机构设计知识点凸轮机构是一种应用广泛的机械传动装置，它利用凸轮的凸起部分与随动件的运动接触，以实现特定的运动规律和功能。
在工程设计中，合理地设计凸轮机构能够优化运动性能、提高效率和可靠性。
本文将针对凸轮机构的设计知识点进行详细介绍。
一、凸轮曲线的设计凸轮机构的性能主要取决于凸轮曲线的设计，凸轮曲线的形状和参数会直接影响机构的运动规律和输出功率。
在凸轮曲线的设计中，需要考虑以下几个关键因素：1. 运动规律：根据机构的要求，确定凸轮曲线的运动规律，如简谐运动、匀加速运动等。
运动规律的选择应该符合机构的实际需求。
2. 接触应力：凸轮曲线的设计应尽量避免产生过大的接触应力，以确保传动的平稳和可靠。
需要注意的是，在高速运动和重载工况下，接触应力可能会变得更为重要。
3. 凸轮曲线的曲率半径：凸轮曲线的曲率半径对机构的运动特性有重要影响。
通常情况下，较小的曲率半径会导致更大的凸轮尺寸和更小的接触应力，但也会增加摩擦和磨损。
4. 凸轮曲线的周期：凸轮曲线的周期直接影响机构的输出频率和运动频率。
在设计中需要确定凸轮曲线的周期和相位，以满足机构工作的要求。
二、凸轮机构的配合设计凸轮机构的配合设计是指凸轮和随动件之间的配合关系，凸轮的凸起部分通常与随动件的凹槽或滚道进行配合。
在凸轮机构的配合设计中，需要考虑以下几个关键因素：1. 清凸：清凸是指在凸轮的凸起部分与随动件的配合过程中，凸轮顶部和凹槽底部的间隙。
合理的清凸设计可以保证运动的平滑和噪音的降低。
2. 凸轮与随动件的配合形式：凸轮机构的配合形式主要有滚动配合和滑动配合两种形式。
滚动配合适用于高速和高精度要求的机构，而滑动配合适用于低速和较宽容差的机构。
3. 润滑和磨损：凸轮机构在运动中会产生摩擦和磨损，因此需要进行良好的润滑设计，以减少摩擦和延长机构的使用寿命。
三、凸轮机构的动力分析凸轮机构的动力分析是指对凸轮机构进行力学和动力学的数学建模与分析，以预测和评估机构在不同工况下的运动性能和受力情况。
机械原理第三章 凸轮机构及其设计
第三章凸轮机构及其设计§3-1 概述1 凸轮机构的基本组成及应用特点组成：凸轮、从动件、机架运动特征：主动件（凸轮）作匀角速回转，或作匀速直线运动，从动件能实现各种复杂的预期运动规律。
尖底直动从动件盘形凸轮机构、尖底摆动从动件盘形凸轮机构滚子直动从动件盘形凸轮机构、滚子摆动从动件盘形凸轮机构圆柱凸轮机构、移动凸轮机构、平底直动从动件盘形凸轮机构端面圆柱凸轮机构、内燃机配气凸轮机构优点：（1）从动件易于实现各种复杂的预期运动规律。
（2）结构简单、紧凑。
（3）便于设计。
缺点：（1）高副机构，点或线接触，压强大、易磨损，传力小。
（2）加工制造比低副机构困难。
应用：主要用于自动机械、自动控制中（如轻纺、印刷机械）。
2 凸轮机构的分类1．按凸轮形状分：盘型、移动、圆柱2．按从动件运动副元素分：尖底、滚子、平底、球面（P197）3．按从动件运动形式分：直动、摆动4．按从动件与凸轮维持接触的形式分：力封闭、形封闭3 凸轮机构的工作循环与运动学设计参数§3-2凸轮机构基本运动参数设计一．有关名词行程－从动件最大位移h。
推程－S↑的过程。
回程－S↓的过程。
推程运动角－从动件上升h，对应凸轮转过的角度。
远休止角－从动件停留在最远位置，对应凸轮转过的角度。
回程运动角－从动件下降h，对应凸轮转过的角度。
近休止角－从动件停留在低远位置，对应凸轮转过的角度。
一个运动循环凸轮：转过2π，从动件：升→停→降→停基圆－以理论廓线最小向径r0作的圆。
尖底从动件：理论廓线即是实际廓线。
滚子从动件：以理论廓线上任意点为圆心，作一系列滚子圆，其内包络线为实际廓线。
从动件位移线图——从动件位移S与凸轮转角 （或时间t）之间的对应关系曲线。
从动件速度线图——位移对时间的一次导数加速度线图——位移对时间的二次导数 统称从动件运动线图 度量基准（在理论廓线上）1）从动件位移S ：推程、回程均从最低位置度量。
2）凸轮转角δ：从行程开始对应的向径度量（以O 为圆心，O 至行程起始点为半径作弧与导路中心线相交得P 点，∠POX=δ）。
最新机械设计基础教案——第5章 凸轮机构
第5章凸轮机构（一）教学要求1．了解凸轮机构的工作原理2．掌握常用从动件运动规律及特性3．掌握盘形凸轮轮廓的设计4．了解凸轮机构的尺寸的确定（二）教学的重点与难点1．凸轮的工作原理2．用反转法设计凸轮轮廓3．凸轮的尺寸对其机构的影响（三）教学内容5.1概述5.1.1 概念1．凸轮机构的组成：凸轮是由从动件、机架、凸轮三部分组成的高幅机构。
2．凸轮：是一种具有曲线轮廓或凹糟的构件，它通过与从动什的高副接触，在运动时可以使从动件获得连续或不连续的任意预期运动。
3．特点：结构相当简单，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任何预期的运动规律。
但另一方面，由于凸轮机构是高副机构，易于磨损，因此只适用于传递动力不大的场合。
4．凸轮机构的应用例：内燃机配气机构（如下图所示）靠模车削机构（如下图所示）自动送料机构（如下图所示）分度转位机构（如下图所示）5.1.2 凸轮机构的分类1、按照凸轮的形状分为：(1)盘形凸轮凸轮中最基本的形式。
凸轮是绕固定铂转动且向径变化的盘形零件，凸轮与从动件互作平面运动，是平面凸轮机构。
(2)移动凸轮可看作是回转半径无限大的盘形凸轮，凸轮作往复移动，是平面凸轮机构。
(3)圆柱凸轮可看作是移动凸轮绕在圆柱体上演化而成的，从动件与凸轮之间的相对运动为空间运动，是一种空间凸轮机构。
(4)曲面凸轮当圆柱表面用圆弧面代替时，就演化成曲面凸轮，它也是一空间凸轮机构。
2、按锁合方式的不同凸轮可分为：(1)力锁合凸轮，如靠重力、弹簧力锁合的凸轮等；(2)几何锁合凸轮，如沟槽凸轮、等径及等宽凸轮、共轭凸轮等。
3、按从动件型式分为：(1)尖顶从动件(2)滚子从动件(3)平底从动件根据从动件运动型式不同分为直动从动件和摆动从动件。
5.1.3 凸轮和滚子的材料凸轮机构的主要失效形式：磨损和疲劳点蚀要求凸轮和滚子的工作表面硬度高、耐磨并且有足够的表面接触强度。
对于经常受到冲击的凸轮机构还要求凸轮芯部有较强的韧性。
机械设计基础 第2版-部分习题答案
《机械设计基础》部分习题答案第一章1-1.各种机器尽管有着不同的形式、构造和用途，然而都具有下列三个共同特征：①机器是人为的多种实体的组合；②各部分之间具有确定的相对运动；③能完成有效的机械功或变换机械能。
机器是由一个或几个机构组成的，机构仅具有机器的前两个特征，它被用来传递运动或变换运动形式。
若单纯从结构和运动的观点看，机器和机构并无区别，因此，通常把机器和机构统称为机械。
1-2. 都是机器。
1-3.①杀车机构；有手柄、软轴、刹车片等。
②驱动机构；有脚踏板、链条、链轮后轴，前轴等。
第二章2-2.问题一：绘制机构运动简图的目的是便于机构设计和分析。
问题二：(1)分析机构的运动原理和结构情况，确定其原动件、机架、执行部分和传动部分。
(2)沿着运动传递路线，逐一分析每个构件间相对运动的性质，以确定运动副的类型和数目。
(3)选择视图平面，通常可选择机械中多数构件的运动平面为视图平面，必要时也可选择两个或两个以上的视图平面，然后将其画到同一图面上。
(4)选择适当的比例尺，定出各运动副的相对位置，并用各运动副的代表符号、常用机构的运动简图符号和简单的线条来绘制机构运动简图。
(5)从原动件开始，按传动顺序标出各构件的编号和运动副的代号。
在原动件上标出箭头以表示其运动方向。
问题三：机构具有确定运动的条件是：F＞0,机构原动件的数目等于机构自由度的数目。
2-3.答：铰链四杆机构有三种类型：它们是曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
铰链四杆机构具有曲柄的条件是：（1）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和；（2）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。
根据曲柄存在条件还可得到如下推论：1）当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，则不论取何杆为机架，都只能得到双摇杆机构。
2）若四杆机构中最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆之和，当最短杆的邻边是机架时，机构成为曲柄摇杆机构；当最短杆本身为机架时成为双曲柄机构；当最短杆是连杆时成为双摇杆机构。
偏心轮凸轮机构的参数_解释说明
偏心轮凸轮机构的参数解释说明1. 引言1.1 概述偏心轮凸轮机构是一种常见且重要的传动装置，广泛应用于各个工程领域。
它通过凸轮与从动件的间接接触，将旋转运动转化为直线或角度运动，实现了复杂的工作要求。
1.2 文章结构本文主要围绕偏心轮凸轮机构的参数展开，通过解释和说明不同参数的定义、影响因素以及函数关系与图示来帮助读者更好地理解这些参数。
文章分为以下部分：1. 引言：对整篇文章进行概述和简介。
2. 偏心轮凸轮机构的参数解释说明：详细介绍各个参数，并阐述其定义、影响因素以及函数关系与图示。
3. 参数一: xxx：对第一个参数进行解释说明，包括定义、影响因素以及函数关系与图示。
4. 参数二: xxx：对第二个参数进行解释说明，包括定义、影响因素以及函数关系与图示。
5. 参数三: xxx：对第三个参数进行解释说明，包括定义、影响因素以及函数关系与图示。
6. 结论：总结全文内容，并提供相关的结论和建议。
1.3 目的本文旨在为读者提供关于偏心轮凸轮机构参数的详细解释说明，帮助读者对不同参数有更深入的理解。
通过阐述其定义、影响因素以及函数关系与图示，读者可以更好地掌握这些参数在设计和应用中的作用与意义。
希望本文能够成为相关领域研究人员和工程技术人员的参考资料，促进相关领域的发展和应用创新。
2. 偏心轮凸轮机构的参数解释说明偏心轮凸轮机构是一种常用于机械传动中的重要装置，它通过偏心轮和凸轮的相互作用来实现运动转换。
在设计和分析偏心轮凸轮机构时，有一些关键参数需要进行解释和说明。
2.1 参数一: 偏距（eccentricity）偏距是指偏心轮与主动元件（比如发动机曲柄）之间的中心距离。
它决定了产生的运动曲线类型和相对位置变化情况。
较大的偏距可以使得输出运动变化更加明显，而较小的偏距则会导致输出运动变化趋于平缓。
2.2 参数二: 步长（lift）步长是指凸轮上垂直于凸起位置处与基圆径向的距离。
它描述了凹槽与滑块或者拨叉之间的最大位移差值。
凸轮机构教学课件
2 凸轮机构的基本构造和工作原理
阐述凸轮机构的组成和运行原理
3 凸轮机构的动力学分析方法
介绍分析凸轮机构运动特性和性能的方法
构造
凸轮的形状与参数
讨论不同形状和参数对凸轮机 构的影响
凸轮的制造工艺
介绍凸轮的 部分
分类
1
平面凸轮机构
解释平面凸轮机构的原理和应用
2
空间凸轮机构
介绍空间凸轮机构的特点和应用场景
3
伺服凸轮机构
详细阐述伺服凸轮机构的运动控制原理
应用
各种机械传动机构的凸轮 机构应用
说明凸轮机构在汽车引擎等机械 传动中的广泛应用
凸轮机构在机器人上的应用 凸轮机构的其他应用
展示凸轮机构在机器人运动控制 中的重要作用
凸轮机构教学课件PPT
欢迎观看凸轮机构教学课件PPT！在本课件中，我们将深入探讨凸轮机构的原 理、构造、分类和应用，并展望未来的发展趋势。
简介
什么是凸轮机构
解释凸轮机构的定义和作用
凸轮机构的分类
介绍不同类型的凸轮机构及其特点
凸轮机构的应用范围
介绍凸轮机构在各个领域的广泛应用
原理
1 凸轮定律的原理
介绍凸轮机构在工业生产和自动 化系统中的其他应用
总结
凸轮机构的优点和缺点
总结凸轮机构的优势和局限性
未来凸轮机构的应用前景
探讨凸轮机构在新兴领域的应用前景
凸轮机构的发展趋势
展望凸轮机构在未来的技术发展方向
凸轮机构教学课件PPT大纲完整！
感谢观看本课件，希望您对凸轮机构有更深入的了解。
机械设计-凸轮机构的运动规律分析
s
h
2h p
A
0
5v
1 6
2 7
3 8
a
φ
4φ
φ
φ
φ
φ
小结
1.运动过程分析
运动循环和运动参数
2.从动件的运动规 律
运动规律 等速运动规律 等加速等减速运动 余弦加速度运动规律 正弦加速度运动规律
运动特性
有刚性冲击
柔性冲击 柔性冲击 无冲击
适用场合
低速、轻载
中速、 轻载 中速、中载
✓ 等加速等减速运动规律（线运动规律（正弦加速度运动律）
1.等速运动规律
定义 从动件在推程或回程作等速运动。
启动瞬间: 速度由0→v0，a 由0→∞ 终止瞬间: 速度由v0→0，a 由0→－∞
冲击特性：始点、末点刚性冲击(F=ma) 适用场合：低速轻载
s h
O
v
O
a
∞
O
v0
φ φ
φ φ
φ φ
－∞
2.等加速等减速运动规律 定义 从动件在推程或回程的前半行程作等加速 运动，后半行程作等减速运动。
运动线图 从动件位移方程
抛物线
动力特性 加速度在运动的起始、中间和终止 位置有突变。
存在柔性冲击 (F=ma)
适用场合 中速轻载。
A
B
3.简谐（余弦加速度）运动规律
近休止：从动件在初始位置静止不动。 近休止角 ：凸轮转过角度 Φs´ 凸轮与从动件的关系： 从动件的运动规律取决于凸轮的轮廓曲
二、从动件的运动规律
从动件的运动规律：从动件的位移（s）、速度（v）和加速 度（a）随时间（t）或凸轮转角（φ）的变 化规律。
机械设计基础习题1
习 题2-1 试画出题2-1图中各平面机构的运动简图，并计算其自由度。
a)b)c)d)2-2 题2-2图所示为一简易冲床的初拟设计方案。
设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。
2-3 试计算题2-3图所示凸轮—连杆组合机构的自由度。
并指出图中的复合铰、局部自由度和虚约束。
2431234153421BA432143512b)a)A EMDFELKJIFBCCDBA题2-2图题2-1图2-4 试计算题2-4图所示齿轮—连杆组合机构的自由度。
并指出图中的复合铰、局部自由度和虚约束。
2-5 计算题2-5图所示各机构的自由度。
并指出图中的复合铰、局部自由度和虚约束。
题2-5图（a ） 题2-5图（b ）CB D CDB A A(b) (a)题2-5图（c ） 题2-5图（d ）题2-5图（e ） 题2-5图（f ） 题2-4图2-6 计算题2-6图所示机构的自由度，其中图（a）为液压挖掘机构，图（b）为差动轮系。
（a) （b)2-7 题2-7图所示，箭头所示构件为原动件，试判断该机构是否有确定相对运动。
ACEDFACBEF（a) （b)题2-7图题2-6图习 题3-1 简答题1）平面四杆机构的基本型式是什么？它的演化方法有哪几种？ 2）机构运动分析包括哪些内容？ 3）什么叫三心定理？3-2 举出至少3个基本型式的平面四杆机构应用实例，并画出机构运动简图。
3-3题3-3图所示铰链四杆机构中，已知 BC=100mm ， CD=70mm ， AD=60mm ，AD 为机架。
试问：（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB 为曲柄，求AB 的最大值； （2）若此机构为双曲柄机构，求AB 最小值； （3）若此机构为双摇杆机构，求AB 的取值范围。
3-4 题3-4图所示四杆机构简图中，各杆长度为a =30 mm ，b =60 mm ，c =75 mm ，d =80 mm ，试求机构的最大传动角和最小传动角、最大压力角和最小压力角、行程速比系数。
凸轮机构的设计和计算
凸轮机构的设计和计算凸轮机构是一种常见的运动机构，由凸轮和从动件组成，通过凸轮的形状和运动来驱动从动件进行指定的运动。
凸轮机构广泛应用于各种机械设备和工业生产中，如发动机、机械传动系统、自动化生产线等。
本文将介绍凸轮机构的设计和计算方法，具体内容如下：一、凸轮机构的设计：1.确定从动件的运动要求：根据机械装置的功能和要求，确定从动件的运动方式，如直线运动、往复运动、旋转运动等。
2.选择凸轮的类型：根据从动件的运动要求和机械结构的特点，选择合适的凸轮类型，如往复凸轮、圆柱凸轮等。
3.设计凸轮曲线：根据从动件的运动要求和凸轮的类型，设计凸轮曲线，使得从动件的运动符合需求。
4.确定凸轮轴的位置和方向：根据凸轮曲线和从动件的位置关系，确定凸轮轴所在的位置和方向。
5.合理布局机构：根据机械装置的空间限制和结构特点，合理布局凸轮机构的各个组成部分。
二、凸轮机构的计算：1.凸轮曲线参数计算：根据从动件的运动要求和机械结构的特点，计算凸轮曲线的参数，如内凸高度、内凸角度、外凸高度、外凸角度等。
2.凸轮轴的定位计算：根据凸轮曲线和从动件的位置关系，计算凸轮轴所在的位置和方向，以确保从动件能够完整地运动。
3.从动件的运动轨迹计算：根据凸轮曲线和凸轮轴的位置，计算从动件在运动轨迹上的坐标点，以确保从动件的运动符合需求。
4.从动件的运动速度和加速度计算：根据从动件的运动轨迹和凸轮轴的角速度、角加速度，计算从动件的运动速度和加速度，以确保运动过程的稳定性和安全性。
三、凸轮机构的优化：1.优化凸轮曲线形状：通过调整凸轮曲线的形状，使得从动件的运动更加平稳、稳定和高效。
2.优化凸轮轴的位置和方向：通过调整凸轮轴的位置和方向，使得整个凸轮机构的布局更加紧凑、简洁，并且符合实际使用要求。
3.优化从动件的设计：通过改进从动件的结构和材料，减小惯性负载和摩擦损失，提高机械装置的性能和使用寿命。
4.优化机构的传动方式：通过改变凸轮机构的传动方式，如采用齿轮传动或者链条传动，来提高传动效率和可靠性。
凸轮的工作参数
作出D、E、G点压力角
作出凸轮顺时针转动45°时的压力角
压力角（α）
练一练
作出件1从图示位置转过45°时，凸轮机构的 压力角（11年高考）
凸轮机构工作参数
压力角（α）
测 试
廓线位置E与件4接触时，凸轮机构的压力角αE为多 少？（12年高考） 凸轮机构工作参数
轮3与件4及机架构成对心凸轮机构，其中轮3的 廓线BNC、DEF分别是圆心为A，半径为120 mm、 150 mm的两段圆弧；件4上的滚子半径为5mm；
4
压力角（α）
3 1 2
B G A
5
30° 90°
H
测 试
o
N C
6
F K K1 K2
E D
7
M
8
凸轮机构工作参数
凸轮3是半径为45mm、几何中心为O3的圆盘，其转动中 心O2与齿轮2同轴，O2O3=15mm，滚子半径为5mm；图示 位置从动件4的压力角α 为多少？（13年高考）
压力角（α）
测 试
凸轮机构工作参数
有效分力F1=F cosα
有害分力F2=F sinα
压力角（α）
α↑
cosα↓
有效分力F1↓
有害分力F2↑
会产生自锁
α↑
r0 ↓
机构尺寸紧凑，易失真
α↓
r0 ↑
受力好，尺寸大，不平衡，容易振动
压力角范围
凸轮机构工作参数
移动式： α≦30°（推程） α≦80°（回程） 摆动式： α≦45°（推程） α≦80°（回程） 压力角（α）
凸轮机构的工作参数
高 考 大 纲
理解凸轮机构的有关参数以及它们对工作的影响。
近三年分值
11年 8分
凸轮机构设计与动力学分析
凸轮机构设计与动力学分析凸轮机构是一种重要的机械传动系统，用于将旋转运动转换成直线运动。
它是许多机械设备和工业生产线的核心部件之一，广泛应用于汽车、机器人、纺织、食品加工等领域。
本文旨在介绍凸轮机构的设计原理和动力学分析方法，为读者提供一些有关凸轮机构的基本知识和实用技巧。
一、凸轮机构的工作原理凸轮机构是由凸轮轴、凸轮和摆杆等部件组成的，其中凸轮是一个形状奇特的零件，通常由一圆柱形或锥形轴与一个凸起相连接而成。
凸轮轴和摆杆的运动轨迹是由凸轮轴的几何形状和参数决定的。
当凸轮轴旋转时，凸轮与摆杆发生相对运动，从而使摆动杆产生直线运动或允许摆动杆在取向不变的情况下旋转。
杆件的运动轨迹可以显式地表示为位置、速度和加速度方程式，这为凸轮机构的性能分析和优化提供了扎实的理论基础。
二、凸轮机构的设计方法在设计凸轮机构时，我们需要考虑以下几个因素：1. 运动要求：根据设备的需求，确定凸轮机构所需的运动类型和要求。
2. 摆杆结构：选择摆杆的长度、截面和形状，以及凸轮轴和摆动杆的垂直距离。
3. 凸轮形状：根据摆杆的运动要求和限制，选择最合适的凸轮形状。
4. 传动方式：根据凸轮机构的运动类型和要求，选择最合适的传动方式，如凸轮与摆动杆的直接接触或传动链条。
在实际设计中，我们可以采用以下方法来优化凸轮机构的性能：1. 确定凸轮形状：根据运动要求和制造成本，选择最合适的凸轮形状。
通常情况下，我们可以使用标准凸轮形状，如圆形、椭圆形和抛物线形等。
2. 调整凸轮轴位置：根据凸轮轴的位置和方向，调整凸轮的运动轨迹，以满足摆动杆的运动要求和限制。
3. 优化摆杆参数：根据摆动杆的长度、截面和形状，优化摆动杆的质量和稳定性，最大限度地提高运动精度和工作效率。
三、凸轮机构的动力学分析凸轮机构的动力学分析是评价凸轮机构运动性能的重要方法，可以预测和控制凸轮机构的位置、速度、加速度和力学性能等方面的变化。
常用的动力学分析方法包括：1. 几何法：利用几何原理和运动学方程，计算凸轮机构的位置、速度和加速度等参数。
常用机构合集(含答案)汇编
常用机构部分习题总集一．填空题1.机械是与、的总称。
2、一部完整的机器一般由、、、四个部分组成。
3、按两连架杆是曲柄还是摇杆的不同，可以将铰链四杆机构分为、、三种类型。
4、凸轮机构由、、三个基本构件组成。
6. 凸轮是一个具有轮廓或凹槽的构件，一般为。
7.若绞链四杆机构中大则不论以哪一杆为机架，均为双摇杆8、在运动副中，凸轮与从动件的接触属于＿＿＿＿＿＿＿＿＿副。
9.１转动导杆与摆动导杆在构件的运动方面的区别是：转动导杆的导村作＿＿＿其几何尺寸上的区别是摆动导杆的导杆长＿＿＿＿＿。
10.凸轮机构的从动件采用等速运动规律时会在＿＿＿＿处产生＿＿＿冲击。
11.在间歇运动机构中能将主动件的连续转动变成从动件的间歇转动的是＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
12.等速运动凸轮机构在工作过程中会产生＿＿＿＿＿冲击，而等加速等减速运动凸轮机构则会产生＿＿＿＿冲击。
13.取曲柄摇杆机构的摇杆为主动件，当摇杆处于两＿＿＿＿＿＿＿位置时，＿＿＿＿＿不会转动，常称机构的这种位置为死点位置。
14.单圆销外啮槽轮机构，它是由曲柄＿＿＿、＿＿＿＿＿以及机架等组成。
15.从动件作等速运动的凸轮机构在工作时会发生＿＿＿＿＿冲击。
16.在曲柄摇杆机构中，以＿＿＿作为主动件，在运动处于极限位置时，机构存在死点位置。
17.作等速运动规律的凸轮机构在升程时，从动件的位移曲线是一条＿＿＿线，当从动件从上升转为下降时，将产生称为＿＿＿冲击的突然冲击。
18.有一双圆销槽轮机构，其槽轮有利于条槽。
当主动件拨盘转一圈时，槽轮转过＿＿＿度，完成＿＿＿次动作19. 平面连杆机构的急回运动特性可用以缩短_ __ __，从而提高工作效率。
20. 凸轮与从动件接触处的运动副属于_______。
21. 从动杆与凸轮轮廓的接触形式有_______、_______和平底三种。
22.槽轮机构能把主动件的＿＿＿转动转换为从动件周期性的＿＿＿运动。
23.平面连杆机构由一些刚性构件用副和副相互联接而成。
凸轮机构压力角
凸轮机构压力角凸轮机构是机械传动中常用的一种机构，其压力角是决定凸轮机构传动性能的重要参数。
本文对凸轮机构压力角的概念和计算方法进行了介绍，并分析了凸轮机构压力角对传动性能的影响。
关键词：凸轮机构；压力角；传动性能一、引言凸轮机构是一种常用的机械传动机构，广泛应用于各种机械设备中。
其主要作用是将旋转运动转化为直线运动或者其他形式的运动，实现机械部件的运动控制。
在凸轮机构中，凸轮是核心部件，其形状和尺寸的设计直接影响凸轮机构的传动性能。
其中，压力角是决定凸轮机构传动性能的重要参数。
二、凸轮机构压力角的概念在凸轮机构中，凸轮与从动件之间的接触面形成了一个切线，切线与从动件的运动方向之间的夹角称为压力角。
如图1所示，凸轮的轮廓曲线为C，从动件的运动方向为V，接触点为P，切线为T，压力角为α。
图1 凸轮机构压力角示意图三、凸轮机构压力角的计算方法凸轮机构压力角的计算方法有多种，常用的有以下几种。
1. 几何法几何法是一种初步的计算方法，其基本思想是利用几何关系计算压力角。
具体来说，可以通过凸轮的轮廓曲线和从动件的运动方向，确定接触点的位置，并计算出切线和从动件运动方向之间的夹角。
几何法计算简单，但精度较低，一般只适用于凸轮轮廓曲线为圆弧的情况。
2. 分析法分析法是一种较为精确的计算方法，其基本思想是利用凸轮的轮廓曲线和从动件的运动方程，求解接触点的位置，并计算出切线和从动件运动方向之间的夹角。
分析法计算精度高，但计算过程较为繁琐。
3. 计算机模拟法计算机模拟法是一种基于计算机软件的计算方法，其基本思想是利用计算机模拟凸轮机构的运动过程，求解接触点的位置和压力角。
计算机模拟法计算精度高，但需要计算机软件的支持。
四、凸轮机构压力角对传动性能的影响凸轮机构压力角对传动性能的影响主要表现在以下几个方面。
1. 载荷分布在凸轮机构中，压力角越小，接触点的载荷越集中，可能导致从动件的磨损和损坏。
因此，在设计凸轮机构时，需要考虑压力角的大小，合理安排载荷分布，以保证从动件的运动平稳和寿命。
凸轮机构的主要参数
凸轮机构的主要参数凸轮机构是一种常用于机械传动中的重要元件，其主要功能是将旋转运动转化为直线运动或者改变运动方向。
凸轮机构的主要参数包括凸轮轮廓、凸轮半径、凸轮角度、凸轮高度、凸轮角速度等，这些参数的设计和选择直接影响着凸轮机构的性能和使用效果。
一、凸轮轮廓凸轮轮廓是指凸轮表面的形状，它决定了凸轮机构的运动规律和运动形式。
凸轮轮廓通常分为圆弧形、椭圆形、抛物线形、曲线形等多种形式，不同的轮廓形式适用于不同的机械传动需求。
例如，圆弧形凸轮轮廓适用于直线运动，抛物线形凸轮轮廓适用于变速机构，曲线形凸轮轮廓适用于具有复杂运动规律的机械传动。
二、凸轮半径凸轮半径是指凸轮的半径大小，它直接影响着凸轮机构的运动速度和力量大小。
凸轮半径越大，凸轮机构的运动速度越快，力量也越大，但是也会增加机械传动的惯性和能耗。
因此，在选择凸轮半径时需要根据具体的机械传动需求进行合理的设计和选择。
三、凸轮角度凸轮角度是指凸轮的角度大小，它决定了凸轮机构的运动范围和运动形式。
凸轮角度越大，凸轮机构的运动范围越广，但是也会增加机械传动的复杂度和难度。
因此，在选择凸轮角度时需要根据具体的机械传动需求进行合理的设计和选择。
四、凸轮高度凸轮高度是指凸轮表面的高度大小，它直接影响着凸轮机构的运动速度和力量大小。
凸轮高度越大，凸轮机构的运动速度越快，力量也越大，但是也会增加机械传动的惯性和能耗。
因此，在选择凸轮高度时需要根据具体的机械传动需求进行合理的设计和选择。
五、凸轮角速度凸轮角速度是指凸轮旋转的角速度大小，它直接影响着凸轮机构的运动速度和力量大小。
凸轮角速度越大，凸轮机构的运动速度越快，力量也越大，但是也会增加机械传动的惯性和能耗。
因此，在选择凸轮角速度时需要根据具体的机械传动需求进行合理的设计和选择。
综上所述，凸轮机构的主要参数包括凸轮轮廓、凸轮半径、凸轮角度、凸轮高度、凸轮角速度等，这些参数的设计和选择直接影响着凸轮机构的性能和使用效果。
凸轮机构习题
一、填空题[1]___________________________决定了从动杆的运动规律。
[2]凸轮机构中，凸轮基圆半径愈___________，压力角愈___________ ，机构传动性能愈好。
[3]凸轮机构是由___________________、____________________、____________________三个基本构件组成的。
[4]凸轮机构中的压力角是指__________________________________________间的夹角。
[5]凸轮机构常用的从动件运动规律有_______________________________，________________________________________，__________________________________及__________________________________。
[6]以凸轮的理论轮廓的最小向径为半径所做的圆称为凸轮的______________________。
[7]在设计凸轮机构时，凸轮基圆半径取得越_____________，所设计的机构越紧凑，但是压力角_______________使机构的工作情况变坏。
[8]按凸轮的形状凸轮可分为________________________、____________________________、和___________________________三大类。
[9]在凸轮机构的设计中，适当加大凸轮的________________________是避免机构发生运动失真的有效措施。
[10]通常，可用适当增大凸轮________________________的方法来减小最大压力角。
[11]平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构，其压力角等于_______________________。
[12]对于尖顶直动从动件凸轮机构，在其余条件不变的情况下，基圆半径越小，机构的传动效率____________________。
偏心凸轮机构的参数
偏心凸轮机构的参数
偏心凸轮机构是一种机械传动机构，由凸轮和跟随器组成。
凸轮的几何形状和参数会直接影响到机构的运动性能和工作特性。
以下是凸轮机构的一些常见参数：
1. 凸轮形状：凸轮可以是圆形、椭圆形、心形、抛物线形等各种形状。
不同形状的凸轮会导致不同的运动轨迹和运动规律。
2. 凸轮半径：凸轮的半径决定了凸轮的大小和运动范围。
较大的凸轮半径可以提供更大的运动幅度，但也会增加机构的体积和质量。
3. 凸轮偏心距离：偏心凸轮机构的特点是凸轮轴心和跟随器轴心之间的距离不为零。
偏心距离会影响到跟随器的运动速度和加速度。
4. 凸轮偏心角度：凸轮的偏心角度决定了凸轮的旋转角度和运动周期。
较大的偏心角度会导致更快的运动速度和更短的运动周期。
5. 凸轮曲线类型：凸轮的曲线类型可以是单纯闭合曲线、开放曲线或复合曲线等。
不同的曲线类型会导致不同的运动规律和工作特性。
以上是凸轮机构的一些常见参数，根据具体的应用需求和设计要求，可以选择合适的参数来设计和优化偏心凸轮机构。
凸轮机构有关参数
凸轮机构有关参数凸轮机构是一种常用的机械传动装置，用于将旋转运动转化为直线运动或者改变动力的传递方式。
它由凸轮和跟随凸轮运动的推动件（如滑块、滚柱等）组成。
凸轮机构常见的应用包括汽车发动机的气门控制系统、工程机械的运动部件等。
在设计凸轮机构时，需要考虑的参数有凸轮形状、凸轮半径、凸轮运动速度等。
一、凸轮形状凸轮形状是指凸轮的外形曲线。
根据实际需求，凸轮的形状可以设计成各种曲线，如圆弧型、二次曲线型、三次曲线型等。
选择合适的凸轮形状可以满足凸轮机构的运动要求，减小机构的冲击与振动，提高机构的工作效率。
二、凸轮半径凸轮半径是指凸轮中心到凸轮轮廓曲线上任意一点的距离。
凸轮半径的选择直接影响到凸轮机构的运动速度和输出力大小。
较小的凸轮半径可以提高凸轮的行程速度，但输出力较小；较大的凸轮半径可以提供较大的输出力，但行程速度较慢。
因此，在设计凸轮机构时需要根据实际需求对凸轮半径进行合理的选择。
三、凸轮运动速度凸轮机构的运动速度取决于凸轮的转速和凸轮半径。
通常情况下，凸轮的转速是固定的，而凸轮半径可以通过改变齿轮传动比例来调节。
当需要较高的凸轮运动速度时，可以选择较小的凸轮半径或增加齿轮传动比例；当需要较低的凸轮运动速度时，可以选择较大的凸轮半径或减小齿轮传动比例。
四、滑块、滚柱等推动件参数在凸轮机构中，凸轮的运动会推动相应的推动件进行直线运动。
推动件的参数也是设计凸轮机构时需要考虑的重要因素。
推动件的质量、材料、形状等参数会影响机构的工作效率和稳定性。
此外，推动件的设计也需要考虑机构的摩擦补偿和减震措施等。
五、润滑与冷却由于凸轮机构在工作过程中会产生较大的摩擦力和热量，因此需要考虑润滑和冷却的问题。
合适的润滑方式和润滑剂可以降低机构的摩擦损耗，提高机构的工作效率；而冷却系统可以有效地降低机构的温度，保证机构的正常工作。
综上所述，凸轮机构的参数包括凸轮形状、凸轮半径、凸轮运动速度、推动件参数以及润滑与冷却等。
凸轮机构中的作用力与压力角
凸轮机构中的作用力与压力角凸轮机构是一种在机械系统中传递力和运动的重要组成部分。
凸轮机构的作用力和压力角是凸轮机构工作原理的关键参数，对于凸轮机构的设计和应用具有重要的意义。
本文将详细介绍凸轮机构中的作用力和压力角的概念、计算方法及其在实际应用中的重要性。
一、作用力的概念和计算方法作用力是指在凸轮机构中，凸轮上作用于摩擦副或连接杆件上的力，是凸轮机构中传递力和运动的关键力量。
凸轮机构中的作用力可以分为径向力和切向力两个方向。
1. 径向力：指凸轮的作用力在凸轮的轴线方向上的分力。
在凸轮机构中，凸轮的作用力会产生径向力，即凸轮轴的方向上的力。
径向力的大小可以通过分解计算得到，可以用以下公式表示：Fr=Fs*sinβ，其中Fr 表示径向力，Fs表示作用力的大小，β表示压力角。
2. 切向力：指凸轮的作用力在凸轮运动方向上的分力。
在凸轮机构中，凸轮的作用力会产生切向力，即凸轮运动方向上的力。
切向力大小可以用以下公式表示：Ft=Fs*cosβ，其中Ft表示切向力，Fs表示作用力的大小，β表示压力角。
通过上述公式可以看出，作用力和压力角是凸轮机构中作用力的两个重要参数。
压力角是凸轮轴和作用力轴之间的夹角，压力角越小，作用力的切向力越大，径向力越小。
作用力的大小和方向直接影响到凸轮机构的传动效果和稳定性。
在凸轮机构的设计和分析中，需要根据具体的应用要求和工作条件，合理选择作用力的大小和压力角的大小。
二、压力角的概念和计算方法压力角是指切向力与作用力之间的夹角，也可以理解为凸轮的运动方向和作用力的方向之间的夹角。
压力角的大小直接影响到作用力的大小和方向。
压力角的计算方法和作用力的计算方法是相同的，可以根据作用力的大小和角度进行计算。
在凸轮机构中，压力角越小，切向力越大，径向力越小；压力角越大，切向力越小，径向力越大。
压力角的大小与凸轮的轮廓形状和运动方式密切相关。
在凸轮机构的设计和分析中，需要根据具体的应用要求和工作条件，合理选择压力角的大小。
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要求： 要求：α≤[α]
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二、基圆半径的确定
影响因素： 影响因素：
1.基圆半径大小直接影响压力角大小， 1.基圆半径大小直接影响压力角大小，从而影响 基圆半径大小直接影响压力角大小 凸轮的工作能力。基圆半径小的压力角大， 凸轮的工作能力。基圆半径小的压力角大，为 提高传动效率，选择基圆半径大些。 提高传动效率，选择基圆半径大些。 2.为提高传动刚度，凸轮基圆半径取大些。 2.为提高传动刚度，凸轮基圆半径取大些。但为 为提高传动刚度 使结构紧凑，在传动刚度允许的条件下， 使结构紧凑，在传动刚度允许的条件下，尽量 去小些。 去小些。
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传力性能： 传力性能： 有效分力) F1=Fcosα (有效分力) 有害分力) F2=Fsinα (有害分力) α↓； 传力性能好。 α↓；F1↑；F2↓，传力性能好。 自锁： 增大到某一数值时， 自锁：当 α 增大到某一数值时，F2引起的摩擦 阻力大于F 无论凸轮加给从动件的力多大， 阻力大于F1时，无论凸轮加给从动件的力多大， 从动件都不能运动，这种现象称为自锁 自锁。 从动件都不能运动，这种现象称为自锁。 许用压力角[α] [α]： 许用压力角[α]： 推程： 移动从动件[α]=30° 推程： 移动从动件[α]=30° 摆动从动件=35° 摆动从动件=35°~ 45° 回程： [α]=70 70° 回程： [α]=70°~ 80°
2-3 影响凸轮机构工作 的参数
提问：设计凸轮机构要达到什么目的？ 提问：设计凸轮机构要达到什么目的？
1.保证从动件实现预期的运动规律； 1.保证从动件实现预期的运动规律； 保证从动件实现预期的运动规律 2.整个机构传力性能良好结构紧凑。 2.整个机构传力性能良好结构紧凑。 整个机构传力性能良好结构紧凑
2
影响凸轮机构工作的参数 影响凸轮机构工作的参数 凸轮机构
压力角及其校核 一、 压力角及其校核
压力角（ ）：在不计 压力角（α）：在不计 摩擦的情况下， 摩擦的情况下，凸轮对 从动件作用力 作用力的方向线 从动件作用力的方向线 与从动件上力作用点的 速度方向之间所夹的锐 速度方向之间所夹的锐 角。 有效分力) F′=Fcosα (有效分力) 有害分力) F″=Fsinα (有害分力)
经验公式： +(6~10mm) 经验公式：r0≥1.8r+rg+(6 10mm)
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滚子半径的选择 三、 滚子半径的选择 滚子半径确定： 滚子半径确定： rg=(0.1~0.5)r0 rg≤0.8ρmin
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结论： 结论：
正确选择从动件的运动规律和凸轮机构的各基 正确选择从动件的运动规律和凸轮机构的各基 从动件 本尺寸。凸轮机构各基本尺寸的确定， 本尺寸。凸轮机构各基本尺寸的确定，要考虑多 方面的因素(如凸轮机构的设计空间结构条件、 方面的因素(如凸轮机构的设计空间结构条件、许 用压力角/机械效率及自锁问题， 失真” 用压力角/机械效率及自锁问题，“失真”问题 等)，必须根据实际情况，权衡利弊加以处理。在 必须根据实际情况，权衡利弊加以处理。 设计过程中可根据需要进行必要的调整。 设计过程中可根据需要进行必要的调整。
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讨论思考
1.凸轮的实际轮廓线能否通过由理论轮廓 1.凸轮的实际轮廓线能否通过由理论轮廓 沿导路线方向减去滚子半径求得？ 沿导路线方向减去滚子半径求得？ 2.若设计时得出α≤[α]，应采取什么办 2.若设计时得出α≤[α]， 若设计时得出α≤[α] 法解决这个问题？ 法解决这个问题？
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本单元小结 本单元小结
在段， 构的完整设计过程如下： 构的完整设计过程如下：
根据使用场合和工作要求， 1. 根据使用场合和工作要求，选择凸轮机构类 型； 根据工作要求设计从动件的运动规律； 2. 根据工作要求设计从动件的运动规律； 根据机构的具体结构条件， 3. 根据机构的具体结构条件，初选凸轮机构的 基圆半径；当采用滚子从动件时， 基圆半径；当采用滚子从动件时，还应根据滚 子的结构、强度等条件，选择滚子半径。 子的结构、强度等条件，选择滚子半径。