机械-绘制凸轮轮廓曲线
凸轮轮廓曲线设计
凸轮轮廓曲线设计
标题：深入探索凸轮轮廓曲线设计的重要性与方法
导言：
在机械工程领域，凸轮轮廓曲线设计是一项至关重要的任务。凸轮作为动力传递装置的一部分，其轮廓曲线的设计直接影响到设备的运行效果和性能。本文将深入探讨凸轮轮廓曲线设计的重要性，并介绍一些常用的设计方法和技巧。通过阅读本文，您将能够更全面、深入地理解凸轮轮廓曲线设计的原理和应用。
第一部分：凸轮轮廓曲线设计的重要性
1.1 凸轮在机械设备中的作用
1.2 轮廓曲线对机械设备性能的影响
1.3 凸轮轮廓曲线设计的挑战和需求
第二部分：凸轮轮廓曲线设计的方法与原理
2.1 数学模型与凸轮轮廓曲线的关系
2.2 基于凸轮运动学的设计方法
2.3 凸轮轮廓曲线的参数化设计
2.4 其他常用的凸轮轮廓设计方法和工具
第三部分：凸轮轮廓曲线设计的案例研究与实践
3.1 凸轮轮廓曲线设计在发动机气门控制系统中的应用
3.2 某机械设备凸轮轮廓曲线设计的实践经验分享
3.3 其他领域中凸轮轮廓曲线设计的创新案例
第四部分：凸轮轮廓曲线设计的未来发展趋势与展望
4.1 自动化与智能化在凸轮轮廓曲线设计中的应用
4.2 数据驱动设计方法的兴起与应用
4.3 新材料与制造工艺对凸轮轮廓曲线设计的影响
总结与回顾：
通过本文的阐述，我们可以看出凸轮轮廓曲线设计在机械工程领域的
重要性。凸轮轮廓曲线的设计直接关系到机械设备的运行效果和性能。在设计过程中，我们可以使用数学模型和基于运动学的方法，结合参
数化设计和实践经验，来完成凸轮轮廓曲线的设计。未来，随着自动
化和智能化技术的发展，凸轮轮廓曲线设计将变得更加高效和精确，
画凸轮轮廓曲线的步骤
画凸轮轮廓曲线的步骤
1. 确定绘制平面：在纸上或计算机绘图软件中确定绘制的平面大小和比例，以便合理地呈现凸轮的形状。
2. 绘制基准线：在所选的绘制平面上绘制一条水平基准线，用于确定凸轮的位置和形态。
3. 确定凸轮中心：根据具体要求和设计，确定凸轮的中心位置，通常相对于基准线上的一点。
4. 画出凸轮半径：以凸轮中心为圆心，在绘制平面上画出凸轮的半径，即凸轮的最外形状。
5. 划定凸轮的运动曲线：根据具体要求和设计，用曲线连接凸轮的起始点和结束点，形成满足运动要求的凸轮轮廓曲线。
6. 确定凸轮轴向：根据具体要求和设计，确定凸轮轮廓曲线相对于基准线的上下位置。
7. 添加凸轮特征：根据具体要求和设计，添加凸轮上的特征，如凹槽、齿轮等。
8. 检查和修改：在绘制完成后，仔细检查凸轮轮廓曲线的形状和位置是否符合要求，如有需要，进行必要的修改。
9. 添加细节：根据需要，可以添加细节，如标记尺寸和比例。
10. 上色和阴影处理：如果需要，可以对绘制的凸轮进行上色和阴影处理，以使其更加逼真和立体感。
以上是绘制凸轮轮廓曲线的一般步骤，具体步骤可能还会根据具体要求和设计而有所不同。
机械设计-凸轮轮廓曲线的设计
查诺模图确定基圆半径 按结构条件确定基圆半径 rb=(1.6~2)r r—轴的直径。
推程角δt=45°，简谐运动，升程h=14mm，[α]=30°。 h/rb=0.35，rb=h/0.35=14/0.35=40mm。
尖顶
rT = min ＜bm0in = min – rT
交叉
rT 过大，实际廓线会变尖或交叉，引起运动失真；rT 过小，滚子及滚 子销的强度会不够，此时应加大基圆半径，以增大min 和rT。
2、凸轮机构的压力角
（1）压力角与凸轮机构的传力 压力角α 不计摩擦时，凸轮对从动件作用
nα
Ｆቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Q
力的方向与从动件上力作用点的速度方向之间所
的角速度–ω，机构中的各件的相对运动不变，凸轮不动，从动件 一方面绕圆心作–ω，另一方面在自己的导路中按预定的规律运动。 从动件复合运动的轨迹即凸轮的轮廓曲线。
3.作图法设计凸轮廓线作图步骤：
① 根据从动件的运动规律：作出位移线图S2-φt，并等分角度；
② 定基圆； ③ 作出推杆在反转运动中依次占据的位置； ④ 据运动规律，求出从动件在预期运动中依次占据的位置； ⑤ 将两种运动复合，就求出了从动件尖端在复合运动中依次占据
凸轮轮廓线的设计
凸轮轮廓曲线的绘制(精)
4
h
O
B10 ′
′) B11(B11 B10 B9 B8
2′ 1′ 0 1
3′
4 1 11
B4 B5
B′ 5
s
B6 ′ B7 ′
h B′ 8
B9 ′
0
2
3
4
5
6 7 8 9 10
s
h
s ′
2
B6 (a)
B7
(b)
尖顶对心式移动从动件盘形凸轮作图法设计
哈尔滨职业技术学院
《机械设计与应用》学习情境1 机构的设计与选用 任务4 凸轮机构的设计与选用
二、盘形凸轮轮廓设计
盘形凸轮轮廓曲线设计的基本原理为反转法原理。
哈尔滨职业技术学院
《机械设计与应用》学习情境1 机构的设计与选用 任务4 凸轮机构的设计与选用
1.尖顶对心式移动从动件盘形凸轮轮廓曲线设计
0′ 1
－1
B2 B3
B1
B′ 2 B3 ′ 0 B′ 4 B1 ′
B0
s′
s2 4′ 5′ 6′ 9 7′ 8′ 9′
任务引入
如何用反转法 原理绘制凸轮轮廓 曲线？
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《机械设计与应用》学习情境1 机构的设计与选用 任务4 凸轮机构的设计与选用
学习目标
1.掌握用“反转法”原理设计盘形凸轮轮廓曲线的方法。 2.能够绘制盘形凸轮轮廓曲线。
机械原理-凸轮轮廓曲线设计图解法
设计凸轮机构的步骤：
确定凸轮机构的类型
选择从动件的运动规律
确定凸轮机构的基本尺寸 设计凸轮轮廓
凸轮轮廓曲线设计的图解法
基本方法：反转法 依据：相对运动原理
基本思想：设想给整个机构加上一个与 凸轮角速度ω 大小相等方向相反的转动 ，此时凸轮静止不动，而从动件一方面 随机架相对凸轮以-ω 的角速度绕凸轮轴 转动，另一方面又以原有运动规律相对 机架运动。
③过各交点作从动件导路线，确定反转后从动件尖顶在各等分点的位置。 ④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。
直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
2.对心直动滚子从动件盘形凸轮 已知凸轮的基圆半径r0，滚子半径 rT ，角速度ω 和从动件的运动规 律，设计该凸轮轮廓曲线。
3’ 2’ 1’ 7’ 8’ 1 2 3 4 5 6 7 8 4’
-ω
理论轮廓
ω
5’ 6’
实际轮廓
实际轮廓
设计步骤: ⑤按照上述方法作出的是反转过程中滚子中心B的运动轨迹——理论廓线η ； 然后在理论廓线上作一系列的滚子圆，再作此圆族的内包络线——实际廓线η 。
直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
3 偏置直动尖顶从动件盘形凸轮 已知凸轮的基圆半径r0，角速度 ω 和从动件的运动规律和偏心距 e，设计该凸轮轮廓曲线。
7’ 5’ 3’ 1’ 1 3 5 78 8’ 9’ 11’ 12’ 13’ 14’ 9 11 13 15
圆柱凸轮轮廓曲线
圆柱凸轮的轮廓曲线通常是由一个或多个圆弧和直线段组成的。该曲线用于将旋转运动转化为直线或曲线运动，常用于机械传动系统中。
圆柱凸轮的轮廓曲线可以通过以下步骤来构造：
1. 确定凸轮的基本参数：包括凸轮的直径、凸轮轴的位置、凸轮的高度等。
2. 绘制凸轮轴：以凸轮轴为中心，绘制一个圆，该圆的直径即为凸轮的直径。
3. 根据需要绘制凸轮的起点和终点：可以根据设计需求，在凸轮轴上确定凸轮的起点和终点。
4. 绘制凸轮的运动轨迹：根据凸轮的起点和终点，确定凸轮的运动轨迹。这可以通过连接起点和终点，并添加适当的曲线段来完成。
5. 检查凸轮的运动轨迹：确保凸轮的运动轨迹符合设计要求，不会发生异常。
需要注意的是，凸轮轮廓曲线的具体形状会根据实际设计需求而变化，上述步骤仅为一般性指导。在实际应用中，可能需要根据具体要求进行更加详细和精确的设计和计算。
机械制造设计基础 第三章凸轮机构
由图可见，从动件在推程始末两点、处，速度有突 由图可见，从动件在推程始末两点、 瞬时加速度理论上为无穷大， 变，瞬时加速度理论上为无穷大，因而产生理论上 亦为无穷大的惯性力。而实际上， 亦为无穷大的惯性力。而实际上，由于构件材料的 弹性变形，加速度和惯性力不至于达到无穷大， 弹性变形，加速度和惯性力不至于达到无穷大，但 仍会对机构造成强烈的冲击 这种冲击称为“ 强烈的冲击， 仍会对机构造成强烈的冲击，这种冲击称为“刚性 硬冲” 因此， 冲击”或“硬冲”。因此，单独采用这种运动规律 冲击” 只能用于凸轮转速很低以及轻载的场合。 转速很低以及轻载的场合 时，只能用于凸轮转速很低以及轻载的场合。
从距凸轮中心的最近点开始计量。 s 从距凸轮中心的最近点开始计量。
推程、远休止、回程、 推程、远休止、回程、近休止
当凸轮连续转动时，从动件将重复上述运动过程。
从动件的常用运动规律 等速运动规律： 一、等速运动规律：是指从动件在推程或回程的运动速度
为常数的运动规律。凸轮以等角速度转动，从动件在推程中的 行程为h。从动件作等速运动规律的运动线图如图所示。其位 位 移曲线为斜直线，速度曲线为平直线，加速度曲线为零线。 移曲线为斜直线，速度曲线为平直线，加速度曲线为零线。
余弦加速度运动规律: 三、余弦加速度运动规律:是指从动件加速度按余弦规律
变化的运动规律。这种运动规律的运动线图如图所示。 变化的运动规律 。 这种运动规律的运动线图如图所示 。 其 位 移曲线为简谐曲线，故又称为简谐运动规律， 移曲线为简谐曲线 ， 故又称为简谐运动规律 ， 速度曲线为正 弦曲线，加速度曲线为余弦曲线。作图方法如图所示。 弦曲线，加速度曲线为余弦曲线。作图方法如图所示
机械原理作业凸轮机构绘制
机械原理大作业－凸轮机构
专业：材料成型机控制工程学号：201100150284 姓名：朱富慧组号：11材卓一第2组
1.题目
（1）凸轮回转方向：顺时针
（2）从动件偏置方向：左偏置
（3）偏心距：15mm
（4）基圆半径：45mm
（5）从动件运动规律：先以余弦运动规律上升，再以等加速等减速运动规律下降。推程运动角150°，远休止角30°，回程运动角120°，近休止角60°。
（6）从动件行程20mm。
要求：编制程序每隔5°计算凸轮轮廓坐标并绘制凸轮轮廓曲线。
2.数学公式
记基圆半径为r
，偏心距为e，凸轮转向系数为m（顺时针时m=1，逆时针时m=-1)，从动件偏置方向系数为n（左偏置时n=1，右偏置时n=-1,无偏置时n=0)，推程运动角、远休止角、回程运动角、近休止角依次为p1、p2、p3、p4，从动件行程为h从动件位移为s。
则从动件位移曲线方程为
h 2(1−cosπ
p1
p) 0<p<p1
h p1<p<p1+p2
s= h−2h
p32(p−p1−p2)2 p1+p2<p<p1+p2+p3
2
2h p32(p1+p2+p3−p)2 p1+p2+p3
2
<p< p1+p2+p3
0 p1+p2+p3<p< p1+p2+p3+p4 以凸轮回转中心为原点、从动件推程运动方向为x轴正向建立右手直角坐标系。则凸轮理论轮廓曲线的方程为
x=(s+s0)cos(mp)-nesin(mp)
y=(s+s0)sin(mp)+necos(mp)
其中，s0=√r02−e2
图解法设计凸轮轮廓
已知凸轮的基圆半径rmin，角速度ω、
e
从动件的运动规律和偏心距e，设计该
凸轮轮廓曲线。
8’ 7’ 5’ 3’ 1’
1 3 5 78
9’ 11’ 12’
13’ 14’
9 11 13 15
ωA
15’15 14’14
13’ 12’
13 12
11
10
kk9k1k0k1181kk21k73k14k6O1k55k4kk3k21
10’ 9’
③确定反转后从动件平底直线在各等份点的位置。
④作平底直线族的内包络线。
对平底推杆凸轮机构，也有失真现象。 可通过增大rmin解决此问题。
设计：潘存云
rmin O rmin
二、摆动从动件盘形凸轮轮轮廓曲线
摆动从动件凸轮机构中，已知凸轮的基圆半径rmin，角
速度ω1，摆杆长度l以及摆杆回转中心与凸轮回转中心
的距离d，摆杆角位移方程，设计该凸轮轮廓曲线。
4’ 3’ 2’ 1’
12 3 4
5’ 6’
7’
8’ 5 67 8
d A8ຫໍສະໝຸດ Baidu
A7
A
l B’1 B B1
rminω1
A1-ω1
φ1
B’2 B’3φ2
A2
B2 B3
B’φ4 3
120°B4
A3
机械原理教案12凸轮机构轮廓曲线的设计
二、用图解法设计凸轮轮廓曲线 下面以偏置尖顶直动从动件盘形凸轮机
构为例，讲解凸轮廓线的设计过程。
例6-1 对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构
设已确定基圆半径mm 150=r ，凸轮顺时针方向匀速转动，从动件行程mm 18=h 。从动件运动规律如下表所示：
推程 远休止 回程 近休止
运动角
1120δ=
260δ=
903=δ
490δ=
从动件运动规律
等速运动
正弦加速度运动
设计步骤：
1、建立推程段的位移方程：18120s δ
=，回程段的位移方程：
12π181sin 902π90s δδ⎡⎤
⎛⎫=-+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣
⎦，将推程运动角、回程运动角按某一分度值等分成若干份，
并求得对应点的位移。
2、画基圆和从动件的导路位置
3、画反转过程中从动件的各导路位置
4、画从动件尖顶在复合运动中的各个位置点
5、分别将推程段和回程段尖顶的各位置点连成光滑曲线，再画出远休止段和近休止段的圆弧，即完成了尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计，如图6-18。
需要注意：同一个图上作图比例尺必须一致。如各分点的位移与基圆应按相同比例尺量取。
2．偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构
凸轮转动中心O 到从动件导路的垂直距离e 称为偏距。以O 为圆心，e 为半径所作的圆称为偏距圆。显然，从动件导路与偏距圆相切（图中K 为从动件初始位置与基圆的切点）。在反转过程中，从动件导路必是偏距圆的切线。
如图6-19。
r0
a A0
A1
O
B0B1
内 容
3．直动滚子从动件盘形凸轮机构
例题：已知：r r －滚子半径，0r －基圆半径，从动件运动规律。设计该机构。
设计思路：把滚子中心看作尖顶从动件的尖顶，按前述方法先画出滚子中心所在的廓线——凸轮的理论廓线。再以理论廓线上各点为圆心，以滚子半径r r 为半径画一系列的圆，这些圆的内包络线 即为凸轮的实际廓线（或称为工作廓线）。如图6-16 注意：滚子从动件盘形凸轮的基圆半径是指其理论廓线的最小向径
凸轮轮廓曲线的设计
机械设计基础
Machine Design Foundation
凸轮轮廓曲线的设计
3．尖顶摆动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
已知凸轮转动中心O到从动件摆动中心A的距离LOA、 摆动从动件的长度L、凸轮等速ω顺时针转动、基圆半 径rb、从动件摆角φ随凸轮转角δ变化的位移线图等， 绘制其凸轮轮廓曲线。
2）过辅助圆上B0点作该辅助圆的切线，该切线即为 从动件导路中心线的位置线。该位置线与基圆相交于 A0点，点A0即是从动件的初始位置，如图7-15（a）。
3）连接O A0。从O A0开始，沿（-ω）方向在基圆 上依次量取凸轮各转角δ0、δs、δ’0、δ’s，再将 推程角δ0、回程角δ’0分成与位移线图相同的等份， 得到A1、A2、A3、…等各点。
凸轮轮廓曲线的设计
图7-11 凸轮轮廓曲线绘制原理
机械设计基础
Machine Design Foundation
凸轮轮廓曲线的设计
1.2 作图法设计凸轮轮廓曲线
1．对心移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制
图7-12 对心尖顶移动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
机械设计基础
Machine Design Foundation
机械设wenku.baidu.com基础
Machine Design Foundation
机械设计基础第27讲移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的图解设计
设计方法：
1.图解法 2.解析法
设计一般精度凸轮时常被采用图解法。而设计高精度 凸轮，则必须用解析法，但Байду номын сангаас算复杂。本节主要讨论 图解法。
基本原理：
反转法原理
移动从动件盘形凸轮 轮廓曲线的图解设计
反转法原理 ：
反转法原理 ：
设想给凸轮机构加上一个绕凸轮轴心并与凸轮角速度等值 反向的角速度。根据相对运动原理，机构中各构件间的相对 运动并不改变，但凸轮已视为静止，而从动件则被看成随同 导路以角速度绕点转动，同时沿导路按预定运动规律作往复 移动。从动件尖顶的运动轨迹即为凸轮的轮廓。这就是图解 法绘制凸轮轮廓曲线的原理，称为“反转法”。
3.分别自基圆圆周向外量 取从动件位移线图中相 应的位移量 ；
4.光滑连接各点即为所求 的凸轮轮廓。
反转法设计凸轮轮廓曲 线的方法和步骤
1.对心尖顶移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计
2.对心滚子移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计
3.偏置尖顶移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计
对心尖顶移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计
已知，如图
1.选与位移线图一致的比 例作凸轮的基圆 ；
基圆半径R b
2.将基圆分成与位移线图 中相对应的等份；
基于matlab的凸轮轮廓曲线设计
基于matlab的凸轮轮廓曲线设计
凸轮是机械中常见的关键零件之一，其主要功能是将旋转的运动转化为直线运动，用
于推动某些机械元件进行工作。凸轮轮廓曲线的设计对于凸轮的运动和工作效率有着重要
的影响。在本文中，我们将介绍基于matlab的凸轮轮廓曲线设计方法，以帮助读者了解凸轮轮廓曲线设计的基本概念和方法。
凸轮的形状通常是复杂的非圆形曲线。凸轮的轮廓曲线设计过程中，需要考虑控制凸
轮输送运动的速度和加速度等因素，同时还需要考虑各种机械元件之间的协调性和协定性。针对以上问题，我们提出了基于连续逼近法的凸轮轮廓曲线设计方法。
1. 连续逼近法的基本原理
连续逼近法是一种典型的非线性规划方法，其基本思想是将目标函数逐渐逼近最优解。在凸轮轮廓曲线设计中，我们可以将凸轮轮廓曲线视为目标函数，通过不断调整曲线的形状，逐渐逼近最优轮廓曲线。
连续逼近法的具体实现过程包括以下步骤：
（1）确定初始值
首先需要确定一个初始轮廓曲线，通常可以使用圆弧、抛物线等基本曲线来作为起始
轮廓曲线。
（2）建立数学模型
接着需要建立凸轮轮廓曲线的数学模型，以便于通过数值方法来求解最优轮廓曲线。
其中，常见的模型包括三次贝塞尔曲线、三次样条曲线等。
（3）计算目标函数
根据建立的数学模型，通过计算目标函数来评估轮廓曲线的性能。通常，目标函数包
括运动速度、加速度、平衡性等因素。
（4）优化轮廓曲线
通过对目标函数的优化，不断调整轮廓曲线的形状，逐渐逼近最优曲线。
（5）确定最优解
最终确定最优解，并验证其性能。
matlab是一种常见的数学软件，可以运用其强大的计算能力来进行凸轮轮廓曲线的设计。具体实现过程如下：
机械设计基础-凸轮机构设计
许用压力角及凸轮种类等,初 步确定凸轮基圆半径。 (4)根据从动件的运动规律,用图解法或解析法设计凸轮
轮廓线。 (5)校核凸轮压力角及轮廓的最小曲率半径。 (6)进行凸轮结构设计。
凸轮机构设计
二、 凸轮机构的运动特性 1.凸轮机构的运动分析 1)凸轮机构的运动过程 图3-7(a)所示为对心直动尖顶从
3.按凸轮与从动件保持接触的方式分类 凸轮机构是一种高副机构,它与低副机构不同,需要采取 一定的措施来保持凸轮与从 动件的接触,这种保持接触的方 式称为封闭(锁合)。常见的封闭方式有: (1)力封闭:利用从动件的重量、弹簧力(如图3-1所示)或 其他外力使从动件与凸轮 保持接触。
凸轮机构设计
(2)形封闭:依靠凸轮和从动件所构成高副的特殊几何形 状,使其彼此始终保持接触。
凸轮机构设计
4.余弦加速度运动规律 余弦加速度运动规律是指从动件的加速度为1/2个周期 的余弦曲线,如图3-10所 示。从动件推程时的位移方程可表 达为
凸轮机构设计
图3-10 余弦加速度运动规律线图
凸轮机构设计
由式(3-8)可知,从动件的位移曲线为简谐运动曲线,因此, 这种运动规律也称简谐 运动规律。推程时从动件的位移线 图如图3-10(a)所示,作图步骤如下:
凸轮机构设计
凸轮机构设计
凸轮轮廓曲线设计
2 v2
n t
t
s2
A
rmin
s0
c
基圆越大压力角越小；
o cp en
op
e
n
基圆越小 压力角越大；
基圆rmin 越小 结构紧凑
P为构件1、2的瞬心
v2=OP.w1
压力角 效率 ds2=OP.dδ 1
原则 保证max []，缩小基圆尺寸 19
tg CP OP OC
（2）再求滚子从动件凸轮的工作 轮廓曲线β （称为实际轮廓曲线）。
y rT
B0
rmin
x
实际轮廓曲线
β
β0 注意：
（1）理论轮廓与实际轮廓互为等距曲线； 理论轮廓曲线 （2）凸轮的基圆半径是指理论轮廓曲线的最小向径。
10
滚子半径的选择 •实际廓线曲率半径：’
1 内凹凸轮廓线
•理论廓线曲率半径：
次占据的位置点，并将各位置点联接成光滑的曲线
5
§6-3 图解法设计凸轮轮廓-作图法 1、对心尖顶直动从动件盘形凸轮机构
6
1. 对心尖顶直动从动件盘形凸轮机构 S
h
已知: rmin=20mm,h=30mm,凸轮逆时针
回转， 从动件运动规律 和凸轮相应转角.
凸轮转角
从动杆运动规律
0
0～180°
等速上升 h
【机械原理】5凸轮廓线设计--作图法
3、摆动滚子推杆盘形凸轮机构
已知摆动推杆的轴心A与凸轮轴心O的 距离为a，摆杆长为l，摆杆摆动角位 移 = （ ），凸轮以 匀速旋转。
摆杆初始位置A0B0，摆角 0，当凸 轮转过 ，摆杆位于AB,摆杆摆角 （ ）,
B点坐标B(x,y)为：
x asin - l sin( 0 ) y acos - l cos( 0 )
实际廓线方程式：
“-”内等距线，“+”外等距线 当e=0则为对心直动； 当rr=0则为尖顶推杆。
dx
tg
dx - dy
d - dy
sin cos
d
机械原理
第9章 凸轮机构及其设计
x (s0 s)sin e cos y (s0 s)cos - e sin s0 r02 - e2
dx
tg
dx - dy
机械原理
第9章 凸轮机构及其设计
§9-3 凸轮轮廓曲线的设计 Design of Cam profile
设计方法：作图法 解析法
一、凸轮廓线设计的基本原理
设计凸Baidu Nhomakorabea廓线时，假设凸轮静
止，使推杆相对于凸轮作反向转动 ，推杆又在导轨内作预期运动，推 杆尖顶的复合运动的轨迹即是凸轮 轮廓曲线，这种方法又叫反转法。
d - dy
sin cos
d
机械原理
第9章 凸轮机构及其设计
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活动三：说一说——指出凸轮基圆半径、推程、 推程运动角、远停程、远停程角、回程运动角、 近停程、近停程角、行程；
活动四：议一议——从动件有哪些运动规 律及特点与应用?
1.等速运动规律
2.等加速等减速运动规律
活动四：议一议——从动件有哪些运动规 律及特点与应用?
拓 等速规律适应于低速、等加减
办法总比困难多
布置作业 练习册p118-1、2
以上有不当之处，请大家给与批评指正，谢 谢大家！
20
展 速度规律适用中速
思 维
如果需要高速运动怎么办？
知识迁移：凸轮的加工方法
划线加工
加
工 方
靠模加工
法
数控加工
适用于单个精度不高的凸轮
比较普遍，适用于批量生产， 其精度主要取决于靠模板精度
数控机床加工凸轮适用于多规 格、批量大、精度高的凸轮
检查评比
自评、互评、点评
课堂小结
出现问题-提出解决问题方法-解决问 题，几个轮回，最终解决问题。
2.反转法——从动件的运动规律决定了凸轮的轮 廓形状。
反转法：
1.根据要求绘制位移线图
2.根据位移线图 绘制凸轮轮廓
反转法
活动二：试一试——绘制凸轮轮廓曲线
步骤一：画基圆和初始位置。 步骤二：在基圆上自初始位置开始，沿的反方向量 取推程运动角、远休止角、回程运动角和近休止角。 步骤三：将推程运动角和回程运动角进行若干等分， 并过凸轮轴心和等分点作一系列射线。 步骤四：将从动件位移上的各分点分别向相应的射 线上投影，从而得到A、B、C……等点。 步骤五：将A、B、C……等点连成光滑曲线，此曲 线即是所求的凸轮轮廓。
绘制凸轮轮廓曲线
复习提问：
1. 凸轮机构的组成？
答：是由凸轮、 从动件和机架 三个基本构件 组成的高副机 构。
复习提问：
2.凸轮机构按从动件端部形状分为哪几种？ 答：尖顶从动件、滚子从动件、平底从动件凸 轮机构。
偏置尖顶直动从动件盘形凸轮机构
对心滚子直动从动件盘形凸轮机构
对心平底直动从动件盘形凸轮机构
模拟场景：
未来的某一天，我班小王同学到某企业担任 设计人员。
早晨上班，研发课课长拿来一磨损较严重的 尖顶直动凸轮机构 ，让小韦按要求绘制一下。 如果让你做这项工作，你有困难吗？
课题：绘制凸轮轮廓曲线 ——凸轮机构工作过程及从动件运动规律
➢ 知识与能力：
➢ 了解凸轮机构工作过程； ➢ 理解凸轮轮廓与从动件运动规律的关系； ➢ 理解凸轮机构工作过程中常用术语。
➢ 过程与方法：
➢ 合理规划方案，解决工作中遇到的问题； ➢ 培养学生认真严谨的工作态度，强化实践能力。
➢ 情感、态度与价值观：
➢ 通过实例练习，让学生体会教学与工作的联系； ➢ 在经历问题、探索规律的过程中体会学习乐趣。
活动一：想一想——如何解决问题
自主学习，小组讨论，确定方案。
解决方法：
1.பைடு நூலகம்析法