机械设计基础第4章 凸轮机构及其设计
合集下载
机械设计基础 第4章
4.2.2 从动件常用的运动规律
机械设计中所采用的从动件，其运动规 律的类型甚多。现以推程为例，就从动件 的速度、加速度及其冲击特性来介绍几种 常见的从动件的运动规律。
1 等速运动规律 从动件的运动速度为常数的运动规律，称为 等速运动规律。采用这种运动规律时，从 动件的位移s与凸轮转角φ成正比，其运动 曲线如图4.9所示，其中位移曲线为一过原 点的倾斜直线。由位移曲线，并根据位移、 速度、加速度之间的导数关系可得出如下 关系式
由图可知，加速度曲线是与横坐标相平行的水 平直线，速度曲线为斜直线，而位移曲线则是两 段光滑连接的抛物线，故等加速、等减速运动规 律又称为抛物线运动规律。在A、B、C三点处加 速度有突变，但其变化为有限值，由此而产生的 惯性力变化也为有限值。这种由加速度和惯性力 的有限变化对凸轮机构所造成的冲击、振动和噪 声要比刚性冲击小，称之为柔性冲击。尽管如此， 这种具有柔性冲击的运动规律也不适用于高速凸 轮机构中。 当用图解法设计凸轮轮廓时，通常需要绘制从 动件的位移曲线。由等加速、等减速运动规律的 位移方程可知，其位移曲线为抛物线，因此可按 抛物线画法进行作图。其作图方法如图4.11所示。
4.1.1 凸轮机构的应用
图4.1所示是一内燃机的配气机构。凸轮1是一 个具有变化向径的盘形构件,当凸轮回转时，随着 凸轮向径的变化，迫使气阀的推杆2在固定导路3 内作往复运动，以控制气阀的开启与闭合。 图4.2所示是利用靠模法车削手柄的移动凸轮 机构，凸轮1作为靠模被固定在床身上，滚轮2在 弹簧的作用下与凸轮轮廓紧密接触，当拖板3横向 移动时，和从动件相连的刀头便走出与凸轮轮廓 相同的轨迹，因而切削出复杂的工件外形。
取滚圆半径为R=h/2π,h为从动件的行程。 由图知滚圆上A点的转角θ与凸轮转角φ之间 的关系为 ，将R及θ的值代入式 中，并对时间求导数后，经整理 可得
机械设计基础-凸轮机构
第四章 凸轮机构
机 械 设 计 基 础
本章主要内容： • • • • 凸轮机构的分类和应用 从动件常用运动规律 凸轮轮廓曲线的绘制 凸轮设计中应注意的问题
凸轮机构的应用
机 械 设 计 基 础
凸轮是一种常用机构，在自动化机械当中得到广泛应用
凸轮机构的定义
机 械 设 计 基 础
凸轮是一个具有某种曲线轮廓和凹槽的 构件，当其运动（一般为等速连续运动）时， 可迫使与其构成高副接触的另一构件（从动 件）完成某种所需运动。从动件的运动可以 是等速的，也可以是变速的，可以是连续的， 也可以是间歇的，这决定于凸轮轮廓曲线的 形状。只要恰当地作出凸轮的轮廓，就可以 使从动件实现各种预期的运动规律。
凸轮机构的工作原理
机 械 设 计 基 础
s
B
C
行程
hs rb
A B
近休止角
o
D
S
2
S
e
D
C
推程运动角
远休止角
回程运动角
凸轮的基圆
该位置为初始位置
作业总结
机 械 设 计 基 础
作业总结
机 械 设 计 基 础
凸轮机构的工作原理
机 械 设
摆动从动件凸轮机构 B
B1 A
o
从动件摆角
计
基
础
最大摆角
B C
max
S
近休止角
D
2
S
最大摆角
max
推程运动角
远休止角
回程运动角
O1
摆角
O2
S 从动件常用运动规律
机 械 设 计 基 础
本章主要内容： • • • • 凸轮机构的分类和应用 从动件常用运动规律 凸轮轮廓曲线的绘制 凸轮设计中应注意的问题
凸轮机构的应用
机 械 设 计 基 础
凸轮是一种常用机构，在自动化机械当中得到广泛应用
凸轮机构的定义
机 械 设 计 基 础
凸轮是一个具有某种曲线轮廓和凹槽的 构件，当其运动（一般为等速连续运动）时， 可迫使与其构成高副接触的另一构件（从动 件）完成某种所需运动。从动件的运动可以 是等速的，也可以是变速的，可以是连续的， 也可以是间歇的，这决定于凸轮轮廓曲线的 形状。只要恰当地作出凸轮的轮廓，就可以 使从动件实现各种预期的运动规律。
凸轮机构的工作原理
机 械 设 计 基 础
s
B
C
行程
hs rb
A B
近休止角
o
D
S
2
S
e
D
C
推程运动角
远休止角
回程运动角
凸轮的基圆
该位置为初始位置
作业总结
机 械 设 计 基 础
作业总结
机 械 设 计 基 础
凸轮机构的工作原理
机 械 设
摆动从动件凸轮机构 B
B1 A
o
从动件摆角
计
基
础
最大摆角
B C
max
S
近休止角
D
2
S
最大摆角
max
推程运动角
远休止角
回程运动角
O1
摆角
O2
S 从动件常用运动规律
机械设计基础第4章 凸轮机构
要考虑其冲击特性 最大速度 最大加速度 惯性力 （3）所设计的凸轮廓线应便于加工。
《机械设计基础》第4章 凸轮机构
4.3 盘状凸轮轮廓设计
例1：从动件的位移线图、凸轮的基圆半径rb、凸轮以等角 速度ω1顺时针回转，绘出尖顶从动件盘形凸轮的轮廓。
《机械设计基础》第4章 凸轮机构
4.3 图解法设计盘状凸轮轮廓
《机械设计基础》第4章 凸轮机构
4.4 凸轮机构基本尺寸的确定
1、压力角及其许用值
R = tgα R
当驱动从动件运动的分力 一定时，压力角越 大则侧向分力越大，机构的效率越低。当增大 到一定程度，使所引起的摩擦阻力大于轴向分 力时，无论凸轮加给从动件的作用力多大，从 动件都不能运动，这种现象称为自锁。
摆动
力封闭型：利用从动件的重量、弹簧力或其它 外力使从动件与凸轮保持接触。
《机械设计基础》第4章 凸轮机构
形封闭型：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。
《机械设计基础》第4章 凸轮机构
4.2 从动件常用运动规律
1、凸轮与从动件的运动关系
《机械设计基础》第4章 凸轮机构
《机械设计基础》第4章 凸轮机构
2、从动件常用运动规律
等 速 运 动 规 律
《机械设计基础》第4章 凸轮机构
等 加 速 等 减 速 运 动 规 律
《机械设计基础》第4章 凸轮机构
简谐运动规律
《机械设计基础》第4章 凸轮机构
从动件运动规律的选择：
（1）满足机械的工作要求 （2）具有良好的动力特性：
4.1 凸轮机构的类型及应用
1、凸轮机构的组成
由凸轮、从动件和机架组成。
机架 从动件
凸轮
《机械设计基础》第4章 凸轮机构
4.3 盘状凸轮轮廓设计
例1：从动件的位移线图、凸轮的基圆半径rb、凸轮以等角 速度ω1顺时针回转，绘出尖顶从动件盘形凸轮的轮廓。
《机械设计基础》第4章 凸轮机构
4.3 图解法设计盘状凸轮轮廓
《机械设计基础》第4章 凸轮机构
4.4 凸轮机构基本尺寸的确定
1、压力角及其许用值
R = tgα R
当驱动从动件运动的分力 一定时，压力角越 大则侧向分力越大，机构的效率越低。当增大 到一定程度，使所引起的摩擦阻力大于轴向分 力时，无论凸轮加给从动件的作用力多大，从 动件都不能运动，这种现象称为自锁。
摆动
力封闭型：利用从动件的重量、弹簧力或其它 外力使从动件与凸轮保持接触。
《机械设计基础》第4章 凸轮机构
形封闭型：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。
《机械设计基础》第4章 凸轮机构
4.2 从动件常用运动规律
1、凸轮与从动件的运动关系
《机械设计基础》第4章 凸轮机构
《机械设计基础》第4章 凸轮机构
2、从动件常用运动规律
等 速 运 动 规 律
《机械设计基础》第4章 凸轮机构
等 加 速 等 减 速 运 动 规 律
《机械设计基础》第4章 凸轮机构
简谐运动规律
《机械设计基础》第4章 凸轮机构
从动件运动规律的选择：
（1）满足机械的工作要求 （2）具有良好的动力特性：
4.1 凸轮机构的类型及应用
1、凸轮机构的组成
由凸轮、从动件和机架组成。
机架 从动件
凸轮
机械设计基础第4章凸轮机构(1)
从动件运动线图
§4.2
从动件常用运动规律
4.2.1 凸轮机构的工作过程分析 以尖顶直动从动件盘形凸轮机构为例，观察凸轮机构的运动情况 主动件凸轮连续转动 从动件上下移动 移动规律： 升——停——降——停
点击图动画演示
§4.2
从动件常用运动规律
4.2.1 凸轮机构的工作过程分析 名词术语及符号 1)基圆：以凸轮轮廓的最小向 径rb为半径所作的圆 2)推程: 当凸轮以等角速度ω逆时 针转过δ0角时，从动件 由最低位置A被到最高位 置B的运动过程. 相应的凸轮转角δ0称为推 程角 点击图动画演示
简谐运动规律位移线图的绘制 角度比例
§4.2
从动件常用运动规律
匀加速等匀速运动规律位移线图的绘制 角度比例
度 / mm或度/cm
点击图动画演示
§4.2
从动件常用运动规律
3.简谐运动规律（余弦加速度 运动规律） 简谐运动：一质点M在圆周上作匀速运动时， 该点在此圆直径上的投影所构成的运动
点击图动画演示
§4.2
从动件常用运动规律Leabharlann 第4章 凸轮机构第4章
凸轮机构
§4.1 凸轮机构的应用和分类
§4.2 从动件常用运动规律
§4.3 盘形凸轮轮廓曲线的设计
§4.4 凸轮的加工方法
*§4.5 解析法设计盘形凸轮轮廓简介 §4.6 凸轮机构设计的其他问题 §4.7 凸轮的结构和材料
§ 4 .1
组成
凸轮机构的应用和分类
凸轮（主动件）、从动件和机架
§4.2
从动件常用运动规律
4.2.1 凸轮机构的工作过程分析
1)基圆rb
2)推程、推程角δ0 3)远停程、远休止角δ01 4)回程、回程角δ0’ 5)近停程：当凸轮继续转过δ02’ 角时，从动件处于最低位置静 止不动的过程 ，相应的凸轮转 角δ02称为近休止角 点击图动画演示
机械设计基础 第4章 凸轮机构
机械设计基础——凸轮机构
4-1 凸轮机构的组成及分类
一、组成
• 动画１、动画2
• 由三个构件组成的一种高副机构 • 凸轮cam：具有曲线轮廓或凹槽的构件 • 推杆/ 从动件follower: 运动规律由凸轮
廓线和运动尺寸决定 • 机架 frame
凸轮 推杆
机械设计基础——凸轮机构
二、特点
优点： • 实现各种复杂的运动要求 • 结构简单、紧凑 • 设计方便
机械设计基础——凸轮机构
第4章 凸轮机构
4-1 凸轮机构的应用及分类 4-2 推杆的运动规律 4-3 凸轮轮廓曲线的设计 4-4 凸轮机构基本尺寸的确定
机械设计基础——凸轮机构
基本要求: • 了解凸轮机构的类型及特点 • 掌握从动件常用运动规律的特点 • 掌握凸轮机构基本尺寸确定的原则 • 熟练掌握反转法原理并进行凸轮机构设计
缺点： • 点、线接触，易磨损 • 不适合高速、重载
凸轮 推杆
机械设计基础——凸轮机构
三、分类
1 按凸轮的形状分
凸轮
2 按从动件的形状分
推杆
3 按从动件的运动形式分
4 按从动件的布置形式分
5 小结
机械设计基础——凸轮机构
1 按凸轮的形状分
盘形凸轮, 实例
• 凸轮呈向径变化的盘形 • 结构简单, 应用最广泛
s
A’
h
02 D
0’
A
r0 0
01
B
C
0
0
推程
01
远休止
t
0’
02
回程
近休止
• 回程，回程运动角0' • 近休止，近休止角02 • 行程（升程），h • 运动线图: 从动件的位移、速度、加速度
机械设计基础--第四章(凸轮机构)
二、学习指导
图4-10
三、典型实例分析
例4-1 试设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构。已 知凸轮以等角速度1逆时针方向转动，偏距e =10mm，凸轮 的基圆半径 rb= 50mm，从动件的升程h=20mm，滚子半径rT =10mm，h=120 o，s=90 o，h=90 o，s=60 o。从动件在推 程作等加速等减速运动，回程作等速运动。试用图解法绘制 凸轮的轮廓。
二、学习指导
图4-1
图4-2
二、学习指导
2. 凸轮机构的特点 ⑴ 优点是：只需确定适当的凸轮轮廓就可使从动件得到任
意预期的运动规律，结构简单，体积较小，易于设计。
⑵ 缺点是：由于凸轮与从动件是高副接触，压力较大，易 磨损，故不宜用于大功率传动；又由于受凸轮尺寸限制，凸轮
机构也不适用于要求从动件工作行程较大的场合。
高等院校现代机械设计系列教材
Fundamentals of Machine Design
（第四章）
第四章
凸轮机构
一、基本内容及学习要求 二、学习指导 三、典型实例分析 四、复习题 五、复习题参考答案
回目录
一、基本内容及学习要求
⒈ 基本内容 (1) 凸轮机构的应用和分类；
(2) 从动件的常用运动规律；
(3) 按已知运动规律绘制平面凸轮轮廓；
(4) 凸轮机构设计中应注意的几个问题。
一、基本内容及学习要求
⒉ 学习要求 ⑴ 了解凸轮机构的应用和分类方法。 ⑵ 掌握等速运动、等加速等减速运动规律的特点及位移 线图的绘制方法，能分析凸轮机构产生刚性冲击或柔性冲击 的原因。 ⑶ 掌握直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制方法。 ⑷ 掌握任意位置时凸轮机构压力角的绘制。了解选择滚 子半径的原则、压力角与自锁的关系及基圆半径对压力角的 影响等。
《机械原理》第四章凸轮机构与其设计
标准传动函数介绍
刚性机构的输入参数x转变为输出参数y仅 与机构几何学有关。此关系在数学上理解 为机构的传动函数y=y(x)
标准传动函数f(z)的单位为1,满足定义域 z∈[0,1],值域f(z) ∈[0,1],且满足边界条 件f(0)=0, f(1)=1。
当满足f(z)=1-f(1-z)时为对称标准传动函 数。
基本概念
行程
从动件往复运动的最大 位移，用h表示。
10/16/2020
第四章 凸轮机构及其设计
基本概念
推程
从动件背离凸轮轴心运 动的行程。
推程运动角
与推程对应的凸轮转角。
10/16/2020
第四章 凸轮机构及其设计
基本概念
回程
从动件向着凸轮轴心运 动的行程。
回程运动角
与回程对应的凸轮转角。
Knowledge Points
凸轮机构的组成 凸轮机构的分类 凸轮机构的优点、缺点
10/16/2020
第四章 凸轮机构及其设计
凸轮机构的组成
凸轮是具有曲线轮廓 或凹槽的构件
凸轮机构一般由凸轮、 从动件和机架三个构 件组成。
10/16/2020
第四章 凸轮机构及其设计
凸轮机构的分类
按照凸轮的形状分类 按照从动件的型式分
形锁合
所谓形锁合型，是指 利用高副元素本身的 几何形状使从动件与 凸轮轮廓始终保持接 触。
10/16/2020
第四章 凸轮机构及其设计
凸轮机构的优点
结构简单、紧凑，占据空间较小；具有多 用性和灵活性，从动件的运动规律取决于 凸轮轮廓曲线的形状。对于几乎任意要求 的从动件的运动规律，都可以毫无困难地 设计出凸轮廓线来实现。
10/16/2020
机械设计基础第四章
28
第二十八页，编辑于星期日：十五点 六分。
Fy Fn cos；Fx Fn sin
Fx → 摩擦力Ff
Fy推动从动件运动，需克 服工作阻力FQ和Ff。
当Fy< Ff时，即使FQ=0， 不论Fn有多大，都无法推
动从动件运动。
——自锁
29
第二十九页，编辑于星期日：十五点 六分。
❖ 凸轮机构的自锁: 从动件在驱动力作用下, 所引起
13
第十三页，编辑于星期日：十五点 六分。
一、等速运动规律
v2
h t1
常数
s2
v2
t
h t1
t
a2 0
刚性冲击
14
第十四页，编辑于星期日：十五点 六分。
❖ 从动件的速度有突变，加速度理论上发 生无穷突变，产生巨大的惯性力，从而 对凸轮机构造成强烈冲击。
❖ 匀速运动规律适用于低速轻载的凸轮机 构。
第四章 凸轮机构及其他 间歇运动机构
1
第一页，编辑于星期日：十五点 六分。
❖ 凸轮机构的应用和分类 ❖ 从动件常用的运动规律 ❖ 凸轮机构的压力角与基圆半径 ❖ 盘形凸轮轮廓曲线的设计 ❖ 常见的间歇运动机构
2
第二页，编辑于星期日：十五点 六分。
§4-1 凸轮机构的应用和分类
凸轮：具有一定形状的曲线 轮廓或凹槽的构件
rk＜ρmin时，可画出完整的轮廓曲线β’
49
第四十九页，编辑于星期日：十五点 六分。
rk＝ρmin时， ρ′=0
β’出现尖点
易磨损，从而改变预定的从动件运动规律
50
第五十页，编辑于星期日：十五点 六分。
rk>ρmin时， ρ’<0
β’将出现交叉，在交
机械设计基础第四章凸轮机构及其他常用机构
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月24 日上午1 0时55 分20.10. 2420.1 0.24
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2 020年1 0月24 日星期 六上午1 0时55 分24秒1 0:55:24 20.10.2 4
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020 年10月 上午10 时55分2 0.10.24 10:55October 24, 2020
二、从动件运动规律
等速运动规律
h
Φ0
Φs
Φ0
Φs
等加速等减速运动规律
h
Φ0
Φs
Φ0 Φs
余弦加速度（简谐）运动规律
h
Φ0
Φs
Φ0 Φs
正弦加速度（摆线）运动规律
h
Φ0
Φs
Φ0 Φs
3-4-5多项式运动规律
h
Φ0
Φs
Φ0 Φs
三、从动件运动规律的选择
在选择从动件的运动规律时，除要考虑刚性冲击与柔性
k
2 1
2
21 22 ,
2
22 z
z ——槽轮径向槽数
k( 2 )
z
2
k z2
2z
要使槽轮运动，其运动时间 t2>0即 ：
0
z 2
1
k 2z z2
z 3 时 k 6（k=1～5)，
z 4 时 k 4 （k=1～3)，
z 5 时 k 10
3
（k=1～3)。
三、不完全齿轮机构
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 10.2410 :55:241 0:55Oct-2024- Oct-20
机械设计基础电子教案第4章 凸轮机构及其设计-文档资料
图4.3.4 滚子从动件盘形凸轮机构的设计
4.4 凸轮设计中的几个问题 4.4.1 凸轮机构的压力角和自锁
图4.4.1 凸轮机构的压力角
图4ห้องสมุดไป่ตู้4.2 凸轮机构压力角的检验
4.4.2 基圆半径的确定 4.4.3 滚子半径的确定
图4.4.3 滚子半径与凸轮轮廓曲线曲率半径的关系
4.2.2 常用的从动件运动规律
图4.2.2 常用的从动件运动规律
4.3 凸轮轮廓设计
图4.3.1 反转法原理
4.3.1
图4.3.2 对心移动尖顶从动件盘形凸轮机构的设计
4.3.2 偏置移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的设计
图4.3.3 偏置移动尖顶从动件盘形凸轮机构的设计
4.3.3 移动滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计
第4 章 4.1 4.1.1
图4.1.1
图4.1.2
4.1.2
图4.1.3
图4.1.4
图4.1.5
图4.1.6
图4.1.7
4.2 常用的从动件运动规律 4.2.1 平面凸轮机构的基本尺寸和运动参数
图4.2.1 凸轮机构的运动过程
4.2.2 常用的从动件运动规律
图4.2.2 常用的从动件运动规律
机械设计基础课件第四章
§4.4 凸轮机构设计中应注意的问题
压力角允许值 （1）压力角选择原则 ：
αmax≤[α]
（2）压力角许用值 推程： 直动从动件凸轮机构：[α]≤30° 摆动从动件凸轮机构：[α]≤30°~45° 回程：[α]=70°~80°
§4.4 凸轮机构设计中应注意的问题
2．压力角的校核 校核目的: 确保良好的运动特性。
§4.1 凸轮机构的应用和分类
绕线机构
1—盘形凸轮；2—引线杆；3—绕线轴
§4.1 凸轮机构的应用和分类
由以上的例子可知，凸轮机构有如下基本特性： 当凸轮转动时，借助于本身的曲线轮廓或凹槽迫使从动 杆作一定规律的运动，即从动杆的运动规律取决于凸轮轮 廓曲线或凹槽曲线的形状。
优点： 只需设计出适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到任意的 预期运动，且结构简单、紧凑、设计方便。 缺点： 凸轮与从动件间为点或线接触，易磨损，只可用于传力 不大的场合；凸轮轮廓精度要求较高，需用数控机床进行加 工；从动件的行程不能过大，否则会使凸轮变得笨重。
4.4.1滚子半径的选取 （1）当理论轮廓曲线内凹时：
ρ=ρ0+rT
ρ0：理论轮廓曲率半径； rT：滚子半径；
ρ：实际轮廓的曲率半径。
无论rT取何值，凸轮工作轮廓 总是光滑曲线，即rT的大小可不受 ρ0的限制。
§4.4 凸轮机构设计中应注意的问0，实际轮廓
（2）运动方程： 等加速段的运动方程为:
s
1 2
a0t 2
2h
2 t
2
v
a0t
4h
2 t
a
a0
4h 2
2 t
§4.2 从动件的常用运动规律
根据运动线图的对称性，可得等减速段的运动方程为
机械设计基础 第七版 第4章 凸轮机构
动画
4.1.2 凸轮机构的分类
2 按从动件的端部结构分类
(2)滚子从动件 从动件端部装有可以自山转动 的滚子，滚子与凸轮轮廓之间为滚 动摩擦，耐磨损，可以承受较大的 载荷，故应用广泛，如图所示。
动画
4.1.2 凸轮机构的分类
2 按从动件的端部结构分类
(3)平底从动件
从动件的端部是一平底，这种
从动件与凸轮轮廓接触处在一定条
1
按凸轮形状分类
(3)圆柱凸轮 圆柱体的表面上具有曲线凹槽或端面上具有曲线轮廓，称为圆
柱凸轮。属于空间凸轮机构。
动画 圆柱凸轮机构
4.1.2 凸轮机构的分类
2 按从动件的端部结构分类
(1)尖顶从动件 从动件端部以尖顶与凸轮轮廓接 触，如图所示。这种从动件结构最简 单，尖顶能与复杂的凸轮轮廓保持接 触，因此理论上可以实现任意预期的 运动规律。尖顶从动件是研究其他类 型从动件凸轮机构的基础。由于尖顶 与凸轮是点接触，易磨损，故仅适用 于低速轻载的凸轮机构中。
4.1 凸轮机构的类型及应用 4.2 凸轮机构的从动件常用运动规律 4.3 盘形凸轮轮廓的设计方法 4.4 凸轮机构设计中应注意的问题 4.5 凸轮机构的常用材料和结构
4.1 凸轮机构的类型及应用
学习要点 •了解凸轮机构的组成、分类方法和在工程实际中的应用。
4.1.1 凸轮机构的应用和组成 4.1.2 凸轮机构的分类
4.1.2 凸轮机构的分类
1
按凸轮形状分类
(1)盘形凸轮
具有变化向径的盘状构件称为盘形凸轮。它是凸轮的基本形式。
内燃机配气机构
绕线机的凸轮机构
4.1.2 凸轮机构的分类
1
按凸轮形状分类
(2)移动凸轮 做移动的平面凸轮。可看作是当转动中心在无穷远处时盘形凸
4.1.2 凸轮机构的分类
2 按从动件的端部结构分类
(2)滚子从动件 从动件端部装有可以自山转动 的滚子，滚子与凸轮轮廓之间为滚 动摩擦，耐磨损，可以承受较大的 载荷，故应用广泛，如图所示。
动画
4.1.2 凸轮机构的分类
2 按从动件的端部结构分类
(3)平底从动件
从动件的端部是一平底，这种
从动件与凸轮轮廓接触处在一定条
1
按凸轮形状分类
(3)圆柱凸轮 圆柱体的表面上具有曲线凹槽或端面上具有曲线轮廓，称为圆
柱凸轮。属于空间凸轮机构。
动画 圆柱凸轮机构
4.1.2 凸轮机构的分类
2 按从动件的端部结构分类
(1)尖顶从动件 从动件端部以尖顶与凸轮轮廓接 触，如图所示。这种从动件结构最简 单，尖顶能与复杂的凸轮轮廓保持接 触，因此理论上可以实现任意预期的 运动规律。尖顶从动件是研究其他类 型从动件凸轮机构的基础。由于尖顶 与凸轮是点接触，易磨损，故仅适用 于低速轻载的凸轮机构中。
4.1 凸轮机构的类型及应用 4.2 凸轮机构的从动件常用运动规律 4.3 盘形凸轮轮廓的设计方法 4.4 凸轮机构设计中应注意的问题 4.5 凸轮机构的常用材料和结构
4.1 凸轮机构的类型及应用
学习要点 •了解凸轮机构的组成、分类方法和在工程实际中的应用。
4.1.1 凸轮机构的应用和组成 4.1.2 凸轮机构的分类
4.1.2 凸轮机构的分类
1
按凸轮形状分类
(1)盘形凸轮
具有变化向径的盘状构件称为盘形凸轮。它是凸轮的基本形式。
内燃机配气机构
绕线机的凸轮机构
4.1.2 凸轮机构的分类
1
按凸轮形状分类
(2)移动凸轮 做移动的平面凸轮。可看作是当转动中心在无穷远处时盘形凸
《机械原理》第四章凸轮机构及其设计
冲 击 特 性 刚性
柔性
柔性
vmax/(hω/ Φ)
1.00 2.00
1.57
amax/(hω2/Φ 2)
jmax/(hω3/Φ3)
适用场合
∞ 4.00
－
低速轻载
∞
中速轻载
4.93
∞
中速中载
摆线 （正弦加速度）
无
2.00
6.28
39.5
高速轻载
3－4－5次多项
式
无
（五次多项式）
1:14 PM
1.88
1:14 PM
第四章 凸轮机构及其设计
凸轮廓线设计的基本原理
真实运动与反转对照 这种方法是假定凸轮
固定不动而使从动件 连同导路一起反转， 故称反转法（或运动 倒置法）。
1:14 PM
第四章 凸轮机构及其设计
移动从动件盘形凸轮廓线的设计
例：偏置移动尖端从动件
盘形凸轮机构 已知凸轮的基圆半径为r0，
1:14 PM
第四章 凸轮机构及其设计
§4-3 按给定运动规 律设计凸轮轮廓曲线— —作图法
Knowledge Points
凸轮廓线设计的基本原理 移动从动件盘形凸轮廓线的设计 摆动从动件盘形凸轮廓线的设计 圆柱凸轮轮廓曲线的设计
1:14 PM
第四章 凸轮机构及其设计
凸轮廓线设计的基本原理
第四章 凸轮机构及其设计
基本概念
偏距
凸轮回转中心至从动件 导路的偏置距离e。
偏距圆
以e为半径作的圆。
1:14 PM
第四章 凸轮机构及其设计
基本概念
行程
从动件往复运动的最大 位移，用h表示。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
25
图4.15 滚子半径的选择
26
图4.16 理论轮廓最小曲率半径的求法
27Βιβλιοθήκη 图4.17 凸轮机构压力角
28
图4.18 检验压力角
29
4.5 4.5.1 4.5.2 （1）凸轮轴 （2 （3 （4
30
图4.19 凸轮轴
31
图4.20 整体式凸轮
32
图4.21 镶块式凸轮
33
图4.22 组合式凸轮
34
图4.23 凸轮在轴上的固定方式
35
第4章 凸轮机构及其设计
提示：本章应了解凸轮机构的类型、特点和 适用场合；掌握从动件常见的运动规律与位移图
1
4.1 4.1.1 4.1.2 （1 (2) （3 （4
2
图4.1 内燃机的配气机构
3
图4.2 送料机构
4
图4.3
5
图4.4 圆柱凸轮机构（进刀机构）
6
图4.5 从动件的端部结构形式
17
图4.11 尖顶对心移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的画法 18
图4.12 滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线的画法
19
图4.13 偏置直动滚子盘形凸轮轮廓线方程推导
20
图4.14 凸轮轮廓设计程序框图
21
22
23
24
4.4 4.4.1 滚子半径的选择 （1 (2) 4.4.2 压力角的校核 4.4.3 基圆半径的确定
7
4.2 4.2.1 4.2.2 从动件常用运动规律 (1) （2 （3
8
图4.6 对心尖顶移动从动件盘形凸轮机构
9
图4.7 等速运动
10
图4.8 等加速等减速运动
11
图4.9 简谐运动
12
13
14
15
4.3 4.3.1 （1 (2) 4.3.2 (1) （2 （3
16
图4.10 反转法原理