机械基础凸轮机构培训课件.pptx
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机械工业出版社
11.2 从动件的常用运动规律
推程：当凸轮连续转动时，从动件尖端被凸轮轮廓由最 低点推至最高点的过程。
行程（h）:从动件由最低点上升到最高点的距离称为行 程，用h表示。
机械工业出版社
11.2 从动件的常用运动规律
推程运动角Φ0 ：在推程中，凸轮相应的转角称为推程 运动角，用Φ0表示。
自动车床靠模机构
机械工业出版社
11.1 凸轮机构的应用和分类
11.1.2 凸轮机构的分类 1.按凸轮形状分类 （1）盘形凸轮 （2）移动凸轮 （3）圆柱凸轮
盘形凸轮
移动凸轮
圆柱凸轮
机械工业出版社
11.1 凸轮机构的应用和分类
2.按从动件结构形状分类 （1）尖顶从动件 （2）滚子从动件 （3）平底从动件
远休止：当凸轮连续转动时，从动件尖端被在最高点位 置不动的过程。
机械工业出版社
11.2 从动件的常用运动规律
远程休止角Φ s：在远休止时，当凸轮继续转动，凸轮所转过的角 度，用Φ s 表示。
回程：当凸轮连续转动时，从动件尖端由最高点回到最低点的过程。
回程运动角Φ 0 ′：在回程中，凸轮所转过的角度，用Φ 0 ′ 表示。
机械工业出版社
11.2 从动件的常用运动规律
（2）运动方程
位移方程:s=hφ /Φ0 (0≤ φ ≤ Φ0 )
速度方程:v=hω/Φ0 (0 ≤φ ≤ Φ0)
加速度方程:a=0
(0 ≤φ ≤ Φ0)
（3） 运动线图
位移线图－斜直线
速度线图－水平线
加速度线图－与水平坐标轴重合
机械工业出版社
11.2 从动件的常用运动规律
机械工业出版社
11.2 从动件的常用运动规律
近休止：当凸轮连续转动时，从动件尖端被在最低点 位置不动的过程。
近休止角Φ sˊ：在近休止时，凸轮所转过的角度，用
Φ
ˊ s
表示。
机械工业出版社
11.2 从动件的常用运动规律
想一想 练一练 如图11-5所示凸轮机构运动简图，凸轮的实际轮廓线
为一圆，其圆心为A点，半径R=40mm， LOA=25mm。试 确定凸轮的基圆半径和从动件的行程。
（4）运动特性分析 刚性冲击：从动件的瞬时加速度 趋于无穷大时，惯性力也趋于无穷大 ，致使机构产生强烈的冲击，这种 冲击称为刚性冲击。 （5）适用范围：由于产生刚性冲 击，故只适用低速、轻载的凸轮机构。
机械工业出版社
11.2 从动件的常用运动规律
2.等加速等减速运动规律 (1)概念：当凸轮以等角速度
答案：基圆半径r0=15mm; 从动件的行程h=50mm。
机械工业出版社
11.2 从动件的常用运动规律
11.2.2 从动件常用的运动规律 从动件的运动规律：是指从动件位移s、速度v、加速度
a随凸轮转角φ的变化规律。
机械工业出版社
11.2 从动件的常用运动规律
1.等速运动规律 （1）概念：当凸轮以等角速度ω转动时，从动件在推程 或回程中的速度保持不变的运动规律，称之为等速运动规律。
尖顶从动件
滚子从动件
平底从动件
机械工业出版社
11.1 凸轮机构的应用和分类
此外，为了使凸轮与从动件始终保持接触，还可以利 用重力、弹簧力或依靠凸轮上不凹槽来实现。
力锁合
形锁合
机械工业出版社
ห้องสมุดไป่ตู้
11.2 从动件的常用运动规律
11.2.1 凸轮机构的运动过程及有关名称 1.凸轮机构的运动过程 基圆（r0）：以凸轮最小向径作的圆称为基圆，其半径 称为基圆半径，用表示r0。
自动车床中的转塔式自动换刀装置
机械工业出版社
凸轮机构
1 凸轮机构的特点、应用和分类 2 从动件常用的运动规律 3 凸轮轮廓曲线的设计 4 凸轮工作轮廓的校核 5 凸轮机构的结构和材料 6 综合案例分析 7 课堂练习
机械工业出版社
学习目标
1
了解凸轮机构的工作原理、 分类和应用
2
掌握从动件常用的运动规律 和运动特性
机械工业出版社
11.1 凸轮机构的应用和分类
1.凸轮机构的应用
经分析可知：凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成
机械工业出版社
11.1 凸轮机构的应用和分类
2.凸轮机构的特点
优点：（1）与连杆机构相比，其结构简单、紧凑、设计方便。 （2）从动件便于准确地实现预期的运动规律和轨迹。
缺点：凸轮与从动件为点线接触、压强大、易磨损，所以常用于 传力不大的机械、仪表及控制机构中。
速度方程：
v=4hωφ / Φ0 2——加速段 (0 ≤φ≤Φ0 /2)
v=4h ω /Φ0 2 （Φ0–φ） —减速段
(Φ0 /2 ≤φ ≤Φ0)
机械工业出版社
11.2 从动件的常用运动规律
(2)运动方程 加速度方程:
a=4hω/Φ02 ——加速段 (0 ≤φ≤ Φ0 /2) a=-4hω / Φ02—减速段 (Φ0 /2 ≤φ≤Φ0)
ω转动时，从动件在推程或回程中 ，前半程为等加速运动，后半程为 等减速运动，且加速度的绝对值相 等的运动规律，称之为等加速等减 速运动规律。
机械工业出版社
11.2 从动件的常用运动规律
(2)运动方程 位移方程:
s=(2h/ Φ0 2 )φ2——加速段 (0 ≤φ≤Φ 0 /2) s=h-2h /Φ 0 2 （Φ0 –φ）2 —减速段 (Φ /2 ≤φ ≤Φ0)
3
熟练掌握用图解法设计对心 直动从动件盘形凸轮轮廓
机械工业出版社
学习重点、难点
1
凸轮机构的工作原理、类 型和特点
凸轮从动件常用的运动规
2 律和运动特性
3
图解法设计尖顶对心直动 从动件凸轮轮廓
机械工业出版社
11.1 凸轮机构的特点、应用和分类
凸轮机构的工作原理：借助凸轮的轮廓实现从动件预期 的运动规律。
机械工业出版社
11.2 从动件的常用运动规律
（3）运动特性分析： 柔性冲击：从动件的瞬时加速
度发生有限值变化，惯性力也发生 有限值变化，机构由此受到的冲击 称为柔性冲击。
（４）适用范围：由于存在柔性冲 击，故仅适用中、低速场合。
机械基础—凸轮机构
Copyright 机械工业出版社
案例导入
凸轮机构是机械中的一种常用机构，常用于将主动件 的连续转动转变为从动件的往复移动或摆动，能使从动件 获得预先给定的运动规律，因而广泛用于自动化和半自动 化机械中。
自动车床中的转塔式自动换刀装置
机械工业出版社
案例导入
问题： （1）凸轮的类型有几种，可以实现何种运动？ （2）如何设计凸轮的轮廓以实现从动件预期的运动规律？ （3）如何设计可以保证机构具有良好的传动性能？
11.2 从动件的常用运动规律
推程：当凸轮连续转动时，从动件尖端被凸轮轮廓由最 低点推至最高点的过程。
行程（h）:从动件由最低点上升到最高点的距离称为行 程，用h表示。
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11.2 从动件的常用运动规律
推程运动角Φ0 ：在推程中，凸轮相应的转角称为推程 运动角，用Φ0表示。
自动车床靠模机构
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11.1 凸轮机构的应用和分类
11.1.2 凸轮机构的分类 1.按凸轮形状分类 （1）盘形凸轮 （2）移动凸轮 （3）圆柱凸轮
盘形凸轮
移动凸轮
圆柱凸轮
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11.1 凸轮机构的应用和分类
2.按从动件结构形状分类 （1）尖顶从动件 （2）滚子从动件 （3）平底从动件
远休止：当凸轮连续转动时，从动件尖端被在最高点位 置不动的过程。
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11.2 从动件的常用运动规律
远程休止角Φ s：在远休止时，当凸轮继续转动，凸轮所转过的角 度，用Φ s 表示。
回程：当凸轮连续转动时，从动件尖端由最高点回到最低点的过程。
回程运动角Φ 0 ′：在回程中，凸轮所转过的角度，用Φ 0 ′ 表示。
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11.2 从动件的常用运动规律
（2）运动方程
位移方程:s=hφ /Φ0 (0≤ φ ≤ Φ0 )
速度方程:v=hω/Φ0 (0 ≤φ ≤ Φ0)
加速度方程:a=0
(0 ≤φ ≤ Φ0)
（3） 运动线图
位移线图－斜直线
速度线图－水平线
加速度线图－与水平坐标轴重合
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11.2 从动件的常用运动规律
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11.2 从动件的常用运动规律
近休止：当凸轮连续转动时，从动件尖端被在最低点 位置不动的过程。
近休止角Φ sˊ：在近休止时，凸轮所转过的角度，用
Φ
ˊ s
表示。
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11.2 从动件的常用运动规律
想一想 练一练 如图11-5所示凸轮机构运动简图，凸轮的实际轮廓线
为一圆，其圆心为A点，半径R=40mm， LOA=25mm。试 确定凸轮的基圆半径和从动件的行程。
（4）运动特性分析 刚性冲击：从动件的瞬时加速度 趋于无穷大时，惯性力也趋于无穷大 ，致使机构产生强烈的冲击，这种 冲击称为刚性冲击。 （5）适用范围：由于产生刚性冲 击，故只适用低速、轻载的凸轮机构。
机械工业出版社
11.2 从动件的常用运动规律
2.等加速等减速运动规律 (1)概念：当凸轮以等角速度
答案：基圆半径r0=15mm; 从动件的行程h=50mm。
机械工业出版社
11.2 从动件的常用运动规律
11.2.2 从动件常用的运动规律 从动件的运动规律：是指从动件位移s、速度v、加速度
a随凸轮转角φ的变化规律。
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11.2 从动件的常用运动规律
1.等速运动规律 （1）概念：当凸轮以等角速度ω转动时，从动件在推程 或回程中的速度保持不变的运动规律，称之为等速运动规律。
尖顶从动件
滚子从动件
平底从动件
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11.1 凸轮机构的应用和分类
此外，为了使凸轮与从动件始终保持接触，还可以利 用重力、弹簧力或依靠凸轮上不凹槽来实现。
力锁合
形锁合
机械工业出版社
ห้องสมุดไป่ตู้
11.2 从动件的常用运动规律
11.2.1 凸轮机构的运动过程及有关名称 1.凸轮机构的运动过程 基圆（r0）：以凸轮最小向径作的圆称为基圆，其半径 称为基圆半径，用表示r0。
自动车床中的转塔式自动换刀装置
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凸轮机构
1 凸轮机构的特点、应用和分类 2 从动件常用的运动规律 3 凸轮轮廓曲线的设计 4 凸轮工作轮廓的校核 5 凸轮机构的结构和材料 6 综合案例分析 7 课堂练习
机械工业出版社
学习目标
1
了解凸轮机构的工作原理、 分类和应用
2
掌握从动件常用的运动规律 和运动特性
机械工业出版社
11.1 凸轮机构的应用和分类
1.凸轮机构的应用
经分析可知：凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成
机械工业出版社
11.1 凸轮机构的应用和分类
2.凸轮机构的特点
优点：（1）与连杆机构相比，其结构简单、紧凑、设计方便。 （2）从动件便于准确地实现预期的运动规律和轨迹。
缺点：凸轮与从动件为点线接触、压强大、易磨损，所以常用于 传力不大的机械、仪表及控制机构中。
速度方程：
v=4hωφ / Φ0 2——加速段 (0 ≤φ≤Φ0 /2)
v=4h ω /Φ0 2 （Φ0–φ） —减速段
(Φ0 /2 ≤φ ≤Φ0)
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11.2 从动件的常用运动规律
(2)运动方程 加速度方程:
a=4hω/Φ02 ——加速段 (0 ≤φ≤ Φ0 /2) a=-4hω / Φ02—减速段 (Φ0 /2 ≤φ≤Φ0)
ω转动时，从动件在推程或回程中 ，前半程为等加速运动，后半程为 等减速运动，且加速度的绝对值相 等的运动规律，称之为等加速等减 速运动规律。
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11.2 从动件的常用运动规律
(2)运动方程 位移方程:
s=(2h/ Φ0 2 )φ2——加速段 (0 ≤φ≤Φ 0 /2) s=h-2h /Φ 0 2 （Φ0 –φ）2 —减速段 (Φ /2 ≤φ ≤Φ0)
3
熟练掌握用图解法设计对心 直动从动件盘形凸轮轮廓
机械工业出版社
学习重点、难点
1
凸轮机构的工作原理、类 型和特点
凸轮从动件常用的运动规
2 律和运动特性
3
图解法设计尖顶对心直动 从动件凸轮轮廓
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11.1 凸轮机构的特点、应用和分类
凸轮机构的工作原理：借助凸轮的轮廓实现从动件预期 的运动规律。
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11.2 从动件的常用运动规律
（3）运动特性分析： 柔性冲击：从动件的瞬时加速
度发生有限值变化，惯性力也发生 有限值变化，机构由此受到的冲击 称为柔性冲击。
（４）适用范围：由于存在柔性冲 击，故仅适用中、低速场合。
机械基础—凸轮机构
Copyright 机械工业出版社
案例导入
凸轮机构是机械中的一种常用机构，常用于将主动件 的连续转动转变为从动件的往复移动或摆动，能使从动件 获得预先给定的运动规律，因而广泛用于自动化和半自动 化机械中。
自动车床中的转塔式自动换刀装置
机械工业出版社
案例导入
问题： （1）凸轮的类型有几种，可以实现何种运动？ （2）如何设计凸轮的轮廓以实现从动件预期的运动规律？ （3）如何设计可以保证机构具有良好的传动性能？