凸轮轮廓曲线设计教学设计
机械设计-凸轮轮廓曲线的设计
4.对心直动尖端从动件盘形凸轮轮廓设计 -ω 对心直动尖顶推杆凸轮机构中，已知凸轮的基圆半径r0，角速
度ω和推杆的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。
8’ 9’
ω
7’
11’
5’ 3’
1’
12’
13’ 14’
12345678 9 11 13 15
凸轮轮廓线的设计
凸轮轮廓曲线的设计
1 凸轮轮廓曲线的设计 2 凸轮机构设计中的几个问题
一、凸轮轮廓曲线的设计
1.设计方法 (1)图解法：直观，简单；但误差大，效率低，适用于不重要
的凸轮。 (2)解析法：精确，高效，可直接用于数控加工编程，适用于
高速和高精度凸轮。
2.反转法作图的原理 假设在整个机构上加上一个与凸轮角速度大小相等、 方向相反
7’
11’
5’ 3’
1’
12’
13’ 14’
1 3 5 7 8 9 11 13 15
设计步骤：
①选比例尺μl作基圆r0。 ②反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。 ③确定反转后，从动件滚子中心在各等份点的位置。
④将各中心点连接成一条光滑曲线。 ⑤作各位置滚子圆的内(外)包络线(中心轨迹的等距曲线)。
ω ω
压力角许用值
αmax≤[α]
推程： 移动从动件 [α] ＝30°， （当载荷小时 [α]=45°）； 摆动从动件 [α] ＝ 45°。 回程： 通常取[α] ≤ 70°～80°。
最大压力角可测量或计算确定。
用角度尺测量压力角
3、凸轮基圆半径的确定
➢ 基圆半径越小，凸轮的外廓尺寸越小。 ➢ 基圆半径越小，凸轮理论廓线的最小曲率半径越小，滚子凸轮的实际轮廓容易变
凸轮轮廓曲线的设计教材
3 2
包络线 凸轮廓线
1
1
§ 9-3
凸轮轮廓曲线的设计
二、用作图法设计凸轮廓线
（三）平底推杆盘形凸轮机构 分析:
平底与导路交点 从动件的运动规律 r0 交点 尖顶，一系列平底位置
3
2
包络线 凸轮廓线
1
1
理论廓线
实际廓线
§ 9-3
凸轮轮廓曲线的设计
二、用作图法设计凸轮廓线
（三）平底推杆盘形凸轮机构 分析:
平底与导路交点 从动件的运动规律 r0 交点 尖顶，一系列平底位置
3
2
包络线 凸轮廓线
1
1
理论廓线
实际廓线
§ 9-3
凸轮轮廓曲线的设计
二、用作图法设计凸轮廓线
（四）摆动推杆盘形凸轮机构 分析: 尖顶推杆 运动规律： s (t) (t) 或 s () ()
设计原理与直动从动件类似反转法
凸轮未动，从动、导路反转， 反转法： 运动规律不变。 假定凸轮不动，使推杆反 转并在导路中作预期的运动， 则尖顶的轨迹 →凸轮廓线。
B
将整个机构沿 - ω1转过 角
s
B1
A'
A A1
1
ω1
§ 9-3
一、 设计原理：
凸轮轮廓曲线的设计
工作要求→ 运动规律→位移曲线 +其它条件→ 设计凸轮廓线
（2）作基圆，取起始点B0 （3）沿 -ω1分基圆为0 、 01、’0 、02 且等分0 、 ’0 （4）量取相应位移量
C10 C9
- ω1
B0
C1
02 ’0
C7
C2
O
0 01
C6 C5
C3 C4
作图法设计对心盘形凸轮轮廓曲线讲稿
作图法设计对心盘形凸轮轮廓曲线讲稿
一、教学目标：
掌握作图法设计对心盘形凸轮轮廓曲线的原理
二、课程知识点讲解
问题引入：
一对心尖顶直动从动件盘形凸轮，其基圆半径为r b，凸轮以等角速度ω逆时针方向回转，从动件的运动规律如下，试设计此凸轮的轮廓曲线。
0-90度匀速上升，90-180度静止，180到360度匀速下降，回到原点。
当凸轮机构从动件的运动规律及凸轮基圆半径确定后，就可以用作图法绘制出凸轮轮廓曲线，该方法适用于低速或对运动规律要求不严的一般机械传动机构。
作图法利用了反转法的基本原理，什么是反转法呢？就是假想给整个凸轮机构加上一个与凸轮转速ω相同，方向相反的转速“-ω”，这样凸轮就变成静止不动，而从动件则以“-ω”绕基圆中心转动的同时又按着给定的从动件运动规律进行运动。
（反转法动画慢）。
从动画中看到凸轮变成静止不动，而从动件则以“-ω”绕基圆中心转动的同时又按着给定的从动件运动规律进行运动。
三、知识点总结
作图法设计对心盘形凸轮的条件是已知运动规律曲线和基圆半径，且是低速运动规律不严格的场合。
四、作业布置:
1、作图法的前提条件是什么？
2、什么是反转法？
拓展思考：
偏置从动件可以用反转法吗？
不同从动件的端部形式不同设计方法有何区别？。
机械原理课程教案—凸轮机构及其设计
机械原理课程教案—凸轮机构及其设计一、教学目标1. 让学生了解凸轮机构的定义、分类和应用。
2. 使学生掌握凸轮的轮廓曲线设计方法。
3. 培养学生分析、解决凸轮机构实际问题的能力。
二、教学内容1. 凸轮机构的定义及分类1.1 凸轮机构的组成1.2 凸轮机构的分类1.3 凸轮机构的应用2. 凸轮的轮廓曲线2.1 凸轮的轮廓曲线类型2.2 基圆、止点圆和顶点圆的概念2.3 凸轮轮廓曲线的设计方法3. 凸轮机构的设计步骤3.1 确定凸轮的类型和参数3.2 选择合适的凸轮材料3.3 设计凸轮的轮廓曲线3.4 计算凸轮的强度和寿命4. 凸轮机构的实际应用案例分析三、教学方法1. 采用讲授法，讲解凸轮机构的定义、分类和应用。
2. 利用多媒体演示法，展示凸轮机构的运动原理和设计方法。
3. 案例分析法，分析实际应用中的凸轮机构设计。
四、教学准备1. 教案、教材、多媒体课件。
2. 凸轮模型或图片。
五、教学过程1. 导入：简要介绍凸轮机构的定义和应用，激发学生的学习兴趣。
2. 讲解：详细讲解凸轮机构的分类、凸轮的轮廓曲线设计方法。
3. 演示：利用多媒体展示凸轮机构的运动原理和设计方法。
4. 实践：让学生分组讨论，分析实际应用中的凸轮机构设计案例。
6. 作业：布置相关练习题，巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对凸轮机构基本概念的理解。
2. 练习题：布置针对性的练习题，巩固学生对凸轮轮廓曲线设计和凸轮机构设计步骤的掌握。
3. 案例分析报告：评估学生对实际应用案例分析的能力，检查学生能否将理论知识运用到实际问题中。
七、拓展学习1. 介绍其他类型的凸轮机构，如摆动凸轮、复合凸轮等。
2. 探讨凸轮机构在现代机械设计中的应用和发展趋势。
八、课后作业1. 复习本节课的内容，重点掌握凸轮机构的分类、凸轮轮廓曲线的设计方法及设计步骤。
2. 分析课后练习题，加深对凸轮机构及其设计的理解。
九、课程回顾与展望2. 展望下一节课的内容，让学生对后续学习有所期待。
机械设计教案：凸轮机构的认识与盘形凸轮轮廓的设计
授课教案No任务3.1 凸轮机构的认识一、复习10分钟复习上次课学习内容二、教师导课与课程学习：（1）学习提示，教师介绍本任务的学习内容。
15分钟本项目以直动从动件的盘形凸轮机构为例，在从动件等速运动、等加速等减速运动、余弦加速度运动（简谐运动）规律条件下，分析了凸轮机构中存在的柔性冲击与刚性冲击。
教师介绍本任务的学习内容：凸轮机构的分类；常用术语；从动件的运动规律；凸轮机构的结构形式；常用材料及热处理（2）分小组学习: 40分钟3.1.1常用设备中的凸轮机构1. 凸轮机构的组成如图所示的凸轮机构是由凸轮、从动件和机架等三个基本构件组成的机构。
2.凸轮机构应用实例自动钻床进给机构、冲床凸轮机构等。
3.1.2凸轮机构的分类凸轮机构的类型很多，按凸轮和从动件的形状及其运动形式的不同，凸轮机构的分类方法有以下几种：1.按凸轮形状分类(1）盘形凸轮（2）移动凸轮。
（3）圆柱凸轮2.按从动件形式分类（1）尖顶从动件（2）滚子从动件（3）平底从动件从动件的结构形式3.按从动件的运动形式分类学生发言汇报、记录学习笔记学生发言汇报并记录学习笔记阅读教材和PPT、分组讨论、撰写发言提纲、学生发言汇报，课，记录学习笔记No（1）直动从动件直动从动件指相对于机架作直线往复移动的从动件，如图3.1.1中所示。
直动从动件又分为对心直动从动件和偏置直动从动件。
（2）摆动从动件：绕某一固定转动中心摆动的从动件。
4.按凸轮与从动件的锁合方式分类 （1）力锁合利用从动件的重力、弹簧力或其他外力使从动件与凸轮轮廓保持接触，（2）形锁合利用从动件和凸轮特殊的几何形状来维持接触，例如圆柱凸轮机构是利用滚子与凸轮凹槽两侧面的配合来实现形锁合。
3.1.3凸轮机构的常用术语如下：1.凸轮基圆与基圆半径b r2.凸轮的转角δ凸轮相对于某一位置转过的角度，称为凸轮转角δ。
具体包括推程运动角0δ、远停程运动角S δ回程运动角0′δ和近停程运动角Sδ'。
图解法设计盘形凸轮轮廓曲线讲课教案
不同点 线位移 角位移
问题的关键：以 哪点作为研究对 象来切入
第三节 图解法设计盘形凸轮轮廓
一、偏置尖顶推杆盘形凸轮轮廓线设计
1、问题导入：案例剖析 2、训练项目：
用CAD技术设计一盘形凸轮轮廓曲线
2、训练项目：
工程实例：
已知送料机构凸轮的基圆半径r0=15mm， 偏距e=7.5mm，凸轮以等角速度ω沿逆时 针方向回 转，推杆行程h=16mm,运动规律：
δ=0~120°，推杆等速上升h δ=120~180°，推杆远休 δ=180~270°，推杆正弦加速度下降h δ= 270~360°，推杆近休
试设计此尖顶直动推杆盘形凸轮轮廓线。
工作要求：
1、采用计算机 辅助设计。
2、课堂仅设计
推程段凸轮轮廓 线，其它课后完 成。
第三节 图解法设计盘形凸轮轮廓
判断下面的设计正确否 提示：1、反转法使用正确否
2、从动件运动轨迹确定正确否
第三节 图解法设计盘形凸轮轮廓
二、其它类型从动件盘形凸轮轮廓曲线设计
结论：反转法把凸轮轮廓线的设计转化成求从动 件端部的运动轨迹。
第三节 图解法设计盘形凸轮轮廓
主要内容
偏置尖顶推杆
盘形凸轮
轮廓曲线的设计
重点、难点
重点：
掌握用图解法设计偏置 尖顶推杆盘形凸 轮轮廓 曲线的方法
难点
1、深化对反转法的认识。 2、根据工程上给定的运动
规律，在设计图纸上确 定从动件与凸轮接触的 瞬时位置
机电与汽车工程系 程荷枝
图解法Байду номын сангаас
设计盘形凸轮轮廓曲线
第三节 图解法设计盘形凸轮轮廓
✓ 反转法原理 图解法设计盘形凸轮轮廓曲线
最新中职机械基础教案：盘形凸轮轮廓曲线的设计
章节名称盘形凸轮轮廓曲线的设计
授课
形式
讲授
课
时
2
班
级
教学目的根据工作要求已经选定从动件的运动规律，并已知凸轮的转向和基圆半径，就可以进行轮廓曲线的设计
教学
重点
反转法
教学
难点
滚子凸轮机构的反转法画图
辅助手段课外作业
课后
体会
通过再度的讲解和分析，学生对前节课的内容进行拆分化解，有所提高。
一、作图原理
反转法：在整个机构上加上一个反转的角速度，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。
尖顶的轨迹就是凸轮的轮廓。
二、作图
1、尖顶对心移动从动件盘形凸轮
（1）、选取适当比例尺作位移线图和基圆
（2）、作位移线图和基圆取分点保持等分角度一致
（3）、沿导路方向量取各点的位移量
（4）、光滑连接各点，形成轮廓曲线
2、滚子移动从动件盘形凸轮
（1）、同前
对心移动从动件盘形凸轮轮
（2）、在已画出的理论轮廓曲线上选一系列点为圆心，以滚子半径为半径作若干个滚子圆，此圆族的内包络线即为所求的凸轮轮廓曲线。
它是实际与滚子接触的凸轮轮廓，所以称为凸轮的实际轮廓。
图解法设计盘形凸轮轮廓曲线
山东理工职业学院教案首页
2015-2016学年 第 二 学期
课程名称
机械设计基础
任课教师
授课班级
授课时间
第周
第周
第周
第 周
第周
第 周
星期
星期
星期
星期
星期
星期
第节
第节第节Βιβλιοθήκη 第 节第节第 节
月日
月日
月日
月日
月日
月日
授课课题
图解法设计盘形凸轮轮廓曲线
教学目的
图解法设计盘形凸轮轮廓曲线
设计凸轮机构应注意的问题
教学重点
图解法设计盘形凸轮轮廓曲线
教学难点
设计凸轮机构应注意的问题
课前准备
教具模型
备 注
山东理工职业学院教案纸
教学过程
教学内容
机械基础凸轮机构教案
机械基础凸轮机构教案第一章：凸轮机构概述1.1 凸轮机构的定义凸轮机构是由凸轮、从动件和机架组成的机械传动机构。
凸轮是具有曲线轮廓或凹槽的旋转构件，用于转换转动运动为线性或其他形式的运动。
1.2 凸轮的分类按形状分类：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮等。
按工作原理分类：正凸轮、逆凸轮、复合凸轮等。
1.3 凸轮机构的特点和应用特点：简单、紧凑、易于控制和调节。
应用：印刷机械、包装机械、机床、汽车等。
第二章：凸轮的轮廓设计2.1 凸轮轮廓的基本参数基圆半径：凸轮与从动件接触点的圆的半径。
顶圆半径：凸轮最高点或最低点的圆的半径。
工作圆半径：凸轮轮廓的最小圆的半径。
2.2 凸轮轮廓的计算按运动规律计算：正弦、余弦、直线等运动规律。
按压力角计算：凸轮轮廓的压力角与基圆压力角的关系。
2.3 凸轮轮廓的设计方法按运动要求设计：确定凸轮的升程、降程和回程。
按力学要求设计：计算凸轮的强度和刚度。
按加工要求设计：选择合适的加工方法和刀具。
第三章：凸轮机构的从动件设计3.1 从动件的分类和特点按形状分类：摆动从动件、直线从动件、滚子从动件等。
按驱动方式分类：曲柄摇杆机构、摆线机构、蜗轮蜗杆机构等。
3.2 从动件的设计要点确定从动件的运动规律和运动要求。
选择合适的从动件形状和尺寸，满足力学和运动要求。
考虑从动件与凸轮的接触条件和磨损情况。
3.3 从动件的设计实例以摆动从动件为例，介绍其设计步骤和注意事项。
分析不同形状和尺寸的从动件对凸轮机构性能的影响。
第四章：凸轮机构的动力特性4.1 凸轮机构的压力角和啮合角压力角：凸轮和从动件接触点处的压力角。
啮合角：凸轮和从动件啮合点处的啮合角。
4.2 凸轮机构的动态特性冲击和振动：凸轮和从动件的接触冲击和振动。
传动误差：凸轮和从动件的啮合误差。
4.3 凸轮机构的动力分析和优化分析凸轮机构的动力特性对整个机械系统的影响。
优化凸轮的形状和参数，减小冲击和振动，提高传动效率。
第五章：凸轮机构的应用实例5.1 印刷机械中的凸轮机构介绍印刷机械中凸轮机构的作用和应用。
机械制图凸轮设计 教学课件PPT凸轮轮廓设计
④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。
（右）偏置直动尖顶从动件盘形凸轮绘制过程
（右）偏置直动滚子从动件盘形凸轮绘制过程
4)摆动尖顶推杆盘形凸轮机构
已知凸轮的基圆半径r0，角速度ω，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
2)对心直动滚子推杆盘形凸轮
已知凸轮的基圆半径r0，角速度ω
和从动件的运动规律，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
理论轮廓
-ω
ω
作者：潘存云教授
设计：潘存云
设计步骤小结：
实际轮廓
①②选反比向例 等尺 分μ各l运作动基角圆。r0原。则是：陡密缓疏。
一、凸轮廓线设计方法的基本原理
反转原理：
给整个凸轮机构施以-ω时，不影响各构件之间
的相对运动，此时，凸轮将静止，而从动件尖顶复合
运动的轨迹即凸轮的轮廓曲线。
-ω 1
依据此原理可以用几何作图的方法 3’
设计凸轮的轮廓曲线，
2’
2
1’
ω 1 2 作者：潘存云教授
O
33
设计：潘存云
二、直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
5’ 6’
7’
8’ 5 67 8
d A8
A7
A
l B’1 B B1
r0 ω
A1-ω
φ1
B’2 B’3φ2
A2
B2 B3
B’φ4 3
120°B4
A3
φ7
B89作0B者°7：潘B6存0云6 教°授设B计5：潘存云
机械设计课程设计凸轮
机械设计课程设计凸轮一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握凸轮的基本概念、类型和设计方法，培养学生运用机械设计的基本原理解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解凸轮的定义、分类和应用范围；（2）掌握凸轮的轮廓线方程及其设计方法；（3）熟悉凸轮制造和安装的基本要求。
2.技能目标：（1）能够运用凸轮设计原理，分析并解决实际工程问题；（2）具备初步的凸轮轮廓线设计能力；（3）学会使用相关软件进行凸轮设计。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对机械设计的兴趣和热情，提高学生对工程实践的认知；（2）培养学生团队协作、创新思维和解决问题的能力；（3）强化学生的工程责任感，使其意识到机械设计在工程技术领域的重要性。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.凸轮的基本概念和分类：凸轮的定义、凸轮的分类及特点；2.凸轮的轮廓线设计：凸轮轮廓线方程的推导、凸轮设计方法及步骤；3.凸轮制造和安装：凸轮的材料选择、加工方法及安装要求；4.凸轮应用实例分析：结合实际工程案例，分析凸轮在机械设计中的应用。
三、教学方法为实现本节课的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解凸轮的基本概念、分类和设计方法；2.案例分析法：分析实际工程案例，让学生了解凸轮在机械设计中的应用；3.实验法：安排凸轮设计实验，培养学生动手能力和实际操作技能；4.讨论法：分组讨论凸轮设计过程中遇到的问题，培养学生的团队协作和沟通能力。
四、教学资源为实现本节课的教学目标，将准备以下教学资源：1.教材：《机械设计基础》；2.参考书：相关凸轮设计方面的论文和书籍；3.多媒体资料：凸轮设计原理和应用的PPT、视频等；4.实验设备：凸轮设计实验器材、测量工具等；5.软件：凸轮设计相关软件（如CAD、SolidWorks等）。
五、教学评估本节课的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等方式评估学生的学习态度和积极性；2.作业：布置相关凸轮设计的练习题，评估学生对知识的掌握和应用能力；3.考试：安排期末考试，全面测试学生对凸轮设计知识的掌握程度。
盘形凸轮轮廓曲线的画法 教案
对心尖顶凸轮机构凸轮机构的工作过程
教学过程及内容
反转法画凸轮的原理
对应转角的基圆向径上描点，光滑连接所描各点即得轮廓曲
一般长度比例为1mm/5mm或，前者用于较大凸轮，后者用于较小凸轮；角度比
长度比例与角度比例的大小无关。
（温馨提示：比例越大，作图越准确。
）
凸轮的位移曲线
教学过程及内容
远停程和近停程对应的凸轮轮廓半径不变；
从动件有位移则说明凸轮轮廓半径有变化；
要使轮廓半径发生变化，在取各点时就应延长各相反方向基圆半径的基础上加上各段对应位移。
对心滚子移动从动件盘形凸轮
第三关：拓展训练，闯过此关的学生再加
项目条件：选择有较高难度的偏置尖顶（或偏置滚子）移动从动件盘形凸轮的画法作为拓展训练事体，学生只要做其中一个，总分即为120
拓展试题：一偏置尖顶（或偏置滚子）移动从动件盘形凸轮机构，凸轮的基圆半径
偏置尖顶移动从动件盘形凸轮
九、板书设计
十、座位编排
十、教学后记
1、从作业情况看，学生的自学能力较强，因第十题为“摆动滚子从动件盘形凸轮的绘制”，0832班有5人没有做对该题，0835班有3人，原因是学生对此类型凸轮机构的理解还欠缺，以及在课堂上没有接触过这种类型的作图。
2、附近农村学生做的几种移动从动件盘形凸轮机构的模型能正常工作，制作效果好。
附件1 学生自评用表
附件2 作品展示顺序表。
8次课凸轮轮廓曲线的设计
课时授课计划第8 次课【教学课题】：§4-3 凸轮轮廓曲线的设计【教学目的】：掌握凸轮轮廓曲线的设计方法，设计步骤。
【教学重点及处理方法】：凸轮轮廓曲线的设计方法，设计步骤。
处理方法：详细讲解【教学难点及处理方法】：反转法的原理。
处理方法：比较讲解【教学方法】: 讲授法【教具】：三角板【时间分配】：引入新课5min新课80 min 小结、作业5min第八次课【提示启发引出新课】由前面可知，凸轮轮廓曲线的形状决定了从动件的运动规律，而从动件的运动规律又要满足一定的工作要求。
因此，在设计凸轮轮廓曲线之前，要根据工作要求选择适当的从动件运动规律，然后再考虑凸轮安装空间的尺寸大小及确定凸轮的基圆半径。
最后进行凸轮轮廓曲线的设计。
凸轮轮廓曲线的设计的方法有作图法和解析法。
【新课内容】§ 4-3凸轮轮廓曲线的设计一、作图法设计凸轮轮廓曲线1、凸轮轮廓的设计原理和方法基本原理是反转原理，其方法是反转法。
反转原理是假想给整个凸轮机构加上一个与凸轮角速度大小相等、方向相反的角速度-，并不改变凸轮与从动件之间的相对运动关系。
所以反转以后尖顶复合运动的轨迹就是凸轮的轮廓曲线。
反转法是利用反转原理来设计凸轮轮廓曲线的方法。
2、对心尖顶移动从动件盘形凸轮轮廓曲线设计已知：从动件位移曲线s (t)，基圆半径r b，凸轮等角速度逆时针回转。
作图步骤如下:1）以0为圆心，r b为半径作基圆2）将位移曲线的推程角°、回程角2分别若干等份。
3）B D开始按- 方向取0、!、2和3，并将各阶段的凸轮转角分别等分，得到一系列径向线。
4）径向线上自基圆开始量取与位移相等的点。
5）将各点连成光滑的曲线即为所求。
3、对心滚子从动件设计方法:1）将滚子中心看作尖顶，然后按尖顶推杆凸轮廓线的设计方法确定滚子中心的轨迹，称其为凸轮的理论廓线；2）以理论廓线上各点为圆心，以滚子半径rr为半径，作一系列圆；3）再作此圆族的包络线，即为凸轮工作廓线（实际廓线）H210°1102 984 764、对心平底从动件设计方法：1）将平底与推杆导路与推杆的交点A视为推杆尖顶然后确定出点A在反转中各位置1'、2'、…。
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=δ490δ=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。
r0a A0A1OB0B1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4．对心直动平底从动件盘形凸轮机构思路：把平底与导路的交点Ａ看作尖顶从动件的尖点，依次作出交点的位置，通过这些位置点画出从动件平底的各个位置线，然后作这些平底的包络线，即为凸轮的工作廓线，如图6-17图6-16图6-17图6-18图6-19内 容5．摆动尖顶从动件盘形凸轮机构已知：基圆半径0r ，摆动从动件的杆长为L （从尖点到从动件回转中心的距离），凸轮回转中心到从动件回转中心的距离a 。
机械原理课程教案—凸轮机构及其设计
机械原理课程教案—凸轮机构及其设计一、教学目标1. 使学生了解凸轮机构的分类、工作原理和应用。
2. 培养学生掌握凸轮机构的设计方法和步骤。
3. 提高学生分析问题和解决问题的能力。
二、教学内容1. 凸轮机构的分类及工作原理凸轮机构的分类凸轮的工作原理凸轮机构的应用2. 凸轮的轮廓曲线设计凸轮轮廓曲线的基本原理常用凸轮轮廓曲线的特点及应用凸轮轮廓曲线的设计方法3. 凸轮的压力角和基圆半径的选择压力角的定义及作用基圆半径的计算方法压力角和基圆半径的选择原则4. 凸轮机构的设计步骤确定凸轮的类型和参数选择合适的轮廓曲线计算压力角和基圆半径校核凸轮的强度和运动性能5. 凸轮机构的设计实例实例分析设计过程演示结果讨论和评价三、教学方法1. 采用讲授法，讲解凸轮机构的基本概念、设计方法和步骤。
2. 利用多媒体演示凸轮机构的工作原理和设计过程。
3. 引导学生进行实例分析，培养学生的实际设计能力。
4. 开展课堂讨论，提高学生的思考和表达能力。
四、教学环境1. 教室环境：宽敞、明亮，配备多媒体教学设备。
2. 教学材料：教案、PPT、参考书籍、设计实例。
五、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的发言和讨论情况，评价学生的积极性。
2. 作业完成情况：检查学生提交的凸轮机构设计作业，评价学生的理解和应用能力。
3. 期末考试：设置有关凸轮机构设计的题目，评价学生对课程知识的掌握程度。
六、教学活动1. 课堂讲解：讲解凸轮机构的基本概念、分类、工作原理和应用。
2. PPT演示：通过PPT展示凸轮机构的工作原理和设计过程。
3. 实例分析：分析典型凸轮机构设计实例，引导学生掌握设计方法和步骤。
4. 小组讨论：分组讨论凸轮机构设计中的问题，培养学生的团队协作能力。
5. 作业布置：布置凸轮机构设计相关作业，巩固所学知识。
七、教学资源1. PPT：制作精美的凸轮机构教学PPT，展示图片、图表和实例。
2. 参考书籍：提供有关凸轮机构设计和应用的参考书籍，方便学生查阅。
凸轮轮廓课程设计
凸轮轮廓的设计与 计算
确定凸轮轮廓的基本参数，如凸轮直径、凸轮高度、凸轮宽度 等。
确定凸轮轮廓的曲线方程，如抛物线、双曲线、椭圆等。
确定凸轮轮廓的旋转角度，如90度、180度、270度等。
确定凸轮轮廓的旋转方向，如顺时针、逆时针等。
确定凸轮轮廓的旋转速度，如匀速、变速等。
确定凸轮轮廓的旋转加速度，如恒定、变化等。
夹具：用于固定凸轮和轴， 保证加工精度
凸轮机构的安装和 维护
清洁凸轮机构：清除灰尘、 油污等
调整间隙：调整凸轮与从动 件之间的间隙，保证正常工
作
润滑：在凸轮和从动件之间 涂抹润滑油，减少摩擦和磨
损
准备工具：扳手、螺丝 刀、润滑油等
安装凸轮：将凸轮安装在 预定位置，注意对准标记
固定凸轮：使用螺丝或螺 栓固定凸轮，确保牢固
表面处理：对凸轮机构进行表面处理， 提高其耐磨性和耐腐蚀性
装配：将凸轮机构各部分进行装配，保 证其精度和性能
检测：对凸轮机构进行检测，确保其性 能和精度符合要求
磨床：用于加工凸轮轮廓的 精细加工
数控车床：用于加工凸轮轴
数控铣床：用于加工凸轮轮 廓
测量设备：如三坐标测量机， 用于检测凸轮轮廓的精度
刀具：如铣刀、车刀、磨刀 等，用于加工凸轮轮廓和轴
收集和整理相关数据 和资料
设计凸轮轮廓的基本 参数和尺寸
绘制凸轮轮廓的草图 和CAD图
验证凸轮轮廓设计的 可行性和准确性
编写凸轮轮廓设计的 报告和文档
凸轮机构的工作原 理和设计基础
凸轮轮廓曲线决定了从动件 的运动规律
凸轮机构由凸轮、从动件和 机架组成
凸轮机构可以实现复杂的运 动规律
凸轮机构具有高精度、高可 靠性等特点
机械原理课程设计凸轮
机械原理课程设计凸轮一、课程目标知识目标：1. 掌握凸轮的基本概念、分类及其在机械原理中的应用；2. 理解并掌握凸轮的轮廓曲线设计方法，能够分析其运动特性；3. 了解凸轮机构的工作原理，掌握其运动及动力分析的基本方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的凸轮轮廓曲线，并分析其运动性能；2. 能够运用凸轮机构进行简单机械系统的运动及动力分析；3. 能够运用绘图软件（如CAD）进行凸轮轮廓的绘制，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械原理课程的学习兴趣，激发创新意识；2. 培养学生具备团队协作精神，提高沟通与交流能力；3. 培养学生关注我国机械行业发展，增强社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为机械原理课程的实践环节，旨在让学生通过设计凸轮，将理论知识与实际应用相结合，提高解决实际问题的能力。
学生特点：高年级本科生，具备一定的机械原理知识基础，具有较强的自学能力和动手能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的主体地位，鼓励学生积极参与讨论、实践，提高综合运用知识的能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 凸轮基本概念与分类- 凸轮的定义、作用及其在机械系统中的应用；- 凸轮的分类及特点。
2. 凸轮轮廓曲线设计- 简单凸轮轮廓曲线的设计方法；- 复杂凸轮轮廓曲线的设计原理及技巧。
3. 凸轮运动及动力分析- 凸轮机构的工作原理；- 凸轮机构的运动及动力分析方法。
4. 凸轮轮廓曲线绘制- 运用CAD软件绘制凸轮轮廓曲线；- 结合实际案例，进行凸轮轮廓曲线的绘制实践。
教学内容安排与进度：第一周：凸轮基本概念与分类，简单凸轮轮廓曲线设计；第二周：复杂凸轮轮廓曲线设计，凸轮机构工作原理；第三周：凸轮运动及动力分析，实际案例解析；第四周：CAD软件操作，凸轮轮廓曲线绘制实践。
教材章节：《机械原理》第五章：凸轮机构；《机械原理学习指导与习题解析》第五章：凸轮机构。
实验二盘形凸轮轮廓曲线设计
湖南安全技术职业学院课程设计说明书设计题目：盘形凸轮轮廓曲线的设计专业班级：安全技术管理0704设计人：_______________指导人：_______________ 二○○八年十一月二十六日一、设计题目：盘形凸轮轮廓曲线设计二、设计内容：设计盘形凸轮轮廓曲线。
凸轮基圆半径r b=20mm，滚子半径r T=8mm，凸轮等角速度逆时针回转，从动件的运动规律为：1．绘制当从动件为尖顶直动从动件时，盘形凸轮轮廓曲线；2．绘制当从动件为滚子直动从动件时，盘形凸轮轮廓曲线。
三、设计原理用图解法设计盘形凸轮轮廓采用的方法是反转法。
即给整个凸轮机构加上一个公共角速度（-ω），这时凸轮与从动件之间的相对运动并未改变，但凸轮变为相对静止，而从动件与机架连同导路一方面以角速度（-ω）绕轴心O回转，另一方面从动件又相对于机架导路作往复移动。
由于从动件的尖顶始终与凸轮轮廓保持接触，所以，反转后尖顶的运动轨迹就是凸轮轮廓。
四、设计步骤：1．选取适当比例尺作位移曲线，选比例尺μl=0.5mm/mm，角度比例尺μδ=3°/mm。
2．作基圆取分点任取一点O为圆心；以点A0为从动件尖顶的最低点，由比例尺取r b=40mm 作基圆。
从B点始，按（－ ）方向取推程角、回程角和近停程角，并分成与位移线图对应的相同等分，得分点B1、B2、…、B11与B点重合。
3．画凸轮轮廓曲线（1）对心尖顶移动从动件盘形凸轮轮廓曲线（2）滚子移动从动件盘形凸轮轮廓曲线。
把滚子中心看做对心尖顶移动从动件的尖顶，按给定的运动规律绘制出曲线为凸轮的理论轮廓。
（3）从动件为滚子时，把尖顶看作是滚子中心，以理论轮廓曲线上的各点为圆心，以滚子半径8mm为半径，作一系列滚子圆，滚子的内包络线，为滚子凸轮的实际轮廓线`。
凸轮的基圆指的是理论轮廓线上的。
凸轮轮廓设计说课PPT学习教案
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（18分钟 ）
（5分钟 ）
（2分钟 ）
18
引入新课 凸轮机构由哪几部分组成？（图片展示）
按凸轮的形状分类，凸轮机构可以分为哪几类 复 ？按从动件运动副元素分类，可以分为哪几类 习 ？（动画演示） 提 问 凸轮机构从动件的运动规律有哪两种，并画出
位移图？（请学生到黑板画出位移图）
通过问题引入本节课的内容并为更好的 掌握本节课的第内18容页引/共打入32好页新基课础
地位作用
教学目标
重点难点
第二节凸轮结构是第七章的 一个重点小节。
第二节的内容共分为四个课 时，本节课是第三课时，主要讲 盘型凸轮的轮廓设计。
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地位作用
教学目标
重点难点
凸轮的轮廓设计
前提
已经掌握 了凸轮机构的 组成及凸轮机 构从动件的运 动规律
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重要性
根据凸轮机 构从动件的运 动规律就可以 设计出相应的 凸轮轮廓，具 有实际应用价 值
练习题 目
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26
第26页/共32页27 Nhomakorabea学生绘互制动完练习成之后
首先
将多媒体上的动态的设计过程演示给学生看，学
生在观看的过程中，可以判别自己是否绘制准确
。
其次
用事先准备好的工具，制作简单的凸轮模型
最后
做一个简易的凸轮机构，进行凸轮工作过程的模拟
第27页/共32页
28
课堂小结
对课堂内 容的小结
通过动态的轮廓设计 过程掌握轮廓设计的 方法
9
地位作用
教学目标
重点难点
情感、态度、价值观目 标
A
培养学生的学习兴趣
8《盘形凸轮轮廓曲线设计》导学案
（1）查看《凸轮机构的压力角和自锁》的课前学习资源； （2）参与讨论答疑区，提出自己课前知识的疑问点。
视频资源 圆柱凸轮送料机构
必看资源，了解凸轮机构。
微课 教材查阅
《盘形凸轮轮廓曲线设 计1》、《盘形凸轮轮 廓曲线设计2》微课视 频
学习盘形凸轮轮廓曲线设计。
项目三 凸轮机构与其他间歇运动机构 P155-157 “3.3盘形凸轮轮廓曲线设计”
课堂安排
活动类型
活动内容
课堂讨论 反转法的注意事项 课堂任务 设计对心移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线
8.《盘形凸轮轮廓曲线设计》导学案
本节目标
知识目标 技能目标
（1）掌握按给定运动规律绘制盘形凸轮轮廓曲线方法； （2）尖顶/滚子对心直动从动件盘形凸轮机构凸轮轮廓的设计方 法。 能够设计盘形凸轮轮廓。
学习重点 “反转法”原理。
本节资源
资源类型
资源内容
要求
动画反转Βιβλιοθήκη -凸轮轮廓生成 内燃机配气机构必看资源，了解反转法。
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教学
过程
教师活动
学生活动
设计意图
复习
导入
复习凸轮从动件运动规律，引入凸轮轮廓曲线的设计方法
交流思考
让学生回忆上节课程内容，思考凸轮设计方法
内容展开
通过动画展示凸轮轮廓曲线的设计原理，以一偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构为例，讲解设计步骤
学习思考
让学生直观掌握图解法的设计原理及过程
总结
归纳
举一反三，学习其他类型从动件的设计方法
本节难点：掌握图解法的设计步骤，以偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构为例学习设计方法。
3.情感态度、价值观
（1）加强学生对凸轮机构的认识，提高对机构的特性的理解，并在此基础上使学生初步形成对凸轮机构设计方法的感性认识；
（2）使学生掌握凸轮典型机构的应用，为日后机构创新设计方案的选取打下基础。
三、教学方法
本课程的特点是结合实际例子比较多，机械需要以动的形式和立体的形式展示给学生才能达到满意的教学效果，在总结多年讲授方式经验的基础上，采用以板书、多媒体课件、教学模型三者结合的方式授课，以实际设计实例贯穿整个授课其中，达到学以致用的目的。
凸轮轮廓专业
机械类
课程名称
机械原理
适用对象
全日制本科生
主讲教师
王娜
单位
沈阳城市建设学院
一、教学背景
机械原理是一门研究机械基本理论的主干技术基础课。主要研究机械系统的运动学和动力学分析及机械方案设计基本理论，包括研究各种机构的结构分析、运动分析和受力分析问题，常用机构的设计问题，机器动力学和机构的选型及机械系统设计的问题。
第五章凸轮机构的设计主要内容：
（1）凸轮机构的应用和分类。
（2）从动件的常用运动规律：等速运动、等加速等减速运动、简谐运动、正弦加速度运动。
（3）用图解法或解析法设计凸轮的轮廓曲线。
（4）凸轮机构的压力角，基圆半径和滚子半径的确定。
本节课程为第三节，主要学习了凸轮从动件的运动规律后，学习用图解法设计凸轮的轮廓曲线。
思考展开
让学生更深入的了解不同类型凸轮机构的设计步骤
习题
作业
布置一实例作业
独立完成
将本原理及设计方法通过练习熟练应用
五、教学总结
通过本课程的学习，真正做到了使学生能够直观的学习反转法的基本原理，并掌握图解法的设计过程，并能熟练应用。
二、教学目标
1．知识与技能
本课程的教学目标是使学生掌握机构学和动力学的基本理论，基本知识和基本技能，并初步具有确定机械运动方案，分析和设计机构的能力。
通过本章学习，使学生了解凸轮机构的分类、从动件的常用运动规律，掌握盘形凸轮机构的分析和设计方法（图解法）。
2.重点与难点：
本节重点：掌握反转法原理设计凸轮的廓形。