第十节-凸轮从动件运动规律及凸轮轮廓形状设计

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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'。

机械原理-凸轮轮廓曲线设计图解法

-ω
3’ 2’ 1’ ω O 1 2
1
2
3
3
直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
1.对心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，设计该凸轮轮廓曲线。
4’ 5’ 6’
-ω ω
3’ 2’ 1’
7’
8’ 5 6 7 8
1 2 3 4
设计步骤: ①作基圆r0。
②反向等分各运动角，得到一系列与基圆的交点。
7’ 5’ 3’ 1’ 1 3 5 78 8’ 9’ 11’ 12’ 13’ 14’ 9 11 13 15
e
-ω
ω 15’ 15 14’14
k12 k11 k10 k9 k15 k14 k13
A
13’
12’
k1 13 k 12 k32 k8 k7k6 k5k4 11 10 9
O
注意：与前不同的是——过各等分点作偏距圆的一系列切线，即是从动件导路在反转过程中的一系列位置线。
11’
10’ 9’
直动平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制

直动平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制
-

实际廓线
直动平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制
-

实际廓线
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’

说出凸轮机构从动件常用运动规律

说出凸轮机构从动件常用运动规律1. 引言1.1 概述凸轮机构是一种常见的运动传动装置，通过凸轮和从动件的配合实现不同运动规律的转换。

凸轮机构被广泛应用于各种机械设备中，如汽车发动机、工业机械等领域。

了解凸轮机构从动件的常用运动规律对于理解其工作原理以及设计和优化具有重要意义。

本文将重点介绍凸轮机构从动件常用的三种运动规律，即正圆运动规律、椭圆运动规律和抛物线运动规律。

通过详细讲解每种运动规律的原理和特点，结合相关的应用案例，旨在帮助读者全面了解这些常见的凸轮机构从动件运动规律。

1.2 文章结构本文分为五个部分进行阐述。

首先，在引言部分对凸轮机构进行了概述，并说明了文章内容和结构。

接下来，在第二部分中简要介绍了凸轮机构的定义与分类以及基本组成部分，同时列举了该装置在各个应用领域中的实际应用。

然后，在第三部分中简要描述了凸轮机构从动件常用的三种运动规律，即正圆运动规律、椭圆运动规律和抛物线运动规律。

在第四部分中，将分别对这些从动件的常用运动规律进行详细解析，并通过实际应用案例加深理解。

最后，在结论与展望部分总结文章的主要内容，并对未来凸轮机构研究方向进行展望。

1.3 目的本文旨在介绍凸轮机构从动件常用的运动规律，包括正圆、椭圆和抛物线三种类型。

通过阐述每一种运动规律的原理和特点，读者能够对凸轮机构从动件的工作原理有更深入的理解，并能够应用于具体的工程设计和优化中。

同时，通过引入实际案例，希望读者能够更好地理解这些运动规律在实际中的应用价值。

2. 凸轮机构简介:2.1 定义与分类:凸轮机构是一种常见的机械传动装置，由凸轮和从动件组成。

凸轮是一个具有非圆周运动的特殊零件，通过转动或移动凸轮使得从动件产生特定的运动规律。

根据凸轮曲线形状和运动规律的不同，凸轮机构可以分为三类主要类型：正圆轨迹型、椭圆轨迹型和抛物线轨迹型。

2.2 基本组成部分:典型的凸轮机构包括凸轮、滑块、连接杆、曲柄等组成部分。

其中，凸轮为核心部件，其曲线形状决定了从动件的运动规律。

机械原理第10章凸轮设计

移动从动件盘形凸轮机构凸轮廓线的设计 1）尖端从动件
①等分位移曲线；
②选定r0，画基圆；
③应用反转法逐点作图确定各接触点位置 B0 ， B1 ， B2，……；
④光滑连接B0，B1，B2 ， …… 点，就得所要设计的凸轮廓线。
10.2 凸轮机构的廓线设计
2）滚子从动件
第10章凸轮机构设计
Design of Cam Mechanisms
第10章凸轮机构及其设计
1
凸轮机构的运动与传力特性
2
凸轮机构的廓线设计
10.1 凸轮机构的运动与传力特性
10.1.1 凸轮机构的工作循环
基圆——以凸轮轮廓的最小向径rb (或r0)为半径的圆。
图10-1 尖端移动从动件盘形凸轮机构的工作循环
从动件一方面随机架和导路以角速度－ω 绕O点转动，另一方面又在导路中往复移动。由于尖端始终与凸轮轮廓相接触，所以反转后尖端的运动轨迹就是凸轮轮廓。
10.2 凸轮机构的廓线设计
10.2.2 图解法设计过程
添加！
凸轮轮廓曲线的绘制（图解法凸轮廓线的设计）
（26分钟）
10.2 凸轮机构的廓线设计
10.2 凸轮机构的廓线设计
10.2.3 凸轮廓线设计的解析方法
移动滚子从动件盘形凸轮机构
如图所示为一偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构。建立直角坐标系oxy。若已
知凸轮以等角速度逆时针方向转动，凸轮基圆半径rb、滚子半径rr，偏距e，从动件的运动规律s=s()。
1、理论廓线方程 B点坐标（凸轮的理论廓线方程）
s
v
a

j

h (1 cos)

凸轮机构常用的从动件运动规律分析PPT资料优选版

凸轮机构常用从动件运动规律分析
凸轮机构常用从动件运动规律分析
一、凸轮机构的运动分析凸轮机构中，从动件的运动是由凸轮轮廓曲线决定的。
轮廓曲线确定的凸轮能够驱动从动件按照一定规律运动；反之，从动件的不同运动规律，要求凸轮具有不同的轮廓曲线。因此，凸轮机构的设计，一般是根据工作要求选择或设计从动件的运动规律，再根据从动件的运动规律设计凸轮的轮廓曲线。
推杆作正弦加速度运动时，其加速度没有突变，因而将不产生冲击，适用于高速凸轮机构。
δ(t)曲线）一、凸轮机构的运动分析
凸轮转角δ与从动件运动状态
凸轮机构常用从动件运动规律分析
加速度曲线：表明从动轮廓曲线确定的凸轮能够驱动从动件按照一定规律运动；
凸轮机构常用从动件运动规律分析
件加
速度与
时间
的关系
的曲
凸轮机构常用从动件运动规律分析
凸轮机构常用从动件运动规律分析
（3）运动线图凸轮机构常用从动件运动规律分析
凸轮机构中，从动件的运动是由凸轮轮廓曲线决定的。
凸轮机构常用从动件运动规律分析
位移曲线：表明从动件位移与时间的关系的曲线（s－摆线运动规律是指当一个滚圆在一直线上作纯滚动时，滚圆上一点所走过的轨迹。
线
（a－δ(t)曲线）
凸轮机构常用从动件运动规律分析
二、从动件的常用运动规律所谓从动杆的运动规律是指从动杆在运动时，其位移s、速度
v 和加速度a 随时间t变化的规律。又因凸轮一般为等速运动，即其转角φ与时间t成正比，所以从动杆的运动规律更常表示为从动杆的运动参数随凸轮转角φ变化的规律。
凸轮转角δ与从动件运动状态
等加速阶段
等减速阶段
凸轮机构常用从动件运动规律分析

《凸轮轮廓设计》课件

绘制理论廓线
确定基圆半径
根据凸轮机构的具体形式和从动件的运动规律，选择合适的基圆半径。
绘制理论廓线
根据从动件的运动规律和基圆半径，绘制出凸轮的理论廓线。
检查理论廓线的正确性
检查理论廓线是否符合设计要求，是否满足从动件的运动规律。
凸轮实际廓线修正
1 2
考虑压力角的影响
根据凸轮机构的压力角限制，对理论廓线进行修正，确保在实际运转过程中凸轮机构的有效性。
圆锥凸轮
总结词
具有锥形轮廓的凸轮
详细描述
圆锥凸轮的轮廓呈锥形，通常用于实现高速、高精度的运动控制，尤其适用于需要较小接触面积的场合。
特殊形状凸轮
总结词
非传统常规形状的凸轮
详细描述
特殊形状凸轮如抛物线形、椭圆形的等，通常用于特殊运动需求的场合，如高速、精密或特殊轨迹的控制。
03
凸轮轮廓设计步骤
考虑接触应力的影响
根据凸轮机构的接触应力限制，对理论廓线进行修正，确保凸轮机构的可靠性和寿命。
3
考虑加工工艺的影响
根据凸轮机构的加工工艺限制，对理论廓线进行修正，确保凸轮机构的加工可行性和经济性。
凸轮结构设计
确定凸轮材料
01
根据凸轮机构的工作环境和载荷情况，选择合适的凸轮材料。
设计凸轮结构
02
详细描述
凸轮机构的动态特性对其工作性能和使用寿命具有重要影响。为了优化凸轮机构的动态特性，设计师应关注机构的动态响应分析，并采取措施减小振动、冲击和噪声。例如，优化凸轮和从动件的材料和结构，改善润滑条件等。
优化凸轮廓线设计
总结词
优化凸轮廓线设计是指通过改进凸轮廓线的形状和尺寸，以提高凸轮机构的性能和使用寿命。

凸轮轮廓曲线的设计

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。
（7-6）
3．压力角与传力性能
在设计凸轮机构时，应使最大压力角αmax不超过某一许用值[α]，即
αmax≤[α]
（7-7）
工程上，一般推程阶段许用压力角[α]的推荐值分别为
移动从动件 [α]=30°～40°
摆动从动件 [α]=40°～50°
机械设计基础
Machine Design Foundation
机械设计基础
Machine Design Foundation
凸轮轮廓曲线的设计
图7-13对心滚子移动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
机械设计基础
Machine Design Foundation
凸轮轮廓曲线的设计
图7-14平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制
机械设计基础
Machine Design Foundation
凸轮轮廓曲线的设计
4．基圆半径 rb的确定
在选取基圆半径时，应综合考虑下述几个方面：
（1）在保证αmax≤[α]的前提下，应尽可能选用较小的基圆半径，以满足结构紧凑的要求。
（2）为了满足凸轮结构及制造的要求，基圆半径rb 必须大于凸轮轴的半径rs，即rb> rs。
（3）为了避免从动件运动失真，必须使凸轮实际轮廓曲线的最小曲率半径ρ’min大于零，通常规定ρ’min> 1～5 mm 。

凸轮轮廓设计

凸轮廓线设计一、凸轮廓线设计的基本原理
凸轮廓线设计反转原理：
给整个凸轮机构施以 -ω 1 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。
3’ 2’ 1’
-ω 1
1 2
依据此原理可以用几何作图的方法设计凸轮的轮廓曲线，例如：
ω1 O
1
2 3
3
凸轮廓线设计
13’ 14’ 9 11 13 15
k1 13’ 13 k 2 12 k 3 k 8k k k4 11 k6 5 7 12’ 10 9
11’
O
10’
9’
凸轮廓线设计
※滚子直动从动件盘形凸轮滚子直动从动件凸轮机构中，已知凸轮的基圆半径rb，角速度ω 1和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。
8’ 9’
※偏置直动尖顶从动件盘形凸轮偏置直动尖顶从动件凸轮机构中，已知凸轮的基圆半径rb，角速度 ω 1和从动件的运动规律和偏心距e，设计该凸轮轮廓曲线。
e
ω1
k12 k11 k10 k9 k15 k14 k13
-ω 1 A
15’ 15 14’14
7’ 3’ 1’
8’
9’
5’
11’ 12’
1 3 5 78
-ω 1
ω1
7’ 3’ 1’
5’
11’ 12’
理论轮廓
1 3 5 78
13’ 14’ 9 11 13 15
实际轮廓
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

凸轮轮廓设计PPT课件

9’
设计：潘存云
③确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置;
④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。第4页/共31页
（右）偏置直动尖顶从动件盘形凸轮绘制过程
第5页/共31页
（右）偏置直动滚子从动件盘形凸轮绘制过程
第6页/共31页
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
由图可知： s0＝(r02-e2)1/2
x= (s0+s)sinδ+ ecosδ y= (s0+s)cosδ- esinδ
(1)
实际轮廓线－为理论轮廓的等距线。
曲线任意点切线与法线斜率互为负倒数：
tgθ= -dx/dy =(dx/dδ)/(- dy/dδ) =sinθ/cosθ 第11页/共31页
对(1)式求导，得：
提问：在设计一对心凸轮机构设计时，当出现α≥[α]
的情况，在不改变运动规律的前提下，可采取哪些措施来进行改进？
tgα=(ds/dδ-e)/[(r02-e2)1/2+s] 1)加大基圆半径r0 ， r0↑ →α↓ 2)将对心改为偏置， e↑ →α↓
3)采用平底从动件, α=0
确定上述极值r0min不方便，工程上常根据诺模图
若不满足此条件时：
增大r0 减小rr
第25页/共31页
4.平底尺寸l 的确定作图法确定： l=2lmax+(5~7)mm
ω
1’ 2’
3’
B’7
B’6
B’5
φ4
A4
φ6
φ5
A5
5)直动推杆圆柱凸轮机构
思路：将圆柱外表面展开，得一长度为2πR的平面移动凸轮机构，其移动速度为V=ωR，以－V反向移动平面凸轮，相对运动不变，滚子反向移动后其中心点的轨迹即为理论轮廓，其内外包络线为实际轮廓。

凸轮从动件基本运动规律曲线

凸轮从动件基本运动规律曲线凸轮从动件基本运动规律曲线一、引言在机械学中，凸轮从动件是一种常见的机械传动装置，它通过凸轮的曲线运动驱动从动件做往复或者旋转运动。

而凸轮的曲线运动规律被称为凸轮从动件的基本运动规律曲线。

本文将深入探讨凸轮从动件的基本运动规律曲线，包括其定义、分类、特点、应用等方面，以便读者更深入地理解凸轮从动件的原理和运动规律。

二、基本概念1. 凸轮从动件凸轮从动件是一种机械传动装置，通过凸轮的曲线运动来驱动从动件做往复或者旋转运动。

它广泛应用于各种机械设备中，如汽车发动机、工业机械等。

凸轮从动件由凸轮和从动件两部分组成，其中凸轮的曲线运动是其基本运动规律曲线的核心。

2. 基本运动规律曲线凸轮从动件的基本运动规律曲线是指凸轮上的曲线运动规律，它决定了从动件的运动方式和特点。

基本运动规律曲线一般包括圆形、椭圆形、抛物线形、正弦曲线形等多种类型，每种类型都具有不同的特点和适用范围。

三、基本运动规律曲线的分类1. 圆形曲线圆形曲线是凸轮上最简单的一种曲线形状，其路径为圆形。

该曲线形状适用于一些简单的往复运动装置，如滚笼机构、飞机起落架等。

2. 椭圆形曲线椭圆形曲线是凸轮上的椭圆形状路径，其优点是在往复运动中有较长时间的停顿和加速阶段，适用于一些要求动作平稳的设备，如自动售货机的货道推板装置。

3. 抛物线形曲线抛物线形曲线是凸轮上的抛物线状路径，其路径具有很好的加减速性能，适用于一些要求动作快速的装置，如车床进给机构、拉床加工机床等。

4. 正弦曲线形曲线正弦曲线形曲线是凸轮上的正弦曲线状路径，其路径具有周期性的特点，适用于一些需要周期性往复运动的装置，如自动打字机的纸张进给机构。

四、基本运动规律曲线的特点1. 稳定性不同类型的基本运动规律曲线具有不同的稳定性特点，圆形曲线和椭圆形曲线具有较好的稳定性，而抛物线形曲线和正弦曲线形曲线的稳定性较差。

2. 加减速性抛物线形曲线和正弦曲线形曲线具有较好的加减速性能，而圆形曲线和椭圆形曲线的加减速性能较差。

凸轮轮廓曲线设计

已知: 凸轮逆时针转动,
求 : 凸轮的基圆半径, 转动 90之后的压力角
• 解：
理论轮廓
基圆基圆
习题

25
第6章凸轮机构
例题2
已知: 凸轮逆时针转动, 求 : 凸轮的基圆半径, 转动90之后的压力角
• 解：
理论轮廓
基圆
基圆
习题
？速度方向

26
6－4 图解法设计凸轮轮廓
已知从动件的运动规律[s =s(δ1)、v=v(δ1)、a=a(δ1)]及凸轮机构的基本尺寸（如rmin、e）及转向，作出凸轮的轮廓曲线。
一、反转法原理
-w
s
-
B1
s
rb
B0
B
w
e
o
S
2

27
叉，运动失真。
rT
min= rT ’= min-rT=0
rT
min < rT ’= min-rT<0
11
§6-3 图解法设计凸轮轮廓
结论: 内凹凸轮廓线： • 滚子半径无限制外凸凸轮廓线：运动失真原因：min<rT 避免方法
(1)减小滚子半径rT
(2)通过增大基圆半径rmin来加大理论轮廓曲线的min
件上力作用点的速度方向之间
所夹的锐角。
F'' F'tg
n F ' F cos F '' F sin
α ↑ 有害分力F" ↑有用分力 F' ↓
fF" ≥F'?
机构发生自锁现象，所以设计时要控制压力角不宜过大 17
§6-4 凸轮机构基本参数的确定

凸轮机构设计(图文)

凸轮机构设计（图文）一、凸轮机构概述凸轮机构是一种常见的机械传动装置，主要由凸轮、从动件和机架组成。

它通过凸轮的轮廓曲线，使从动件实现预期的运动规律。

凸轮机构具有结构简单、运动可靠、传动精度高等优点，广泛应用于各种自动化设备和机械中。

二、凸轮机构设计要点1. 确定从动件的运动规律在设计凸轮机构之前，要明确从动件的运动规律，包括位移、速度和加速度等。

这将为后续的凸轮轮廓设计提供依据。

2. 选择合适的凸轮类型根据从动件的运动规律和实际应用需求，选择合适的凸轮类型，如平面凸轮、圆柱凸轮、摆动凸轮等。

3. 设计凸轮轮廓曲线凸轮轮廓曲线是凸轮机构设计的核心部分。

设计时，要确保凸轮与从动件之间的运动协调，避免干涉和冲击。

三、凸轮机构设计步骤1. 分析运动需求在设计之初，我们需要深入了解设备的工作原理和从动件的运动需求。

这包括从动件的运动轨迹、速度、加速度以及所需的力和行程。

这些信息将帮助我们确定凸轮的基本尺寸和形状。

2. 初步确定凸轮尺寸基于运动需求分析，我们可以初步确定凸轮的直径、基圆半径和宽度等关键尺寸。

这些尺寸将直接影响凸轮的强度、刚度和运动性能。

3. 设计凸轮轮廓确保从动件的运动平稳，避免突变和冲击。

考虑凸轮与从动件之间的间隙，防止运动干涉。

优化轮廓曲线，减少加工难度和提高耐磨性。

四、凸轮机构材料选择考虑耐磨性：凸轮在连续工作中会与从动件接触，因此应选择耐磨材料，如钢、铸铁或耐磨塑料。

考虑重量和成本：在满足性能要求的前提下，可以选择重量轻、成本较低的材料。

考虑环境因素：如果凸轮机构将工作在特殊环境中，如高温或腐蚀性环境，需要选择相应的耐高温或耐腐蚀材料。

五、凸轮机构的加工与装配精确加工：凸轮的轮廓必须严格按照设计图纸加工，以确保运动的精确性。

间隙调整：在装配时，需要适当调整凸轮与从动件之间的间隙，以确保运动的顺畅。

校验运动：装配完成后，应对凸轮机构进行运动校验，确保从动件的运动符合预期。

六、凸轮机构动态分析与优化在设计过程中，动态分析是不可或缺的一环。

凸轮机构工作过程及从动件运动规律

提高传动效率，减小速度波动。
选择凸轮轮廓形状、从动件类型为优化设计变量。
考虑制造工艺和使用环境等方面的限制，制定相应的优化设计约束条件。
经过智能优化算法求解，得到满足性能要求的最优解，即凸轮轮廓形状和从动件类型的最优组合。与优化前相比，传动效率提高了10%，速度波动降低了5%。
规律。
CHAPTER 04
凸轮机构性能评价与优化设计
凸轮机构性能评价性和传动精度等方面的指标，如传动比、传动效率、速度波动等。
动力性能
评价凸轮机构在动力传递过程中的性能，如驱动力、驱动力矩、动态响应等。
耐久性能
评价凸轮机构在长期使用过程中的耐磨性、抗疲劳性等方面的指标，如寿命、磨损量等。
、减少振动和噪音。
02
采用先进的控制策略
引入先进的控制策略，如PID控制、模糊控制等，可以实现对从动件运
动规律的精确控制。通过调整控制参数，可以优化从动件的运动性能，
提高其响应速度和稳定性。
03
选用高性能材料
采用高性能材料制造从动件和凸轮，可以提高机构的耐磨性、抗疲劳性
和承载能力。这有助于延长凸轮机构的使用寿命，并改善从动件的运动
凸轮机构工作过程实例解析
01
以一个具体的凸轮机构为例，详细解析其工作过程。
02
分析该凸轮机构的轮廓曲线设计、从动件运动规律和影响因素等。
03
通过实例解析，加深对凸轮机构工作过程的理解和掌握。
CHAPTER 03
从动件运动规律研究
从动件位移、速度和加速度变化规律
位移变化规律
在凸轮机构工作过程中，从动件的位移随着凸轮的转动而发生变化。通常，位移曲线呈现周期性变化，其形状和幅值取决于凸轮的轮廓和尺寸。

移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的图解设计

在结构空间允许条件下，可适当将基圆半径取大些，以利于改善机构的传力性能，减少磨损和减少凸轮廓线的制造误差。
4.凸轮机构的材料
凸轮机构工作时，往往承受动载荷的作用，同时凸轮表面承受强烈磨损。因此，要求凸轮和滚子的工作表面硬度高，具有良好的耐磨性，心部有良好的韧性。当低速、轻载时，可以选用铸铁作为凸轮的材料。中速、中载时可以选用优质碳素结构钢、合金钢作为凸轮的材料,并经表面淬火或滲碳淬火，使硬度达到。高速、重载凸轮可以用优质合金钢材料，并经表面淬火或滲氮处理。
1、原料采购与监控
通过推广“公司+基地+农户”的产业化发展模式，将产品的产、供、销链紧紧联系在一起，公司按照市场的需要，与农民签订《种植/养殖收购合同》，由公司给农民提供市场信息、资金、技术和良种等服务，采用欧盟良好农业规范（GLOBALG.A.P）管理模式，种植甜玉米、白萝卜、紫苏叶、苹果、马铃薯、胡萝卜、地瓜、滑子蘑等，由于生产需求的不断扩大近几年公司还建立了专门的蘑菇养殖基地。对于部分外购的原料还有定性判定的农残检测仪进行监控。对于原料的监控主要按照日本肯定列表制的条例要求进行控制。同时日方每年对基地的水质、蘑菇培养基料、原料在日本进行检测。
1.滚子半径的选择 2.凸轮机构的压力角 3.凸轮基圆半径的确定凸轮机构的材料
1.滚子半径的选择
cmin min K
对于外凸的凸轮廓线：
minK cmin0
实际轮廓为光滑曲线
minK cmin0
实际廓线出现尖点
minK cmin0
实际轮廓相交而造成从动件运动失真
对于内凹的凸轮廓线：
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；

凸轮机构各种类型

第二十七讲下一讲学时:2学时课题:第十章凸轮机构 10、1 概述 10、2 常用的从动件运动规律目的任务:熟悉凸轮机构的应用与特点及类型,理解常用的从动件运动规律,能够绘制位移线图重点:凸轮机构的应用与特点及类型难点:立体凸轮机构运动的实现教学方法:利用动画演示机构运动,工程应用案例展示其应用场合。

第十章凸轮机构10、1概述凸轮机构由凸轮、从动件与机架三部分组成,结构简单,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,由于凸轮机构就是高副机构,易于磨损,因此只适用于传递动力不大的场合。

10、1、1 凸轮机构的应用(工程应用案例)内燃机配气机构凸轮机构自动车床上的走刀机构分度转位机构靠模车削机构10、1、2 凸轮机构的分类凸轮机构的类型很多,常就凸轮与从动杆的端部形状及其运动形式的不同来分类。

(1) 按凸轮的形状分1)盘形凸轮(盘形凸轮就是一个具有变化向径的盘形构件绕固定轴线回转)尖顶移动从动杆盘形凸轮机构尖顶摆动从动杆盘形凸轮机构滚子移动从动杆盘形凸轮机构滚子摆动从动杆盘形凸轮机构平底移动从动杆盘形凸轮机构平底摆动从动杆盘形凸轮机构2)移动凸轮(移动凸轮可瞧作就是转轴在无穷远处的盘形凸轮的一部分,它作往复直线移动。

)移动从动杆移动凸轮机构摆动从动杆移动凸轮机构3)圆柱凸轮(圆柱凸轮就是一个在圆柱面上开有曲线凹槽,或就是在圆柱端面上作出曲线轮廓的构件,它可瞧作就是将移动凸轮卷于圆柱体上形成的。

)圆柱凸轮自动送料机构4)曲面凸轮按锁合方式的不同凸轮可分为:力锁合凸轮,如靠重力、弹簧力锁合的凸轮等;形锁合凸轮,如沟槽凸轮、等径及等宽凸轮、共轭凸轮等。

沟槽凸轮槽凸轮机构等宽凸轮等径凸轮(2) 按从动杆的端部形状分1) 尖顶这种从动杆的构造最简单,但易磨损,只适用于作用力不大与速度较低的场合(如用于仪表等机构中)。

2) 滚子滚子从动杆由于滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦,磨损较小,故可用来传递较大的动力,因而应用较广。

第十节-凸轮从动件运动规律与凸轮轮廓形状设计

设计方法：图解法，解析法
二、图解法设计凸轮轮廓曲线 (一)、图解法的原理
假想给整个机构加一公共
角速度-w,
凸轮：相对静止不动
推杆：一方面随导轨以-w
绕凸轮轴心转动
另一方面又沿导轨作预期的往复移动
推杆尖顶在这种复合运动中的运动轨迹即为凸轮轮廓曲线。
(二)、图解法的方法和步骤
设计凸轮廓线的图解法是根据反转法原理作出从动件推杆尖顶在反转运动中依次占据的各位置，然后作出其高副元素所形成的曲线族；并作从动件高副元素所形成的曲线族的包络线，即是所求的凸轮轮廓曲线。
回程：通常不会引起自锁问题，但为了使推杆不至产生过大的加速
度从而引起不良后果，通常取 [α]= 700～800。
(4)、压力角校核 αmax一般出现在 1）从动件的起点位置 2）从动件最大速度位置 3）凸轮轮廓向径变化最大部分
滚子从动件按理论轮廓校核平底从动件一般α=0，不需校核
若αmax > [α]: 增大基圆半径偏置从动件
动件盘形凸轮轮廓。
4、偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构
已知条件:已知凸轮的基圆半径为r0,凸轮转动方向。凸轮转动中心
与从动件摆动中心的距离，摆动从动件的长度，已知从动件的运动规律，试设计。（从动件的位移是角位移）
§4-4设计凸轮机构应注意的问题
实现预定运动规律凸轮机构设计
受力良好，效率高，结构紧凑
在反转运动中依次占
据的位置将不在是以
凸轮回转中心作出的
径向线,而是始终与O
保持一偏距e的直线,
因此若以凸轮回转中
心O为圆心，以偏距
e为半径作圆（称为
偏距圆）,则从动件
在反转运动中依次占
据的位置必然都是偏