凸轮
凸轮的分类
凸轮的分类凸轮是机械传动中常用的一种元件，用于控制和改变运动状态。
根据其形状和功能，凸轮可以分为多种类型。
本文将以凸轮的分类为标题，探讨各类凸轮的特点和应用。
一、斜面凸轮斜面凸轮是一种常见的凸轮类型，其特点是凸轮表面存在斜面结构。
斜面凸轮的作用是通过凸轮与其他机械部件的接触，实现运动状态的改变。
斜面凸轮广泛应用于各种机械设备中，如发动机的气门控制系统、自动化生产线中的传送带等。
斜面凸轮通过不同的斜面结构，可以实现不同的运动规律和速度变化。
二、圆柱凸轮圆柱凸轮是一种形状简单的凸轮类型，其外形类似于圆柱体。
圆柱凸轮的特点是表面平滑，运动规律简单。
圆柱凸轮常用于转动运动的传动系统中，如汽车发动机的凸轮轴。
圆柱凸轮的设计需要考虑到凸轮与其他部件的接触情况，以及凸轮表面的磨损和润滑等问题。
三、螺旋凸轮螺旋凸轮是一种特殊的凸轮类型，其表面呈螺旋状。
螺旋凸轮的特点是可以实现复杂的运动规律和速度变化。
螺旋凸轮广泛应用于机械传动系统中，如数控机床的进给系统、航天器的导航系统等。
螺旋凸轮的设计需要考虑到凸轮的螺旋角度、螺旋方向和螺旋周期等参数，以及凸轮与其他部件的配合精度和磨损问题。
四、椭圆凸轮椭圆凸轮是一种外形特殊的凸轮类型，其外形呈椭圆形。
椭圆凸轮的特点是可以实现不同方向的运动状态变化。
椭圆凸轮常用于复杂的机械传动系统中，如汽车变速器的离合器控制系统、机床的进给系统等。
椭圆凸轮的设计需要考虑到椭圆的长短轴比例、椭圆的倾斜角度等参数，以及凸轮与其他部件的配合精度和磨损问题。
五、心形凸轮心形凸轮是一种形状独特的凸轮类型，其外形呈心形。
心形凸轮的特点是可以实现非对称的运动状态变化。
心形凸轮常用于特殊的机械传动系统中，如钟表的摆轮系统、机器人的运动控制系统等。
心形凸轮的设计需要考虑到心形的尺寸比例、心形的倾斜角度等参数，以及凸轮与其他部件的配合精度和磨损问题。
凸轮是机械传动中常用的一种元件，根据其形状和功能可以分为斜面凸轮、圆柱凸轮、螺旋凸轮、椭圆凸轮和心形凸轮等多种类型。
凸轮的作用是什么？
凸轮的作用是什么？凸轮是机械运动中常见的机构元件，它在许多机械设备中都有广泛的应用。
那么凸轮究竟是什么，它的作用是什么呢？什么是凸轮？凸轮是一种主要用于传动机构的机构元件，它通常由一个轴心和一个或多个凸起部分组成，这些凸起部分构成了凸轮的工作面。
在运动过程中，凸轮工作面与其他机构元件（如摇臂、滑块等）接触，从而实现特定的运动目的。
凸轮的作用凸轮在机械运动中具有多种作用，其中较常见的包括：转换运动方式凸轮的运动方式可以是旋转、摇动等多种形式，它能够将一种运动方式转化为另一种运动方式。
例如，我们利用凸轮和滑块机构可以将旋转运动转化为直线运动，实现一些机械设备的工作。
改变运动的速度和方向凸轮的工作面形状、大小和相对位置不同，与其他机构元件相互配合时可以改变其运动速度和方向。
例如，当凸轮在旋转时，若凸起部分与摇臂接触，则摇臂距离凸轮轴心较远，速度较快；而若凸起部分与摇臂分离，则摇臂离轴心较近，速度较慢。
这种速度差异可应用于某些需要变速装置的机械设备。
控制时间和运动程度凸轮的形状和构造不同，能够控制其他机构元件的运动时间和运动程度。
例如，当凸轮与摇臂相互作用时，若凸起部分较大且凸轮转动速度较慢，则摇臂受力较强，运动更大；而若凸起部分较小且凸轮转动速度较快，则摇臂受力较小，运动更小。
这种时间和运动程度的控制可应用于某些需要精密控制的机械设备的制造中。
实现自动化工作凸轮可以帮助将人工的控制和操作转变为自动化工作。
例如，我们可以利用凸轮和摇臂机构制造一个摆锤钟，钟摆的摆动依靠凸轮机构自主控制，从而实现钟表的自动化操作。
总结因为凸轮在机械运动中具有多种作用，所以在机械制造中应用非常广泛。
它能将不同的运动方式转化为其他的运动方式，改变运动的速度和方向，控制时间和运动程度，实现机械设备的自动化工作。
随着机械制造技术不断发展和进步，凸轮机构的作用也将得到进一步的挖掘和应用。
凸轮机构介绍
4、根据从动件的运动形式分
移
动 从 动
（ 对 心
件、
凸偏
轮置 机）
构
摆动从动件凸轮机构
0'
第二节 从动件运动规律设计
一、平面凸轮机构的结构和主要参数
S 从动件位移曲线 (,S)
BC B’
S h
基圆
0 O
A
e
0 ’
’
O (A) B
Dh
2π
0 ’ ’
0
推远程休运止动角角回近程休运止动角角
30
.650
Y yB rr sin
dxB d dy B d
2 240 0,2 200 .650
X1 52.81
dxB d (ds d e)sin (s s0)cos
Y1 16.59
dyB d (ds d e)cos (s s0)sin
s1
0,
s2
80 2 3
20
8.49, xB1
[1 cos(1.2
55.39, yB1
3)] 26.18
18.12
实际廓线上点的坐标x:B2
X xB rr cos tg
36
dx B dy B
.03,
yB2 6.95
1 600, 1
dxB d dy B d
b、刀具中心轨迹方程
c
滚子
rr
'
砂轮
rc
rc-rr
滚子
rr
c
'
xC xB rr cos
rr-rc
机械设计基础-第4章-1-凸轮机构
30
30
120
120
90
δ
360
七、解析法设计凸轮轮廓曲线
1、偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计
建立凸轮转轴中心的坐标系xOy
根据反转法原理，凸轮以w转过j角；
B点坐标为
x y
(s0 (s0
s) sin j s) cosj
e cosj esinj
上式即为凸轮理论廓线方程
实际廓线与理论廓线在法线上相距
凸轮机构由凸轮、从动件和机架三部分组成。
凸轮机构是高副机构，易于磨损，因此只适用于传 递动力不大的场合。
示例一 内燃机配气机构
示例二 靠模车削机构
示例 绕线机的凸轮绕线机构
示例 缝纫机的凸轮拉线机构
凸轮机构的主要优点： 使从动件实现预定的运动规律，结接触，容易磨损。 用于传递动力不大的控制机构或调节机构。
2、自D0起，沿-ω方向取δ1-4 角，等分各部分，从D1起以 从动件长度为半径作圆，与基 圆交于C点。
3、C1D1起，分别量取β角， 与2的圆交于B点，连接B0、 B1、B2…，即为凸轮曲线。
例题：设计盘形凸轮机构，已知凸轮角速度ω1逆时针转动， 基圆半径r0=30mm，从动件的行程h=40mm。从动件的 位移线图如下：
第四章 凸轮机构及间歇运动机构
§4-1 凸轮机构的应用和分类 §4-2 从动件常用的运动规律 §4-3 盘形凸轮轮廓曲线的设计 §4-4 凸轮机构设计中应注意的问题 §4-5 间歇运动机构
§4-1 凸轮机构的应用和分类
凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，它通过与从 动件的高副接触，在运动时可以使从动件获得连续或不 连续的任意预期运动。
当凸轮继续以角速度ω1逆时针 转过角度δ2时，从动件尖顶从 C到D，在最远位置停止不动， 对应的δ2是远休止角。
第三章凸轮机构
第三章凸轮机构§3-1凸轮机构的组成和类型一、凸轮机构的组成1、凸轮：具有曲线轮廓或沟槽的构件，当它运动时，通过其上的曲线轮廓与从动件的高副接触，使从动件取得预期的运动。
2、凸轮机构的组成：由凸轮、从动件、机架这三个大体构件所组成的一种高副机构。
二、凸轮机构的类型1.依照凸轮的形状分：空间凸轮机构：盘形凸轮：凸轮呈盘状，而且具有转变的向径。
它是凸轮最大体的形式，应用最广。
移动（楔形）凸轮：凸轮呈板状，它相关于机架作直线移动。
盘形凸轮转轴位于无穷远处。
空间凸轮机构：圆柱凸轮：凸轮的轮廓曲线做在圆柱体上。
2.依照从动件的形状分：（1）尖端从动件从动件尖端能与任意形状凸轮接触，使从动件实现任意运动规律。
结构简单，但尖端易磨损，适于低速、传力不大场合。
（2）曲面从动件：从动件端部做成曲面，不易磨损，利用普遍。
（3）滚子从动件：滑动摩擦变成转动摩擦，传递较大动力。
（4）平底从动件优势：平底与凸轮之间易形成油膜，润滑状态稳固。
不计摩擦时，凸轮给从动件的力始终垂直于从动件的平底，受力平稳，传动效率高，经常使用于高速。
缺点：凸轮轮廓必需全数是外凸的。
3.依照从动件的运动形式分：4.依照凸轮与从动件维持高副接触的方式分：（1）力封锁型凸轮机构：利用重力、弹簧力或其它外力使从动件与凸轮轮廓始终维持接触。
封锁方式简单，对从动件运动规律没有限制。
5、其它反凸轮机构：摆杆为主动件，凸轮为从动件。
应用实例：自动铣槽机应用反凸轮实现料斗翻转§3-2凸轮机构的特点和功能一.凸轮机构的特点一、优势：(1)结构简单、紧凑，具有很少的活动构件，占据空间小。
(2)最大优势是关于任意要求的从动件运动规律都能够毫无困难地设计出凸轮廓线来实现。
2、缺点：由于是高副接触，易磨损，因此多用于传力不大的场合。
二.功能1、实现无特定运动规律要求的工作行程应用实例：车床床头箱中利用凸轮机构实现变速操纵2、实现有特定运动规律要求的工作行程应用实例：自动机床中利用凸轮机构实现进刀、退刀3、实现对运动和动力特性有特殊要求的工作行程应用实例：船用柴油机中利用凸轮机构操纵阀门的启闭4、实现复杂的运动轨迹应用实例：印刷机中利用凸轮机构适当组合实现吸纸吸头的复杂运动轨迹§3-3从动件运动规律设计一.基础知识1、从动件运动规律：从动件的位移、速度、加速度及加速度转变率随时刻或凸轮转角转变的规律。
机械原理第10章 凸轮设计
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)
机械原理-凸轮讲解
机械原理-凸轮讲解
凸轮是一种用于转换直线运动和回转运动的机械元件。
它通常是一个圆柱形的轴，轴上有一个或多个凸起的部分，称为凸轮。
凸轮的形状可以根据需要来设计，例如圆形、椭圆形、心形等。
凸轮通常和一个或多个从动件（例如连杆、摇杆等）连接在一起，通过凸轮的运动来驱动从动件的运动。
凸轮的工作原理是通过轴的旋转来改变凸轮的相对位置，从而改变从动件的运动方式和运动轨迹。
当凸轮旋转时，凸轮上的凸起部分会与从动件接触，使从动件受到推动或拉动，产生直线运动。
凸轮的形状决定了从动件的运动轨迹，可以实现各种不同的工作要求。
凸轮的应用非常广泛。
例如，在汽车发动机中，凸轮通过推动气门来控制燃油的进出；在印刷机中，凸轮通过控制印刷滚筒的运动来实现印刷；在机床中，凸轮通过驱动工作台或刀具来实现加工。
1
总之，凸轮是一种重要的机械元件，通过其特殊的形状和运动方式，可以实现直线和回转运动的转换，并在各种机械设备中发挥重要的
作用。
2。
第三章凸轮机构
作图:
四.摆线运动规律（正弦运动规律）：
s hh[1/[10 csoisn2(2(//0]0/)/(02)]
a2h12 sin2(/0)/02
速度、加速度均连 续没有突变，无冲击。 可用于高速传动。
冲击。用于中、低
速场合。
V0=0,
等加速等减速
s
1 2
at 2
当时间为→ 位移为 →
1 1
: :
2 4
: :
3 9
:4 :16
作图: (推程)
前半行程(h/2)→等加速 →将每半行程时 →位 1 : 4 : 9 :16 后半行程(h/2)→等减速 间分为χ(4) 份 移 16 : 9 : 4 : 1
3.3 凸轮机构的压力角
凸轮机构中的作用力与凸轮机构压力角
压力角：从动件运动方向与受力方向 夹角的锐角。 压力角越小，机构传动效率越好。 压力角过大，机构将处于自锁状态。 许用压力角：推程[α]=30°-40°
max
压力角与凸轮机构尺寸的关系
tanPCOP OC
BC BC
OCe
BCs r02e2
凸轮的轮廓线是按照从动件的运动规律来设计的
§3－2从动件的常用运动规律 p.41
(一)凸轮运动常用术语：图3-5 p.42
基圆：以轮廓的最小向径所作的圆r0－基圆半径 推程：从动件从离回转中心最近→最远的这一过程。 升程ｈ：推程所移动的距离。
推程运动角φ0 ： 与推程对应的凸轮转角
远休止角φS: 从动件在最远位置不动时对应的凸轮转角
第3章 凸轮机构
应用：中速、中载。
h s2 1 cos( 1 ) 2 t h1 v2 sin( 1 ) 2 t t h 2 12 a2 cos( 1 ) 2 2 t t
24
余弦加速度运动规律
从动件回程简谐运动方程
25
从动件运动规律的选择
（1）满足机器的工作要求； （2）使凸轮机构具有良好的动力性能； （3）使凸轮轮廓便于加工，尽量采用圆弧、直线等 易加工曲线。
26
3.3 凸轮轮廓设计
根据工作要求合理地选择从动件的运动 规律后，可按照结构允许的空间等具体要求， 初步确定凸轮的基圆半径，然后绘制凸轮的 轮廓。 图解法 解析法
看其中最大值max是否超 过许用压力角[] 。如超过，
应修改，常用的办法是加大
基圆半径。
42
3.4.2 基圆半径的确定
基圆大小影响凸轮机构的尺寸，欲使结构紧 凑，应减小基圆半径；但基圆半径减小会增大压 力角。 先根据凸轮的具体结构条件试选凸轮基圆半 径，对所作的凸轮轮廓校核压力角，若不满足要 求，则增大基圆半径然后再设计校核，直至满足
8’
9’ 11’ 12’
13’ 14’ 9 11 13 15
e
ω A
k12 k11 k10 k9 kk k1314 15
-ω 1
1 3 5 78
15’ 15 14’ 14 13’
设计过程
1、选比例尺μ
l
=μ s作基圆r0，偏置圆e；
12’
k 13 k21 12 k k8 k4 3 k7k6 k5 11 10 9
27
直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制—— 反转法原理 1 对心尖顶移动从动件盘形凸轮 2 偏置尖顶移动从动件盘形凸轮 3 对心滚子移动从动件盘形凸轮 4 偏置滚子移动从动件盘形凸轮 5 摆动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
第3章 凸轮机构
2 0
02
a
4h12
/
2 0
推程时等减速段
s
h 2h(0 4h1 (0
)2 /
)
/
2 0
2 0
a
4h12
/
2 0
速度连续，加速度不
连续，称为柔性冲击。
用于中、低速场合。
§3 – 2 从动件的常用运动规律
V0=0,
等加速等减速
s
1 2
at 2
当时间为→ 位移为 →
1 1
: :
2 4
: :
对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构 摆动滚子从动件盘形凸轮机构
§3 – 2 从动件的常用运动规律
凸轮机构的运动循环及基本名词术语
凸轮机构的一个运动循环大 致包括：推程、远休程、回 程、近休程四个部分
§3 – 2 从动件的常用运动规律
基圆：以轮廓的最小向径所作的圆 r0－基圆半径 推程：从动件从离回转中心最近→最远的这一过程。 升程ｈ：推程所移动的距离。
机械设计基础
机械设计基础
绪论
机械零件设计概论
平面机构的自由度和速度分析
连接
平面连杆机构
齿轮传动
凸轮机构
蜗杆传动
齿轮机构
带传动和链传动
轮系
轴间歇运动机构 机构运转速 Nhomakorabea波动的调节
滑动轴承
滚动轴承
联轴器、离合器和制动器
回转件的平衡
弹簧
第3章 凸轮机构
§3 – 1 凸轮机构的应用和类型 §3 – 2 从动件的常用运动规律 §3 – 3 凸轮机构的压力角 §3 – 4 图解法设计凸轮轮廓 §3 – 5 解析法设计凸轮轮廓*
什么是凸轮机构
凸轮机构
§ 12.1.2 凸轮机构的应用
自动机床进刀凸轮机构
当圆柱凸轮绕其轴线 转动时，通过其沟槽 与摆杆一端的滚子接 触，并推动摆杆绕固 定轴按特定的规律作 往复摆动，同时通过 摆杆另一端的扇形齿 轮驱动刀架实现进刀 或退刀运动。
1-圆柱凸轮 2-摆杆 3-滚子
绕线机凸轮机构
这种凸轮在运动中能 推动摆动从动件2实 现均匀缠绕线绳的运 动学要求。
为保证凸轮机构在整个运动周期中均 能满足 max [ ] ，应选取计算结果
中的最大值作为凸轮的基圆半径。
2.借助诺模图
4.许用压力角[α]及从动件的运动规律
s
Bmax v D2 K d 2' d 2' d1 δ1 D1 B0 O d2 d 1' d 1'
- [ α2 ] 90 ° 90 ° - [ α2 ] 90 ° -[ α2 ] -[ α 2 ] 90 °
δ2
- [ α1 ] 90 ° -[ α1 ] 90 ° 90 ° - [ α1 ] -[ α1 ] 9 0°
s'
5.滚子半径的选择
为保证滚子及转动轴有足够的强度和寿命, 应选用较 大的滚子半径rT, 然而滚子半径rT的增大受到理论轮廓曲线 上最小曲率半径ρmin的制约, 如图所示。
第十二章 凸轮机构
概 述
凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，它通 过与从动件的高副接触，在运动时可以获得连续或不 连续的任意预期运动。凸轮机构是由凸轮、从动件和 机架三个基本构件组成的高副机构。 由于凸轮机构具 有多用性和灵活性, 因此广泛应用于机械、 仪器、 操 纵控制装置和自动生产线中, 是自动化生产中主要的驱 动和控制机构。但由于凸轮机构是高副机构，易于磨 损，因此只适用于传递动力不大的场合。
凸轮机构
从动件的运动规律
从动件的运动规律
• 远休止与远休止角： 当凸轮廓线上对应的圆弧段与
从动件接触时，从动件在距凸轮轴心的最远处静止不动。 这一过程称为远休止，此过程对应凸轮所转过的角度称为 远休止角Φs 。
从动件的运动规律
• 回程与回程角: 当凸轮廓线上的曲线段与从动件接
触时，引导从动件由最远位置返回到位移的起始位置。 从动件的这一运动行程称回程，此过程对应凸轮所转过 的角度称为回程角Φ/。
1-凸轮 2-气阀 3-内燃机壳体
如图所示为自动机床中 的进刀凸轮机构。
凸轮机构的应用和分类
当圆柱凸轮绕其轴线转动 时，通过其沟槽与摆杆一 端的滚子接触，并推动摆 杆绕固定轴按特定的规律 作往复摆动，同时通过摆 杆另一端的扇形齿轮驱动 刀架实现进刀或退刀运动。
1-圆柱凸轮 3-滚子
2-摆杆
凸轮机构的应用和分类
平面凸轮机构基本尺寸的确定
2、常见的盘形凸轮机构的压力角
平面凸轮机构基本尺寸的确定
3、压力角对凸轮机构受力的影响
其他条件相同时，压力角 越大，推动从动件所需的 作用力越大；
当压力角非常大时，理论 上作用力为无穷大时才能 推动从动件，此时凸轮机 构将发生自锁。
平面凸轮机构基本尺寸的确定
二、基圆半径对压力角的影响
增大基圆半径，可使凸轮机构的压力角减小；
增大基圆半径会使凸轮机构的整体尺寸增大 在压力角不超过许用值的原则下，应尽可能采用较 小的基圆半径。
平面凸轮机构基本尺寸的确定
三、滚子半径的选择 1、滚子半径对实际廓线的影响
平面凸轮机构基本尺寸的确定
r
可画出正常的实际廓线
r
实际廓线变尖
r
实际廓线干涉，导致 运动失真。
凸轮运动规律
凸轮运动规律引言凸轮是一种常见的机械传动元件，通过其特殊的形状可以将旋转运动转化为直线或曲线运动。
在工程和日常生活中，凸轮被广泛应用于各种机械装置和机械工具中，如发动机气门控制系统、自动化生产线和纺织机械等。
本文将详细介绍凸轮的运动规律，包括凸轮的构造、凸轮的运动学和凸轮的运动学分析等方面。
一、凸轮的构造凸轮可以说是一种特殊的齿轮，其主要由凸轮面和轴部组成。
凸轮面的形状根据具体的需求而定，常见的有凸圆、椭圆、正弦曲线等。
轴部用来连接凸轮与传动装置，通常为圆柱体形状。
凸轮的构造要考虑到其与传动装置的配合，以及所需的运动规律。
在实际设计中，可以根据需要选择不同的凸轮轮廓，从而实现不同的运动。
二、凸轮的运动学凸轮的运动学研究凸轮的运动规律和运动参数。
在机械设计中，我们通常需要确定凸轮的运动学参数，如凸轮的转速、凸轮面上具体点的位置和速度等。
2.1 凸轮的转动运动学凸轮的转动运动学研究凸轮的转动规律。
根据凸轮的构造和传动装置的要求，我们需要确定凸轮的转动角度与时间的关系。
常见的凸轮转动规律有恒速转动、变速转动和周期性转动等。
其中，恒速转动的凸轮转动角度与时间成正比；变速转动的凸轮转动角度与时间不成线性关系；周期性转动的凸轮在一定周期内循环运动。
2.2 凸轮的运动学分析在凸轮的运动学分析中，我们主要研究凸轮面上的具体点的位置和速度等参数。
凸轮面上的点的位置可以通过解析几何方法或几何图形方法确定。
在解析几何方法中，我们通常采用参数方程或极坐标方程来描述凸轮的轮廓；在几何图形方法中，我们可以通过绘制凸轮的几何图形来确定凸轮面上的点的位置。
凸轮面上点的速度可以通过求解凸轮的速度分量来确定。
对于直线运动的凸轮点，我们可以直接求解其速度；对于曲线运动的凸轮点，我们可以通过变速率中心和凸轮点之间的瞬时转轴来确定凸轮点的速度。
三、凸轮的运动规律凸轮的运动规律是指凸轮在转动过程中，凸轮面上的点的运动规律。
凸轮的运动规律可以根据凸轮的轮廓和传动装置的要求来确定。
第三章 凸轮机构
凸轮机构的应用和类型 从动件的常用运动规律 图解法设计凸轮轮廓 设计凸轮机构应注意的问题
§3-1 凸轮机构的应用和类型
凸轮机构是一种常用机构，常用于自动化和 凸轮机构是一种常用机构， 半自动化机械中。 半自动化机械中。 一、凸轮机构的组成
凸轮机构由机架、 凸轮机构由机架、 凸轮和从动件组成。 凸轮和从动件组成。 通常，凸轮为主动件， 通常，凸轮为主动件， 作匀速运动， 作匀速运动，从动件 随主动件按一定规律 运动。改变凸轮形状， 运动。改变凸轮形状， 从动件运动规律改变。 从动件运动规律改变。
常用加大凸轮基圆半 受力分析： F”=F’tgα 受力分析： 有害力 F”=F’tgα 径的方法减小α 径的方法减小αmax F’一定时 一定时， F”↑ 当F’一定时，α↑， F”↑;当α增 大到一定程度时， F’’引起的摩 大到一定程度时，由F’’引起的摩 擦力将大于F’ 擦力将大于F’ ，此时机构发生 自锁”现象。因此，需控制α “自锁”现象。因此，需控制α。 直动从动件 [α]max=30° =30° 摆动从动件 [α]max=45° =45°
§3-2 从动件的常用运动规律
设计凸轮机构时，首先应根据工作要求确定从动件 设计凸轮机构时， 的运动规律．然后按照这一运动规律设计凸轮轮廓线。 的运动规律．然后按照这一运动规律设计凸轮轮廓线。
一、凸轮机构运动 中的基本概念
从动件位移线图: 从动件位移线图: 在以凸轮转角 凸轮转角为 在以凸轮转角为 横坐标, 横坐标, 从动件位移 为纵坐标的直角坐 纵坐标的直角坐 标系中画出从动件 位移和凸轮转角间 的关系曲线。 的关系曲线。
习题讲解
P51： P51：题3-1、3-2
作 业
P51： P51：题3-3、3-4、3-6
凸轮运动类型
凸轮运动类型凸轮运动是一种机械运动，常用于机械传动和工业制造中。
凸轮是一种特殊的机械构件，其形状和运动方式使得它能够实现各种不同的运动类型。
本文将介绍凸轮运动的几种常见类型。
一、直线往复运动直线往复运动是凸轮运动的最基本类型之一。
当凸轮的轮廓为一个椭圆形时，通过一个连接杆与凸轮相连的机构就可以实现直线往复运动。
凸轮的旋转驱动使得连杆产生上下运动，从而实现直线往复运动。
这种运动类型常用于某些机械装置中，如某些摇杆式发动机的活塞运动。
二、摆线运动摆线运动是凸轮运动的另一种常见类型。
当凸轮的轮廓为一个心形线时，通过一个传动杆与凸轮相连的机构可以实现摆线运动。
凸轮的旋转驱动使得传动杆后端产生左右摆动的运动，从而实现摆线运动。
摆线运动常用于某些工业设备中，如某些传送带的运动方式。
三、圆周运动圆周运动是凸轮运动的另一种常见类型。
当凸轮的轮廓为一个圆形时，通过一个连接杆与凸轮相连的机构可以实现圆周运动。
凸轮的旋转驱动使得连杆产生绕圆心旋转的运动，从而实现圆周运动。
圆周运动常用于某些机械装置中，如某些旋转式发动机的转子运动。
四、周期性变速运动周期性变速运动是凸轮运动的一种复杂类型。
通过在凸轮轮廓上设置不同的凹凸形状，可以实现周期性变速运动。
凸轮的旋转驱动使得连接杆产生不规则的运动轨迹，从而实现周期性变速运动。
这种运动类型常用于某些需要周期性变速的机械装置中，如某些工业生产线的输送带。
五、多道复杂运动除了上述几种基本类型外，凸轮运动还可以实现更复杂的运动类型。
通过在凸轮轮廓上设置多个不同的凹凸形状，并通过适当的机构连接，可以实现多道复杂运动。
这种运动类型常用于某些需要多种运动方式的机械装置中，如某些自动化生产线的工作台运动。
凸轮运动具有多种类型，包括直线往复运动、摆线运动、圆周运动、周期性变速运动和多道复杂运动等。
这些不同类型的凸轮运动可以满足不同机械装置的需求，应用广泛。
在工业制造和机械传动中，凸轮运动发挥着重要的作用，为各种机械装置的正常运行提供了可靠的动力支持。
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r0
tan
2
-s
α越大，r0越小，凸轮机构紧凑。 α越小，r0越大，凸轮机构传力 性能越好，但机构不紧凑
(3)、许用压力角 为了提高机构的效率、改善其受力情况，通常 规 定 一 许 用 压 力 角 [α] ， 使 。 推 程 ： 直 动 推 杆 取 [α] ＝ 300 ； 摆 动 推 杆 [α] ＝ 300 ～ 450 ； 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
凸轮精度
向径/mm 高精度 一般精度 低精度 ±(0.05~ 0.10) ±(0.10~ 0.20) 基准孔 H7 H7(H8) H8
± （0.20~0 .50)
三、凸轮传动机构的强度计算
凸轮机构设计
设计凸轮机构应注意的问题 实现预定运动规律 受力良好，效率高，结构紧凑
一、滚子半径的选取 理论廓线的曲率半径：r 实际廓线的曲率半径：ra
滚子半径：r0
内凹轮廓：
外凸轮廓： ra=r-rT
r0 0.8r min 结论：外凸的凸轮轮廓曲线, 应使r0<ρmin，通常取 同时ρa>=1-5mm,另外滚子半径还受强度、结构等的限制，因而也 不能做得太小，通常取滚子半径rr=0.4r0。
三、凸轮基圆半径的确定
r0
tan
2
-s
r0越小，凸轮机构紧凑，但α越大，会 造成 αmax > [α]，所以r0不能过小 r0越大， α越小，凸轮机构传力性能越 好，但机构不紧凑
r0 (1.6 - -2)d
d:安装凸轮处轴径
诺模图：
§4-6 凸轮传动机构的材料、结构和强度校核 一、凸轮与从动件的材料及选择 1、失效： 凸轮：磨损，疲劳点蚀。 从动件：磨损 2、材料: (P37表9-1) 凸轮： HT200、HT250、HT300（170-250HBS)； Q335、45、50(调 质处理)；600-3、QT700-2(190-305HBS)；45（淬火40-45HRC)； 45、40Cr(表面高频淬火52-58HRC） 从动件：材料与凸轮相同，但从动件磨损更严重更早。所以一般从 动件硬度比凸轮要高一些。 二、凸轮传动机构的结构 1、从动件的结构（P38图9-19） 从动件的导路结构 ：从动件悬臂长度一般应小于导路长度的一半 亦可设计成双的情况外，结构设计应考虑安装时 便于调整凸轮与轴相对位置的需要。凸轮的常用结构有：
1.凸轮轴
2.整体式
3.组合式
4.镶块式（P38图9-20）
3、凸轮的公差 凸轮的常用制造公差和表面粗糙度，可参考下表选取。 极限偏差 表面粗糙度 R2/μ m 槽式凸轮 槽宽 H7(H8) H8 H8H9 盘形凸轮 0.4 0.8 1.6 槽式凸轮 0.8 1.6 1.6
理论轮廓曲线最小曲率半径的求法：
二、凸轮压力角的校核 (1)、凸轮机构的压力角定义 凸轮机构从动件作用力的方向线与从动件上 力作用点的速度方向之间所夹的锐角，用α表 示。 (2)、压力角与作用力以及机构尺寸的关系 将凸轮对从动件的作用力F分解为F1和F2。 F1为有效分力，F2为有害分力，当压力角α越 大，有害分力F“越大，如果压力角增大，有害 分力所引起的摩擦阻力也将增大，摩 擦功耗增大，效率降低。