机械原理大作业凸轮剖析
机械原理9凸轮机构
复合型橡胶凸轮
未来凸轮机构中将逐步使用复 合型橡胶凸轮代替铸铁或钢凸 轮，以降低噪音、提高安卓性 等。
绿色环保
凸轮机构的绿色环保趋势也将 是未来重要的发展方向，主要 包括材料的生产过程及使用环 保等方面。
凸轮机构在汽车发动机中的应用
汽车发动机气门控制
凸轮机构通过传递卡盘、摇臂等 控制部分实现汽车发动机的运转 规律。
汽车变速器控制机构
凸轮机构也可用于汽车变速器的 运转，控制配合机构实现汽车的 变速和前进后退等功能。
汽车转向机构
前轮转向机构和汽车转向机构都 可以使用凸轮机构来实现控制驾 驶员操作，具有精度和可靠性等 优点。
特点
设计简单，使用广泛。凸轮在 运动过程中会带动其他机构的 工作。
应用
• 汽车发动机的进气门和 排气门传动机构。
• 纺织设备中控制织机各 部件升降、打开、闭合、 控制采纱、切纱等工作。
• 数控机床、切割等机械 设备中的传动与定位机 构。
双动凸轮机构
定义
双动凸轮机构主要由两个凸轮 和一对滑块组成，可以实现两 个互不相同的运动规律。
特点
控制运动精确、运动简单、且 适用于高速运动，长时间负载 等方面。
应用
• 工业设备中的精密机构、 机械手臂等，在精度要 求高的应用中广泛使用。
• 汽车发动机中控制滑门 和配油器的开关等。
• 用于复杂的机电一体化 的设计中，如机床、生 产线等方面。
凸轮轮廓的设计
确定轮廓确定参数
在凸轮轮廓设计中参数的确定 是很关键的，需要考虑一些因 素：凸轮的型号、运动学、力 学特性等方面，使得凸轮轮廓 达到最优的效果。
3 最重要的运动特点是
具有非规律的运动过程，同时常与制动件、相切滑块联合使用。
机械原理大作业凸轮机构设计
机械原理大作业凸轮机构设计一、凸轮机构概述凸轮机构是一种常见的传动机构，它通过凸轮的旋转运动，带动相应零件做直线或曲线运动。
凸轮机构具有结构简单、运动平稳、传递力矩大等优点，在各种机械设备中得到广泛应用。
二、凸轮基本结构1. 凸轮凸轮是凸起的圆柱体，通常安装在主轴上。
其表面通常为圆弧形或其他曲线形状，以便实现所需的运动规律。
2. 跟随件跟随件是与凸轮配合的零件，它们通过接触面与凸轮相互作用，并沿着规定的路径做直线或曲线运动。
跟随件可以是滑块、滚子、摇臂等。
3. 连杆连杆连接跟随件和被驱动部件，将跟随件的运动转化为被驱动部件所需的运动。
连杆可以是直杆、摇杆等。
三、凸轮机构设计要点1. 几何参数设计设计时需要确定凸轮半径、角度和曲率半径等参数，这些参数的选择将直接影响凸轮机构的运动规律和性能。
2. 运动规律设计根据被驱动部件的运动要求，选择合适的凸轮曲线形状，以实现所需的运动规律。
3. 稳定性设计在设计凸轮机构时，需要考虑其稳定性。
例如，在高速旋转时，可能会发生跟随件脱离凸轮或者产生振动等问题，因此需要采取相应措施提高稳定性。
4. 材料和制造工艺设计在材料和制造工艺方面，需要考虑凸轮机构所承受的载荷和工作环境等因素，选择合适的材料和制造工艺。
四、几种常见凸轮机构及其应用1. 摇臂式凸轮机构摇臂式凸轮机构由摇臂、连杆和被驱动部件组成。
它通常用于实现直线运动或旋转运动，并且具有结构简单、运动平稳等优点。
摇臂式凸轮机构广泛应用于各种机械设备中，如发动机气门控制系统、纺织设备等。
2. 滑块式凸轮机构滑块式凸轮机构由凸轮、滑块、连杆和被驱动部件组成。
它通常用于实现直线运动，并且具有结构简单、运动平稳等优点。
滑块式凸轮机构广泛应用于各种机械设备中，如冲压设备、印刷设备等。
3. 滚子式凸轮机构滚子式凸轮机构由凸轮、滚子、连杆和被驱动部件组成。
它通常用于实现圆弧形运动，并且具有运动平稳、传递力矩大等优点。
滚子式凸轮机构广泛应用于各种机械设备中，如汽车发动机气门控制系统等。
机械原理大作业——凸轮.docx
大作业（二）凸轮机构设计题号：6班级：姓名：学号：同组者：成绩：完成时间：目录一凸轮机构题目要求 (1)二摆杆的运动规律及凸轮轮廓线方程 (2)三计算程序 (3)四运算结果及凸轮机构图 (9)4.1 第一组（A组）机构图及计算结果 (9)4.2 第二组（B组）机构图及计算结果 (14)4.3 第三组（C组）机构图及计算结果 (19)五心得体会 (24)第一组（A组） (24)第二组（B组） (24)第三组（C组） (24)六参考资料 (25)附录程序框图 (26)一凸轮机构题目要求（摆动滚子推杆盘形凸轮机构）题目要求：试用计算机辅助设计完成下列偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构或摆动滚子推杆盘形凸轮机构的设计，已知数据如下各表所示。
凸轮沿逆时针方向作匀速转动。
表一摆动滚子推杆盘形凸轮机构的已知参数题号初选的基圆半径R0/mm机架长度Loa/mm摆杆长度Lab/mm滚子半径Rr/mm推杆摆角φ许用压力角许用最小曲率半径[ρamin][α1] [α2]A 15 60 55 10 24°35°70°0.3RrB 20 70 65 14 26°40°70°0.3RrC 22 72 68 18 28°45°65°0.35Rr 要求：1）凸轮理论轮廓和实际轮廓的坐标值2）推程和回程的最大压力角，及凸轮对应的转角3）凸轮实际轮廓曲线的最小曲率4）半径及相应凸轮转角5）基圆半径6）绘制凸轮理论廓线和实际廓线7）计算点数：N：72～120推杆运动规律：1)推程运动规律：等加速等减速运动2)回程运动规律：余弦加速度运动二摆杆的运动规律及凸轮轮廓线方程1）推程：1，运动规律：等加速等减速运动；2，轮廓线方程：A：等加速推程段设定推程加速段边界条件为：在始点处δ=0，s=0，v=0。
在终点处。
整理得：（注意：δ的变化范围为0~δ0/2。
凸轮机械原理ppt
凸轮、从动件和机架是凸轮机构的基本结构，其中凸轮是控制从动件运动的 关键元件。
凸轮机构的分类
根据凸轮和从动件的运动关系，凸轮机构可分为平面凸轮机构和空间凸轮机 构，以及摆动从动件凸轮机构和移动从动件凸轮机构。
凸轮机构的优化目标与方法
凸轮机构的优化目标
主要包括提高凸轮机构的传力性能、减小凸轮和从动件之间的接触应力、降低凸 轮机构的振动和噪声等方面。
凸轮机构的工作过程是凸轮转动时，从动件在凸轮轮 廓控制下沿着一定轨迹进行往复运动。
平面凸轮机构又可以分为尖顶从动件、滚子从动件和 平底从动件三种类型。
从动件的运动规律取决于凸轮的轮廓形状和从动件的 Βιβλιοθήκη 构形式。凸轮机构的运动规律
凸轮机构的运动规律取决于凸轮的轮廓形状和从动件 的结构形式。
每种运动规律都有其特点和应用范围，可以根据实际 需要选择合适的运动规律。
解决方法
为了减小冲击，可以在配合部件之间加入阻尼材料，如橡胶 、聚氨酯等，以吸收冲击能量。同时，可以调整配合间隙的 大小，提高配合部件的刚度，以减小冲击。
凸轮机构的疲劳及解决方法
总结词
凸轮机构的疲劳是由于长期承受交变载荷 的作用，使得配合部件表面出现微裂纹并 逐渐扩展，最终导致配合部件破坏。
VS
解决方法
2023
凸轮机械原理
目录
• 凸轮机构概述 • 凸轮机构的工作原理 • 凸轮机构的类型及特点 • 凸轮机构的常见问题及解决策略 • 凸轮机构的设计及优化 • 凸轮机构的应用前景与发展趋势
01
凸轮机构概述
凸轮机构的定义与特点
凸轮机构的定义
凸轮机构是一种广泛应用于各种机械中的高副机构，它由凸 轮、从动件和机架三个基本构件组成，通过凸轮的轮廓控制 从动件的位移和运动规律。
哈工大机械原理大作业直动从动件盘形凸轮机构满分完美版哈尔滨工业大学
end
%曲率半径
dx=diff(x);
dx(36001)=0;
dy=diff(y);
dy(36001)=0;
dydx=dy./dx;
ddy=diff(dydx);
ddy(36001)=0;
ddy=ddy./dx;
~7~
xlabel('凸轮转角φ/°');
ylabel('从动件加速度 a/(mm/s^2)');
title('加速度');
subplot(2,3,4);
plot(dsdPhi,s);
axis equal
axis([-30 50 -50 30]);
hold on
plot(x1,f1,'r');
hold on
axis equal
hold on
plot(x,y,'k')
legend('理论廓线',-1);
hold on
%轮廓图
%实际廓线
%理论廓线
~8~
哈尔滨工业大学
直动从动件盘型凸轮机构设计说明书
plot(x0,y0,':')
hold on
%基圆
plot(xe,ye,'k:')
%偏距圆
legend('实际廓线','理论廓线','基圆','偏距圆',-1);
subplot(2,3,1);
plot(Phi,s);
grid on
axis([0 360 0 27]);
机械原理课程设计凸轮机构设计说明书
全面探究凸轮机构设计原理及方法凸轮机构是一种常用的机械传动装置，通过凸轮和摆杆的配合组成，具有可逆性、可编程性和高精度的特点。
本文将从设计原理、设计方法和优化策略三个方面探究凸轮机构设计的要点。
一、设计原理
凸轮机构的设计原理是在摆杆与凸轮配合时，摆杆可以沿凸轮轮廓实现规定的运动规律，如直线运动、往返运动和旋转运动等。
凸轮可以根据运动轨迹、运动频率和运动速度等要求，通过凸轮轮廓的设计来完成。
凸轮轮廓的设计包括了初步设计、动力学分析、运动规划等步骤。
二、设计方法
凸轮机构的设计方法包括手工绘图及设计软件辅助。
手工绘图是传统的凸轮轮廓设计方法，适用于简单的凸轮机构，如往复式转动机构、转动转动机构等；而对于复杂的凸轮机构，可以利用计算机辅助设计软件，如ProEngineer、CATIA、AutoCAD等，进行三维建模、运动模拟和优化设计。
此外，对于凸轮机构的设计还需要考虑到强度计算、可靠性分析等相关问题。
三、优化策略
凸轮机构的设计优化策略主要包括凸轮轮廓的形状优化、摆杆的长度优化和机构传动效率的优化等。
凸轮轮廓的形状优化通常是通过
Cycloid、Involute、Bezier等曲线的拟合来实现；摆杆的长度优化可以通过数学模型来建立，利用遗传算法、粒子群算法等优化算法进行
求解；传动效率的优化可以通过轮廓优化、材料优化、润滑优化等途
径来进行。
凸轮机构的设计是机械工业中非常重要的一环，它涉及到运动学、动力学、力学等多个学科的知识，需要学习者在多方面进行深入研究
和实践。
通过对凸轮机构的深入探究，我们可以更好地理解机械原理
的精髓，提高机械设计的水平和能力。
机械原理大作业凸轮
机械原理大作业凸轮
机械原理大作业，凸轮。
凸轮是机械传动中常用的一种机构，它通过不规则形状的轮廓
来实现对运动部件的控制。
在机械原理中，凸轮通常被用于将旋转
运动转化为直线运动，或者实现复杂的运动轨迹控制。
本文将对凸
轮的结构、工作原理以及应用进行介绍。
首先，凸轮的结构可以分为凸轮轴、凸轮轮廓和凸轮座三个部分。
凸轮轴是凸轮的主体，它通常由钢材或铸铁制成，具有一定的
硬度和强度。
凸轮轮廓是凸轮的关键部分，它的形状决定了凸轮的
运动规律。
凸轮座则是凸轮的支撑部分，用于将凸轮固定在机器上。
这三个部分共同构成了凸轮的基本结构。
其次，凸轮的工作原理是利用凸轮轮廓的不规则形状来控制运
动部件的运动。
当凸轮轴旋转时，凸轮轮廓会推动凸轮座上的运动
部件，使其产生直线运动或者复杂的运动轨迹。
通过合理设计凸轮
轮廓的形状，可以实现各种不同的运动控制效果。
最后，凸轮在机械传动中有着广泛的应用。
它常常被用于发动
机的气门控制系统中，通过凸轮的旋转来控制气门的开闭，从而实现发动机的正常工作。
此外，凸轮还被应用于纺织机械、冲压机械等领域，用于控制各种不同的运动部件。
综上所述，凸轮作为机械传动中常用的机构，具有结构简单、工作可靠、应用广泛的特点。
通过合理设计凸轮的结构和轮廓，可以实现对运动部件的精确控制，从而实现各种不同的机械运动。
在未来的机械设计中，凸轮仍然会发挥重要的作用，为各种机械设备的运动控制提供可靠的解决方案。
机械原理大作业凸轮机构有关公式
机械原理大作业凸轮机构有关公式凸轮机构是机械传动中常见的一种机构，具有转动曲线的特点，可以将驱动轴的转动运动通过凸轮的滚动轮廓来实现对从动件的相应动作控制。
在凸轮机构的设计和分析中，有一些与凸轮曲线有关的公式是十分重要的。
一、凸轮曲线方程凸轮曲线是指凸轮的滚动轮廓，可以通过数学方法来表示。
常见的凸轮曲线方程有圆弧、椭圆、正弦曲线等。
其中，最常用的是圆弧和直线的组合，这种凸轮曲线被称为简谐凸轮曲线。
简谐凸轮曲线方程可以表示为：y = r (1 - cos(θ - θ0))其中，r为凸轮半径，θ为凸轮角度，θ0为凸轮曲线的初相位差。
凸轮在其中一角度θ的位置的坐标可以通过此公式计算得出。
二、凸轮曲线的导数和导数变化率在凸轮机构的设计和分析中，对凸轮曲线的导数和导数变化率也有相当重要的影响。
凸轮的导数表示了凸轮曲线的斜率，而导数的变化率表示了凸轮曲线的曲率。
凸轮曲线的导数可以表示为：dy/dθ = r sin(θ - θ0)凸轮曲线的导数变化率可以表示为：d²y/dθ² = r cos(θ - θ0)通过对凸轮的导数和导数变化率的计算和分析，可以确定从动件的运动状态和速度变化情况，进而进行凸轮机构的设计和优化。
三、凸轮压力和压力角在凸轮机构中，凸轮和从动件之间存在着压力作用。
对于凸轮的任何一个位置，凸轮所施加的压力可以通过力的分解计算得出，并且可以利用凸轮的转角来表示。
凸轮的压力可以表示为：F = P * r * cos(θ - θ0)其中，P为压力系数，r为凸轮半径，θ为凸轮角度，θ0为凸轮曲线的初相位差。
凸轮的压力角可以表示为：φ = atan(dy/dθ)其中，dy/dθ为凸轮曲线的导数。
凸轮的压力角可以用来描述凸轮的主动件施加力的方向和作用范围，对凸轮机构的设计和分析具有指导意义。
以上是凸轮机构常见的几个重要的公式，通过这些公式可以计算和分析凸轮机构的运动学和动力学性能，为凸轮机构的设计和优化提供指导。
机械原理凸轮详解
凸轮做法凸轮很难，拿出来给大家讲解一下。
好多题目貌似简单，其实很难，今天就凸轮问题做一些详细讲解，这个已经是仅次于四杆机构分析的第二难题了，有些同学，自以为复习很好，但是考试下来就是七八十分，你自己再怎么做，也就那样，不要感觉我嘲笑你，好多细节都不注意，自己想当然的做。
凸轮问题和四杆机构是东南大学机械原理中分值最高也好似最难的两个题型，尤其是凸轮机构，很容易失分。
最近几年，凸轮只考圆形凸轮，主要分四种：第一种，平底直动凸轮，如2005，第二种，尖底直动凸轮，如2007，第三种，平底摆动凸轮，如2006，第四种，尖底滚子凸轮如2008，2011（2010跟这个很接近做法稍有不同）.这里主要以2010的题目为例讲解。
希望大家举一反三，明白其他题目。
题目和答案在下面。
（1）基圆很简单，如果有滚子的话，基圆半径还要加上滚子半径。
带有滚子的凸轮做出理论廓线（即图中的紫色虚线）后，可以看作是尖底凸轮。
（2）求某一点接触时的转角，用反转法。
现在还有一些同学对反转法概念不清楚，我说详细一些。
反转法是指假设凸轮不动，让凸轮从动件以凸轮运动方向相反的方向转动，来求转角的的方法。
从动件的回转中心反转的运动轨迹是一个圆，以O为圆心，OB的长度为半径。
做出此圆，即图中的红线最大的圆。
设接触点为C，C是一个动点，它会随着凸轮的转动不断的改变位置，也就是说凸轮和从动件的接触点是一只变化的。
设滚子的圆心为D。
现在开始求H点接触是从动件的位置。
链接并延长AH，使AH和理论廓线交于一点H’，以H’为圆心，BD的长度为半径作弧，与B的轨迹圆（大红圆）交于点BH，这里比较好理解，是根据BD的长度不变得来的。
找出来BH点，如图所示的角BABh就是转到H点接触的转角。
这是反转法求转角的基本方法，可以在凸轮廓线上找出任意两个不同接触点接触时的转角。
容易出错的是B的轨迹圆，其圆心是滚子的回转中心，不是滚子的形心。
（3） 推程角定义：推程角即从动件由离凸轮转动中心最近位置到达最远位置时相应的凸轮转角。
机械原理大作业凸轮设计
机械原理大作业凸轮设计1. 引言凸轮是一种通过凸起部分的形状变化驱动其他机械部件的旋转元件。
在机械系统中，凸轮被广泛应用于各种传动装置和运动控制系统。
本文档将讨论凸轮的设计原理和方法，并以一个具体的案例进行说明。
2. 凸轮设计原理2.1 凸轮的基本概念凸轮由凸起部分和基座两部分组成。
其中，凸起部分通常称为凸轮型面，它的形状决定了凸轮所能产生的运动规律。
基座是凸轮的固定部分，通常与主轴连接，使凸轮能够旋转。
2.2 凸轮设计的基本要求凸轮设计的目标是实现所需的运动规律。
在设计一个凸轮时，需要考虑以下几个方面：•运动规律：根据具体需求确定凸轮的运动规律，如线性运动、往复运动、旋转运动等。
•周期性：确定凸轮的运动周期，即凸轮的一次完整运动所需的时间。
•加减速：确定凸轮的运动加速和减速过程，以实现平滑的运动过渡。
•载荷和寿命：考虑凸轮所承受的载荷和使用寿命要求，选择适当的材料和结构。
2.3 凸轮设计的方法凸轮设计可以采用基于经验的方法或基于计算机辅助设计（CAD）的方法。
基于经验的方法通常适用于简单的凸轮系统，而复杂的凸轮系统通常需要借助CAD 软件进行设计和分析。
凸轮设计的关键步骤包括：•确定凸轮的运动规律和周期。
•根据凸轮的运动规律计算凸轮型面的形状。
•通过CAD软件创建凸轮的三维模型。
•进行凸轮的运动仿真和动态分析。
•对凸轮进行优化设计，以满足运动要求和结构要求。
3. 案例分析：凸轮驱动往复运动机构3.1 问题描述设计一个凸轮驱动的往复运动机构，要求满足以下条件：•机构的往复运动幅度为20mm。
•机构的往复运动频率为10Hz。
•机构的驱动电机转速为1000rpm。
•机构的凸轮型面应满足正弦形状。
3.2 设计步骤1.确定凸轮的运动规律和周期。
根据往复运动要求，选择正弦运动作为凸轮的运动规律，运动周期为0.1s。
2.计算凸轮型面的形状。
根据凸轮的运动规律和运动周期，计算凸轮型面的形状参数。
3.创建凸轮的三维模型。
机械原理-凸轮PPT
第一节 概述
内燃机配气凸轮机构
自动机床进刀凸轮机构
冲床凸轮机构
绕线机凸轮机构
圆柱凸轮输送机
自动车床凸轮机构
凸轮机构的组成 凸轮、从动件和机架。
凸轮机构的适用场合 广泛用于各种机械，特别是自动机械、自动控制装置和 装配生产线。
凸轮机构的优点 结构简单、紧凑、工作可靠，可以使从动件准确实现各 种预期的运动规律，还易于实现多个运动的相互协调配合。
凸轮机构 选型
度凸 设轮 计机
构 运 动 学 尺
计算从动件位移参数 确定凸轮各个转角 从动件运动规律设计 凸轮机构基本尺寸设计 凸轮轮廓曲线设计
凸轮机构的动力学 分析与设计
刀具中心轨迹 坐标计算
凸轮机构结 构设计
第四节 凸轮机构运动学参数和基本 尺寸的设计
一、工作循环图与凸轮工作转角的确定 凸轮的工作转角应当根据机器中各个执行机构动作之间 的配合关系，由工作循环图(Working cycle diagram)来确 定。
机构刚好发生自锁时的压力角为临界压力角c
c
arctan
(1
2b
1
l ) tan 2
1
凸轮机构能正常工作的重要条件
max [ ] c 推程 移动从动件[ ]30º40º；摆动从动件[ ] 40º45º。 回程 [ ] 70º80º。
第三节 凸轮机构的设计过程
凸轮机构的设计内容
机构运动 分配设计
电阻坯件 电阻送料机构凸轮
电阻帽 送帽压帽机构凸轮
送帽压帽机构凸轮
夹紧机构凸轮
工艺过程
电阻自动压帽机传动系统图
电阻体上料
电阻体夹紧
送帽
压帽
电阻自动压帽机工作循环图
机械原理大作业凸轮结构设计
机械原理大作业(二) 作业名称：机械原理设计题目：凸轮机构设计院系: 机电工程学院班级：设计者:学号:指导教师：丁刚陈明设计时间:哈尔滨工业大学机械设计1、设计题目如图所示直动从动件盘形凸轮机构，根据其原始参数设计该凸轮。
表一:凸轮机构原始参数序号升程(mm) 升程运动角(º)升程运动规律升程许用压力角（º)回程运动角（º)回程运动规律回程许用压力角(º)远休止角(º）近休止角（º)１2 ８0 1５０正弦加速度30 １０0 正弦加速度60 ６0 50２、凸轮推杆运动规律(1)推杆升程运动方程S=ｈ［φ/Φ0-siｎ（２πφ/Φ0)]V＝hω1／Φ０[１-ｃos(2πφ/Φ0）]a=2πhω１2sin(2πφ／Φ0)/Φ02式中:h=1５0，Φ0=5π／6,0<=φ<=Φ０,ω1=1(为方便计算)(2)推杆回程运动方程S=h[1-T/Φ１＋sin(2πＴ/Φ1)/２π]V= -hω１/Φ1[1-coｓ(2πT/Φ1)]ａ＝－２πhω12sin(２πT／Φ1)／Φ1２式中:h=150,Φ１=5π/9，７π/６<＝φ<=3１π／18,T=φ-7π/6３、运动线图及凸轮线图运动线图:用Ｍatlａｂ编程所得源程序如下:t=0:pi/５00:2*pｉ;ｗ1=1;h=150;lｅng=ｌeｎgｔh(ｔ);ｆor m=1:leng;if ｔ(m)＜=5*ｐi/6S(ｍ) = h*(t(m)/(5*pｉ/６)-sin（2*pi*t(m)/(5＊ｐi/6））/(2＊ｐi）);v(m)=h*w1*(1-cos（2*ｐi＊ｔ(m)／(5*pi/6)）)/(５*ｐi/6)；a(m)＝２*ｈ*w1＊w1*ｓin(２*pi*t（m)/(5＊pi/6)）/((5＊pｉ/6)*(5*pｉ/6))；% 求退程位移,速度,加速度elseｉｆt（m)＜=7*pｉ/6Ｓ(m）=h;v（m)=0;a(m)=０；% 求远休止位移，速度，加速度elｓｅif ｔ(ｍ)<=31*pi/１8T(m)＝t(m)-２1＊pi／18;S(m)=ｈ*(1-T(ｍ)／(5*pi/９)＋sｉｎ(2*pi＊T(m)/(5*pｉ／9）)/(2*pi）);v（ｍ)=－h/(5*pi/９）*(１-ｃos(2*pi*T（m)/(5*pi/９）))；a(m)=-２*pi＊h／(5*pi/9）＾2*sin(2＊pi＊Ｔ(m）/（5*pｉ/9));％求回程位移,速度，加速度elｓｅＳ（m)=0;v(m)=0;a(m)=０;% 求近休止位移，速度,加速度endend推杆位移图推杆速度图推杆加速度图4、确定凸轮基圆半径与偏距在凸轮机构得ds/dφ-s线图里再作斜直线Ｄt dｔ与升程得［ｄs/dφ-s(φ)］曲线相切并使与纵坐标夹角为升程许用压力角[α],则D t d t线得右下方为选择凸轮轴心得许用区。
机械原理课程设计凸轮机构
Part Three
机械原理课程设计 凸轮机构方案
设计目的和要求
设计目的：掌握凸轮机构的基本原 理和设计方法
设计内容：包括凸轮机构的设计、 制造、装配和调试
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
设计要求：满足凸轮机构的运动要 求，如速度、加速度、行程等
设计步骤：明确设计任务、选择设 计方案、进行设计计算、绘制设计 图纸、制作模型、进行实验验证等
凸轮轮廓曲线的设计方法包括解析法、图 解法和计算机辅助设计等。
凸轮轮廓曲线的设计需要满足凸轮机构 的运动规律、负载、速度、加速度等要 求，同时需要考虑到凸轮的制造工艺和 成本等因素。
凸轮机构压力角计算
压力角定义：凸轮与从动件接触点 处法线与凸轮轮廓线之间的夹角
压力角影响因素：凸轮轮廓线形状、 从动件形状、凸轮半径、从动件半 径
凸轮机构工作原理
凸轮机构通过凸轮与从动件 的接触，实现从动件的位移 和运动
凸轮机构由凸轮、从动件和 机架组成
凸轮机构的工作原理是利用 凸轮的轮廓曲线，使从动件
产生预定的运动
凸轮机构的应用广泛，如汽 车、机床、机器人等领域
凸轮机构分类
按照凸轮运动规律分类：等 速运动凸轮、等加速运动凸 轮、等减速运动凸轮等
Part Six
凸轮机构运动仿真 与优化
运动仿真模型的建立
确定凸轮机构的类型和参数 建立凸轮机构的三维模型 设定运动仿真的初始条件和边界条件 设定运动仿真的时间步长和仿真时间 设定运动仿真的输出变量和观察点 运行运动仿真，观察仿真结果，并进行优化
运动仿真结果分析
凸轮机构运动仿 真结果：包括位 移、速度、加速 度等参数
凸轮从动件的类 型：滚子从动件、 滑块从动件、圆 柱从动件等
机械原理大作业凸轮
机械原理大作业凸轮凸轮是一种常见的机械传动装置，通过其特殊的轮廓形状和旋转运动，可以实现对连杆机构的运动控制。
在机械原理的学习中，凸轮是一个重要的研究对象，其设计和运用涉及到机械工程、动力学、运动学等多个学科领域。
本文将从凸轮的基本原理、结构特点、工作原理和应用范围等方面进行介绍和分析。
首先，凸轮的基本原理是利用凸轮轮廓的不规则形状，在旋转运动中对连杆机构施加不同的力和运动规律，从而实现对机械装置的运动控制。
凸轮的轮廓可以是圆形、椭圆形、心形等多种形状，根据具体的运动要求和传动方式来设计选择。
凸轮的轮廓形状决定了其在运动中对连杆机构的推动和拉动效果，是凸轮传动的关键。
其次，凸轮的结构特点主要包括凸轮轴、凸轮轮廓和凸轮支撑等部分。
凸轮轴是凸轮的轴心部分，通过轴承和传动装置与动力源相连，实现旋转运动。
凸轮轮廓是凸轮的轮廓外形，根据具体的运动要求和传动方式进行设计和加工。
凸轮支撑是凸轮的固定支撑装置，通常由轴承、轴套和固定座等部分组成，用于支撑和固定凸轮的运动。
凸轮的工作原理是利用凸轮轮廓的不规则形状，在旋转运动中对连杆机构施加不同的力和运动规律，从而实现对机械装置的运动控制。
当凸轮轴转动时，凸轮轮廓与连杆机构发生接触和相互作用，通过凸轮的推动和拉动作用，实现对连杆机构的运动控制。
凸轮的工作原理是基于凸轮轮廓的不规则形状和旋转运动，通过对连杆机构施加不同的力和运动规律，实现对机械装置的运动控制。
最后，凸轮在机械工程中有着广泛的应用范围，常见的应用包括发动机气门控制、机床加工控制、自动化生产线等领域。
在发动机气门控制中，凸轮通过其特殊的轮廓形状和旋转运动，实现对气门的开启和关闭，从而控制气缸内气体的进出。
在机床加工控制中，凸轮通过其特殊的轮廓形状和旋转运动，实现对工件的加工和定位，从而实现精密加工和高效生产。
在自动化生产线中，凸轮通过其特殊的轮廓形状和旋转运动，实现对工件的输送和定位，从而实现自动化生产和装配。
机械原理凸轮机构精品ppt课件
38
二、从动件运动规律的选择
1.机器的工作过程只要求凸轮转过一角度时，推杆完成 一行程h或φ，对运动规律并无严格要求。
则应选择直线或圆弧等易加工曲线作为凸轮的轮廓曲 线。如夹紧凸轮。
φ ω
工件
39
2. 机器的工作过程对推杆运动有要求，则应严格按工作 要求的运动规律来设计凸轮廓线。如刀架进给凸轮。
设计：凸轮轮廓曲线。
ω
r0
o
44
μs＝（ ）mm/mm
8’ 9’
7’
11’
5’ 3’
1’
12’
13’ 14’
12 345 67 8 9 11 13 15
μφ＝（ ）°/mm
取适当的比例尺μl＝μs
-ω ω
15
o
45
设计步骤：
① 按给定从动件的运动规律绘制从动件的位移线图。 ② 确定从动件尖底的初始位置。 ③ 确定导路在反转过程中的一系列位置。 ④ 确定尖底在反转过程中的一系列位置。 ⑤ 绘制凸轮廓线。
偏置尖底直动从动件盘形
凸轮机构
20
9.从动件的运动线图
从动件的运动规律——从动件 的位移、速度和加速度与时间 或凸轮转角间的关系。
位移方程 s = f(φ)
速度方程
v
ds dt
ds d
d dt
ds d
加速度方程
a
d
2 s
dt 2
dv dt
dv d
d dt
2
d
2 s
d 2
21
M s1 M1
M’ s1
第一节 凸轮机构的类型
一、凸轮机构的组成
内 燃 机 的 配 气 凸 轮 机 构
1
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机械原理大作业二课程名称：设计题目：院系：班级：设计者：学号：指导教师：一、设计题目图1 凸轮机构设计升程/mm 升程运动角/。
升程运动规律升程许用压力角/。
回程运动角/。
回程运动规律回城许用压力角/。
远休止角/。
近休止角/。
65 90 等加等减速35 50改进正弦70 100 120二、凸轮推杆运动规律分析1、升程运动规律（等加等减速）推程：2、远休止运动规律远休止：3、回程运动规律（改进正弦加速度）回程：4、近休止运动规律近休止：三、编程及代码1、位移、速度、加速度t=0:0.01:pi/4;s=2*65*((2*t/pi).^2);hold onplot(t,s);t=pi/4:0.01:pi/2;s=65-2*65*(((pi/2-t)/(pi/2)).^2);hold onplot(t,s);t=pi/2:0.01:pi*19/18;s=65*ones(size(t));hold onplot(t,s);t=19*pi/18:0.01:196.25*pi/180;s=65-65*((pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18))-sin(4*(pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18) ))/4)/(4+pi);hold onplot(t,s);t=196.25*pi/180:0.01:233.75*pi/180;s=65-65*(2+(pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18))-9*sin(pi/3+4*(pi*(t-19*pi/18)/ (15*pi/18)))/4)/(4+pi);hold onplot(t,s);t=233.75*pi/180:0.01:24*pi/18;s=65-65*(4+(pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18))-sin(4*(pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/1 8)))/4)/(4+pi);hold onplot(t,s)t=24*pi/18:0.01:2*pi;s=0*ones(size(t));hold onplot(t,s);grid onhold offt=0:0.01:pi/4;v=4*65*2*t/(pi*pi/4);hold onplot(t,v);t=pi/4:0.01:pi/2;v=4*65*2*(pi/2-t)/(pi*pi/4);hold onplot(t,v);t=pi/2:0.01:pi*19/18;v=0*ones(size(t));hold onplot(t,v);t=19*pi/18:0.01:196.25*pi/180;v=-65*pi*2*(1-cos(4*pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18)))/((4+pi)*(5*pi/18)); hold onplot(t,v);t=196.25*pi/180:0.01:233.75*pi/180;v=-65*pi*2*(1-3*cos(pi/3+4*pi*(t-19*pi/18)/(3*5*pi/18)))/((4+pi)*(5*p i/18));hold onplot(t,v);t=233.75*pi/180:0.01:24*pi/18;v=-65*pi*2*(1-cos(4*pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18)))/((4+pi)*(5*pi/18)); hold onplot(t,v)t=24*pi/18:0.01:2*pi;v=0*ones(size(t));hold onplot(t,v);grid onhold offt=0:0.01:pi/4;s=4*65*4/(pi*pi/4)*ones(size(t));hold onplot(t,s);t=pi/4:0.01:pi/2;s=-4*65*4/(pi*pi/4)*ones(size(t));hold onplot(t,s);t=pi/2:0.01:pi*19/18;s=0*ones(size(t));hold onplot(t,s);t=19*pi/18:0.01:196.25*pi/180;s=-4*65*pi*pi*4*sin(4*pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18))/((4+pi)*((5*pi/18).^ 2));hold onplot(t,s);t=196.25*pi/180:0.01:233.75*pi/180;s=-4*65*pi*pi*4*sin(pi/3+4*pi*(t-19*pi/18)/(15*pi/18))/((4+pi)*((5*pi /18).^2));hold onplot(t,s);t=233.75*pi/180:0.01:24*pi/18;s=-4*65*pi*pi*4*sin(4*pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18))/((4+pi)*((5*pi/18).^ 2));hold onplot(t,s)t=24*pi/18:0.01:2*pi;s=0;hold onplot(t,s);grid onhold off2、dφ/ds – s线图t=0:0.01:pi/4;s=2*65*((2*t/pi).^2);v=4*65*2*t/(pi*pi/4);hold onplot(v,s);t=pi/4:0.01:pi/2;s=65-2*65*(((pi/2-t)/(pi/2)).^2);v=4*65*2*(pi/2-t)/(pi*pi/4);hold onplot(v,s);t=pi/2:0.01:pi*19/18;s=65*ones(size(t));v=0*ones(size(t));hold onplot(v,s);t=19*pi/18:0.01:196.25*pi/180;s=65-65*((pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18))-sin(4*(pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18)))/4)/(4+pi);v=-65*pi*2*(1-cos(4*pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18)))/((4+pi)*(5*pi/18)); hold onplot(v,s);t=196.25*pi/180:0.01:233.75*pi/180;s=65-65*(2+(pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18))-9*sin(pi/3+4*(pi*(t-19*pi/18)/ (15*pi/18)))/4)/(4+pi);v=-65*pi*2*(1-3*cos(pi/3+4*pi*(t-19*pi/18)/(3*5*pi/18)))/((4+pi)*(5*p i/18));hold onplot(v,s);t=233.75*pi/180:0.01:24*pi/18;s=65-65*(4+(pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18))-sin(4*(pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/1 8)))/4)/(4+pi);v=-65*pi*2*(1-cos(4*pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18)))/((4+pi)*(5*pi/18)); hold onplot(v,s)t=24*pi/18:0.01:2*pi;s=0*ones(size(t));v=0*ones(size(t));hold onplot(v,s);t=pi/4;s=2*65*((2*t/pi).^2);v=4*65*2*t/(pi*pi/4);k=tan(55*pi/180);b=s-k*v;n=0:1:170;m=k*n+b;hold onplot(n,m);t=219.83*pi/180;s=65-65*(2+(pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18))-9*sin(pi/3+4*(pi*(t-19*pi/18)/ (15*pi/18)))/4)/(4+pi);v=-65*pi*2*(1-3*cos(pi/3+4*pi*(t-19*pi/18)/(3*5*pi/18)))/((4+pi)*(5*p i/18));k=tan(160*pi/180);b=s-k*v;n=-265:1:170;m=k*n+b;hold onplot(n,m);k=tan(55*pi/180);n=0:1:170;m=-k*n;hold onplot(n,m);grid onhold off在轴心公共许用区内取轴心位置，能够满足压力角要求，现取直线Dt’dt’与直线Dtdt的交点为轴心位置，通过解二元一次方程组，可以求得, 可取：偏距e=75, 基圆半径=122mm3、压力角线图t=0:0.01:pi/4;s=2*65*((2*t/pi).^2);v=4*65*2*t/(pi*pi/4);a=atan((abs(v-75))./(60+s));hold onplot(t,a);t=pi/4:0.01:pi/2;s=65-2*65*(((pi/2-t)/(pi/2)).^2);v=4*65*2*(pi/2-t)/(pi*pi/4);a=atan((abs(v-75))./(60+s));hold onplot(t,a);t=pi/2:0.01:pi*19/18;s=65*ones(size(t));v=0*ones(size(t));a=atan((abs(v-75))./(60+s));hold onplot(t,a);t=19*pi/18:0.01:196.25*pi/180;s=65-65*((pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18))-sin(4*(pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18) ))/4)/(4+pi);v=-65*pi*2*(1-cos(4*pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18)))/((4+pi)*(5*pi/18));a=atan((abs(v-75))./(60+s));hold onplot(t,a);t=196.25*pi/180:0.01:233.75*pi/180;s=65-65*(2+(pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18))-9*sin(pi/3+4*(pi*(t-19*pi/18)/ (15*pi/18)))/4)/(4+pi);v=-65*pi*2*(1-3*cos(pi/3+4*pi*(t-19*pi/18)/(3*5*pi/18)))/((4+pi)*(5*p i/18));a=atan((abs(v-75))./(60+s));hold onplot(t,a);t=233.75*pi/180:0.01:24*pi/18;s=65-65*(4+(pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18))-sin(4*(pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/1 8)))/4)/(4+pi);v=-65*pi*2*(1-cos(4*pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18)))/((4+pi)*(5*pi/18));a=atan((abs(v-75))./(60+s));hold onplot(t,a);t=24*pi/18:0.01:2*pi;s=0*ones(size(t));v=0*ones(size(t));a=atan((abs(v-75))./(60+s));hold onplot(t,a);grid onhold off4、曲率半径r=122;t=0:0.01:pi/4;s=2*65*((2*t/pi).^2);a=4*65*4/(pi*pi/4)*ones(size(t));w=r+s+a;hold onplot(t,w);t=pi/4:0.01:pi/2;s=65-2*65*(((pi/2-t)/(pi/2)).^2);a=-4*65*4/(pi*pi/4)*ones(size(t));w=r+s+a;hold onplot(t,w);t=pi/2:0.01:pi*19/18;s=65*ones(size(t));a=0*ones(size(t));w=r+s+a;hold onplot(t,w);t=19*pi/18:0.01:196.25*pi/180;s=65-65*((pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18))-sin(4*(pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18) ))/4)/(4+pi);a=-4*65*pi*pi*4*sin(4*pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18))/((4+pi)*((5*pi/18).^ 2));w=r+s+a;hold onplot(t,w);t=196.25*pi/180:0.01:233.75*pi/180;s=65-65*(2+(pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18))-9*sin(pi/3+4*(pi*(t-19*pi/18)/ (15*pi/18)))/4)/(4+pi);a=-4*65*pi*pi*4*sin(pi/3+4*pi*(t-19*pi/18)/(15*pi/18))/((4+pi)*((5*pi /18).^2));w=r+s+a;hold onplot(t,w);t=233.75*pi/180:0.01:24*pi/18;s=65-65*(4+(pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18))-sin(4*(pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/1 8)))/4)/(4+pi);a=-4*65*pi*pi*4*sin(4*pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18))/((4+pi)*((5*pi/18).^ 2));w=r+s+a;hold onplot(t,w);t=24*pi/18:0.01:2*pi;s=0*ones(size(t));a=0;w=r+s+a;hold onplot(t,w);grid onhold off5、理论轮廓与实际轮廓h=65;e=75;s0=96;n=8;%滚子直径取8mmt=0:0.01:pi/4;s=2*65*((2*t/pi).^2);x=-(s0+s).*sin(t)-e.*cos(t);y=(s0+s).*cos(t)-e.*sin(t);dx=-(s0+s).*cos(t)+e*sin(t);dy=-(s0+s).*sin(t)-e*cos(t);x1=x-n.*dy./(sqrt(dx.^2+dy.^2)); y1=y+n.*dx./(sqrt(dx.^2+dy.^2)); hold onplot(x,y,x1,y1);t=pi/4:0.01:pi/2;s=65-2*65*(((pi/2-t)/(pi/2)).^2); x=-(s0+s).*sin(t)-e.*cos(t);y=(s0+s).*cos(t)-e.*sin(t);dx=-(s0+s).*cos(t)+e*sin(t);dy=-(s0+s).*sin(t)-e*cos(t);x1=x-n.*dy./(sqrt(dx.^2+dy.^2));y1=y+n.*dx./(sqrt(dx.^2+dy.^2));hold onplot(x,y,x1,y1);t=pi/2:0.01:pi*19/18;s=65*ones(size(t));x=-(s0+s).*sin(t)-e.*cos(t);y=(s0+s).*cos(t)-e.*sin(t);dx=-(s0+s).*cos(t)+e*sin(t);dy=-(s0+s).*sin(t)-e*cos(t);x1=x-n.*dy./(sqrt(dx.^2+dy.^2));y1=y+n.*dx./(sqrt(dx.^2+dy.^2));hold onplot(x,y,x1,y1);t=19*pi/18:0.01:196.25*pi/180;s=65-65*((pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18))-sin(4*(pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18) ))/4)/(4+pi);x=-(s0+s).*sin(t)-e.*cos(t);y=(s0+s).*cos(t)-e.*sin(t);dx=-(s0+s).*cos(t)+e*sin(t);dy=-(s0+s).*sin(t)-e*cos(t);x1=x-n.*dy./(sqrt(dx.^2+dy.^2));y1=y+n.*dx./(sqrt(dx.^2+dy.^2));hold onplot(x,y,x1,y1);t=196.25*pi/180:0.01:233.75*pi/180;s=65-65*(2+(pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18))-9*sin(pi/3+4*(pi*(t-19*pi/18)/ (15*pi/18)))/4)/(4+pi);x=-(s0+s).*sin(t)-e.*cos(t);y=(s0+s).*cos(t)-e.*sin(t);dx=-(s0+s).*cos(t)+e*sin(t);dy=-(s0+s).*sin(t)-e*cos(t);x1=x-n.*dy./(sqrt(dx.^2+dy.^2));y1=y+n.*dx./(sqrt(dx.^2+dy.^2));hold onplot(x,y,x1,y1);t=233.75*pi/180:0.01:24*pi/18;s=65-65*(4+(pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/18))-sin(4*(pi*(t-19*pi/18)/(5*pi/1 8)))/4)/(4+pi);x=-(s0+s).*sin(t)-e.*cos(t);y=(s0+s).*cos(t)-e.*sin(t);dx=-(s0+s).*cos(t)+e*sin(t);dy=-(s0+s).*sin(t)-e*cos(t);x1=x-n.*dy./(sqrt(dx.^2+dy.^2));y1=y+n.*dx./(sqrt(dx.^2+dy.^2));hold onplot(x,y,x1,y1);t=24*pi/18:0.01:2*pi;s=0*ones(size(t));x=-(s0+s).*sin(t)-e.*cos(t);y=(s0+s).*cos(t)-e.*sin(t);dx=-(s0+s).*cos(t)+e*sin(t);dy=-(s0+s).*sin(t)-e*cos(t);x1=x-n.*dy./(sqrt(dx.^2+dy.^2)); y1=y+n.*dx./(sqrt(dx.^2+dy.^2)); hold onplot(x,y,x1,y1);t=0:0.01:2*pi;x=122*cos(t);y=122*sin(t);hold onplot(x,y);t=0:0.01:2*pi;x=75*cos(t);y=75*sin(t);hold onplot(x,y);grid onhold off。