机械原理大作业凸轮机构33
凸轮机构工作原理
凸轮机构工作原理凸轮机构是一种常见的机械传动装置，它通过凸轮的运动来驱动其他机械部件进行工作。
凸轮机构广泛应用于各种机械设备中，如发动机、机床、自动化生产线等。
那么，凸轮机构的工作原理是怎样的呢？接下来，我们将详细介绍凸轮机构的工作原理。
首先，我们来了解一下凸轮的结构。
凸轮通常是一个圆柱形的零件，它的轮廓呈现出不规则的形状，可以是圆形、椭圆形、心形等。
凸轮的轮廓决定了它在运动过程中对其他机械部件的作用方式。
凸轮通常与从动件通过接触或者间接作用的方式相连，通过凸轮的运动来带动从动件做出相应的运动。
凸轮机构的工作原理主要是依靠凸轮的运动来实现从动件的运动。
当凸轮转动时，凸轮的轮廓会推动从动件做出相应的运动。
这种运动方式可以是直线运动、旋转运动、摆动运动等，具体取决于凸轮的轮廓形状和从动件的设计。
通过合理设计凸轮的轮廓和从动件的结构，可以实现各种复杂的运动方式，从而满足不同机械设备的工作需求。
凸轮机构的工作原理还涉及到凸轮的运动规律。
凸轮的运动规律可以是简单的匀速运动，也可以是复杂的变速运动甚至是非圆周运动。
不同的运动规律将直接影响到从动件的运动方式和速度。
在实际应用中，我们需要根据具体的工作需求来设计凸轮的运动规律，以实现最佳的工作效果。
除此之外，凸轮机构的工作原理还包括凸轮与从动件的传动方式。
凸轮与从动件之间的传动方式可以是直接接触传动，也可以是间接传动，例如通过连杆、齿轮等传动装置。
不同的传动方式将直接影响到凸轮机构的工作效率、稳定性和寿命。
因此，在设计凸轮机构时，需要充分考虑凸轮与从动件的传动方式，以确保机械设备的正常运行。
总的来说，凸轮机构的工作原理是基于凸轮的运动来实现从动件的运动。
通过合理设计凸轮的轮廓、运动规律和传动方式，可以实现各种复杂的机械运动，从而满足不同机械设备的工作需求。
希望通过本文的介绍，读者对凸轮机构的工作原理有了更深入的了解。
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。
机械原理凸轮机构 ppt课件
a dv / dt 2C2
★注意：
为保证凸轮机构运动平稳性，常使推杆在一个行程h 中的前半段作等加速运动，后半段作等减速运动，且加 速度和减速度的绝对值相等。
推杆的等加速等减速运动规律
ppt课件
19
2. 等加速等减速运动规律
★推程运动方程
推程等加速段边界条件：
运动方程式一般表达式：
机架
ppt课件
凸轮 推杆
4
二、特点
优点： 可以使从动件准确实现各种预期的复杂的运动规律 易于实现多个运动的相互协调配合。 结构简单、紧凑 设计方便 缺点： 点、线接触，易磨损，不适合高速、重载 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。
弹簧力封闭
重力封闭
ppt课件
11
形封闭型凸轮机构
凹槽凸轮机构
等宽凸轮机构
ppt课件
12
形封闭型凸轮机构
等径凸轮机构
共轭凸轮机构
ppt课件
13
9-2 推杆的运动规律
一、基本术语 凸轮概念
★基圆：以凸轮最小半径 r0所作的圆，r0称为凸轮 的基圆半径。
★推程、推程运动角：d0
★远休、远休止角：d 01 ★回程、回程运动角：d 0 ★近休、近休止角：d 02
生无穷大惯性力，引起刚性冲击。 ppt课件
推程运动线图
17
1. 一次多项式运动规律——等速运动
★回程运动方程
一次多项式一般表达式：
s v
C0 ds
C1d
/
dt
C1
边界条件
a
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。
机械原理大作业-凸轮机构
二、凸轮机构一、运动分析凸轮的运动分为4个阶段：推程运动、远休程、回程运动、近休程。
该凸轮机构4个阶段的运动角分别为推程运动角90˚、远休止角100 ˚、回程运动角50 ˚、近休止角120 ˚。
推程运动阶段的运动规律为正弦加速度运动，回程运动的运动规律为4-5-6-7多项式运动。
凸轮的简图如图1所示。
图1对该机构进行简单的运动分析：1.升程阶段采用正弦加速度的运动规律，从动件的位移、速度、加速度、压力角的计算公式如下：计算时将相应的量带入公式即可得到。
类速度可以直接将位移方程对凸轮转角ϕ求导得到。
2.远休程阶段的位移不变，与凸轮升程阶段最后的位移相等，速度、加速度则变为0。
3.回程阶段位移、速度、加速度可通过代入4-5-6-7多项式的方程求得。
4.近休程阶段的位移与回程阶段最后的位移相等，且为0，速度、加速度均变为0.二、流程框图图2三、运用VC编程#include<stdio.h>#include<math.h>#define pi 3.141592654 //定义全局变量int main() //主函数{int i,j,k,l;double s; //定义位移量double v; //定义速度量double a; //定义加速度量double r; //定义弧度制角度量double d,o,m,t=40,x1,x2,y1,y2,d1,d2; //定义中间变量double p; //定义角度制角度量double w=1; //定义并角速度量赋值double R=50; //定义基圆半径double e=30; //定义偏距double n; //定义压力角double u; //定义曲率半径double Rr=17; //定义滚子半径并赋值double x,y,X,Y; //定义实际与理论廓线上点的坐标r=0;for(i=0;i<20;i++){s=20/pi*(4*r-sin(4*r));x=-(t+s)*sin(r)-e*cos(r);y=(t+s)*cos(r)-e*sin(r);d1=-(s+t)*cos(r)+e*sin(r);d2=-(s+t)*sin(r)-e*cos(r);X=x-Rr*d2/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);Y=y+Rr*d1/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);d=80/pi*(1-cos(4*r));v=80/pi*(1-cos(4*r));a=320/pi*sin(4*r);m=atan(fabs(d-e)/(s+t));n=180*m/pi;x1=(t+s)*cos(r)+v/w*sin(r)-e*sin(r);y1=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);x2=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)+a/(w*w)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);y2=-(t+s)*cos(r)-v/w*sin(r)+a/(w*w)*cos(r)-v/w*sin(r)+e*sin(r);u=pow(x1*x1+y1*y1,1.5)/fabs(x1*y2-y1*x2);r=r+pi/40;p=180/pi*r;printf("%lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf\n", p,s,v,a,d,n,u,x,y,X,Y);}r=pi/2;for(j=0;j<5;j++){s=s;x=-(t+s)*sin(r)-e*cos(r);y=(t+s)*cos(r)-e*sin(r);d1=-(s+t)*cos(r)+e*sin(r);d2=-(s+t)*sin(r)-e*cos(r);X=x-Rr*d2/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);Y=y+Rr*d1/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);d=0;v=0;a=0;m=atan(fabs(d-e)/(s+t));n=180*m/pi;x1=(t+s)*cos(r)+v/w*sin(r)-e*sin(r);y1=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);x2=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)+a/(w*w)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);y2=-(t+s)*cos(r)-v/w*sin(r)+a/(w*w)*cos(r)-v/w*sin(r)+e*sin(r);u=pow(x1*x1+y1*y1,1.5)/fabs(x1*y2-y1*x2);r=r+pi/9;p=180/pi*r;printf("%lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf\n", p,s,v,a,d,n,u,x,y,X,Y);}r=(19*pi)/18;for(k=0;k<20;k++){o=(18*r-19*pi)/(5*pi);s=40*(1-35*pow(o,4)+84*pow(o,5)-70*pow(o,6)+20*pow(o,7));x=-(t+s)*sin(r)-e*cos(r);y=(t+s)*cos(r)-e*sin(r);d1=-(s+t)*cos(r)+e*sin(r);d2=-(s+t)*sin(r)-e*cos(r);X=x-Rr*d2/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);Y=y+Rr*d1/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);d=18*40/5/pi*(-35*4*pow(o,3)+84*5*pow(o,4)-70*6*pow(o,5)+20*7*pow(o,6));v=-80/pi*(140*pow(o,3)-420*pow(o,4)+420*pow(o,5)-140*pow(o,6));a=-160/pi*(420*pow(o,2)-1680*pow(o,3)+2100*pow(o,4)-840*pow(o,5));m=atan(fabs(d-e)/(s+t));n=180*m/pi;x1=(t+s)*cos(r)+v/w*sin(r)-e*sin(r);y1=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);x2=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)+a/(w*w)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);y2=-(t+s)*cos(r)-v/w*sin(r)+a/(w*w)*cos(r)-v/w*sin(r)+e*sin(r);u=pow(x1*x1+y1*y1,1.5)/fabs(x1*y2-y1*x2);r=r+pi/72;p=180/pi*r;printf("%lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf\n", p,s,v,a,d,n,u,x,y,X,Y);}r=(4*pi)/3;for(l=0;l<5;l++){s=s;x=-(t+s)*sin(r)-e*cos(r);y=(t+s)*cos(r)-e*sin(r);d1=-(s+t)*cos(r)+e*sin(r);d2=-(s+t)*sin(r)-e*cos(r);X=x-Rr*d2/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);Y=y+Rr*d1/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);d=0;v=0;a=0;m=atan(fabs(d-e)/(s+t));n=180*m/pi;x1=(t+s)*cos(r)+v/w*sin(r)-e*sin(r);y1=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);x2=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)+a/(w*w)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);y2=-(t+s)*cos(r)-v/w*sin(r)+a/(w*w)*cos(r)-v/w*sin(r)+e*sin(r);u=pow(x1*x1+y1*y1,1.5)/fabs(x1*y2-y1*x2);r=r+2*pi/15;p=180/pi*r;printf("%lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf\n", p,s,v,a,d,n,u,x,y,X,Y);}return 0;}四、计算结果处理1.输出数据位移s、速度v、加速度a、类速度ds/dϕ、压力角α、曲率半径ρ（其中曲率半径缺失的数据为太大而不合题意的数据，已将其舍去）:表1凸轮轮廓：理论廓线坐标、实际廓线坐标：表22.根据输出数据做出图像：图2图3图4图5图6图7图8。
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。
哈工程机械原理凸轮机构
哈工程机械原理凸轮机构1. 引言凸轮机构是机械工程中广泛应用的一种机构，包括了凸轮、滑块、连杆等部件。
在哈工程机械中，凸轮机构常用于控制机械运动的节奏和轨迹。
本文将介绍哈工程机械原理凸轮机构的工作原理以及在机械设计中的应用。
2. 凸轮机构的工作原理凸轮机构是一种基于凸轮运动的机械机构，可以将轴向转动运动转化为连杆运动或滑块运动。
凸轮通过主动轴驱动，使得凸轮轴随着转动，而凸轮则由于轴上的凸状物而在转动过程中产生周期性的起伏变化。
在哈工程机械中，凸轮机构常用于控制机器的工作节奏，例如控制挖掘机的铲斗起升。
通过控制凸轮的形状和凸轮轴的转速，可以实现不同速度和轨迹的运动。
凸轮机构的工作原理可以简要概括为以下几个步骤：1.凸轮轴的转动：凸轮机构的主动轴通过电机或其它动力装置驱动，使得凸轮轴开始转动。
2.凸轮的曲线轮廓：凸轮的轮廓可以根据具体的要求设计和加工，常见的形状包括圆形、椭圆形等。
不同的轮廓形状可以实现不同的动作轨迹。
3.滑块或连杆的运动：凸轮的曲线轮廓通过接触滑块或连杆，将轴向转动运动转化为连杆运动或滑块运动。
滑块或连杆的运动速度和轨迹由凸轮的形状和凸轮轴的转速决定。
4.控制机器的运动：滑块或连杆的运动可以用于控制机器的工作，例如挖掘机的铲斗起升运动。
通过调整凸轮的形状和凸轮轴的转速，可以调节机器的运动速度和轨迹。
3. 哈工程机械原理凸轮机构的设计与应用哈工程机械原理凸轮机构在机械设计中具有广泛的应用。
在以下几个方面，哈工程机械原理凸轮机构发挥了重要的作用：3.1 挖掘机挖掘机构挖掘机是哈工程机械中常见的设备之一，它的挖掘机构是由凸轮机构控制的。
凸轮机构通过控制铲斗的起升和倾斜，实现了挖掘机的挖掘和卸料功能。
凸轮的形状和凸轮轴的转速可以调节铲斗的升降速度和倾斜角度，使挖掘机能够适应不同的工作条件。
3.2 压路机振动机构哈工程机械中的压路机常常采用凸轮机构实现振动功能。
凸轮的曲线轮廓可以使滑块产生上下振动运动，从而使压路机产生振动力。
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。
凸轮机构机械原理
凸轮机构机械原理凸轮机构是一种重要的动力机构，常被用于驱动各种机械传动机构，如进气门、凸轮磨床等。
它是由凸轮、滑块、连杆等零件组成的，通过凸轮的回转运动，使滑块做直线或曲线运动，从而驱动其他机械零件进行工作。
凸轮机构具有结构简单、运动规律稳定、传动效果可靠等优点，因此在许多机械装置中得到了广泛应用。
凸轮机构的工作原理是凸轮的凸顶腔和滑块之间的相互作用。
常见的凸轮形状主要有圆形、椭圆形和正弦形等，在机械传动中起到不同形式的转动和直线动作。
在凸轮机构中，凸轮通过旋转或者平行移动来改变滑块的运动状态，使其在各个工作阶段完成不同的工作。
凸轮机构的运动是由凸轮的运动形状和滑块的连接方式共同决定的。
滑块的运动有直线运动和曲线运动两种形式。
当凸轮为圆形或椭圆形时，滑块呈现直线运动，这种凸轮机构被称为滚子机构；当凸轮为正弦形时，滑块呈现曲线运动，这种凸轮机构被称为滑块机构。
凸轮机构的滑块运动可分为快速行程和慢速行程两个阶段，通过凸轮的不同形状设计，可以实现不同的行程和速度要求。
凸轮机构的传动效果可靠并且具有一定的精度，这主要是由于滑块的运动轨迹是凸轮形状决定的。
滑块与凸轮之间的配合要求较高，一般要求其紧密配合，并采用润滑措施以减少磨损和噪声。
为了保证凸轮机构的正常运行，一般还需要加装一些辅助装置，如导向装置、回程装置等。
凸轮机构在应用中有很多种工作形式，如单凸轮、双凸轮、三凸轮等。
在设计凸轮机构时，需要考虑到工作的特点和要求，选择合适的凸轮形状和运动轨迹，以及相应的滑块、连杆等零件的结构参数。
凸轮机构的设计和制造需要考虑到许多因素，如传动比、工作精度、传动效率等。
为了使传动效果更好，一般会采用润滑措施，并且对关键部位进行加工和装配精度控制。
总之，凸轮机构是一种重要的动力机构，其工作原理是通过凸轮的回转运动，使滑块做直线或曲线运动，从而驱动其他机械零件进行工作。
凸轮机构具有结构简单、运动规律稳定、传动效果可靠等优点，因此在各种机械传动中得到了广泛的应用。
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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机械原理大作业一
课程名称：机械原理
设计题目：直从动件盘形凸轮机构设计
院系：
班级：
完成者：
学号：
指导教师：
设计时间：
哈尔滨工业大学
直动从动件盘形凸轮机构设计说明书（题目33）一、凸轮轮廓设计计算数学模型
行程（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）
55 70 3-4-5
多项式35 70 摆-直-
摆
70 100 120
位移方程：
s=h*(10*(Φ/Φ0)^3-15*(Φ/Φ0)^4+6*(Φ/Φ0)^5), 0≤Φ≤Φ0
55, Φ0<Φ≤Φ0+Φs
h-(h/(2*2.5))*(3.5*(Φ-Φ0-Φs)/Φ02-sin(3.5*pi*(Φ-Φ0-Φs)/Φ02)/pi),
Φ0+Φs<Φ≤Φ0+Φs+Φ02/3.5
h-h/2.5*(3.5*(Φ-Φ0-Φs)/Φ02-0.5), Φ0+Φs+Φ02/3.5<Φ≤Φ0+Φs+Φ02*2.5/3.5
h-h/5*(1.5+3.5*(Φ-Φ0-Φs)/Φ02-sin(3.5*pi*(Φ-Φ0-Φs)/Φ02-1.5*pi)/pi), Φ0+Φs+Φ02*2.5/3.5<Φ≤Φ0+Φs+Φ02
0, Φ>Φ0+Φs+Φ02
速度方程：
v=h*w/Φ0*(30*(Φ/Φ0)^2-60*(Φ/Φ0)^3+30*(Φ/Φ0))^4), 0≤Φ≤Φ0 0, Φ0<Φ≤Φ0+Φs
-h*3.5*w/5/Φ02*(1-cos(3.5*pi*(Φ-Φ0-Φs)/Φ02)), Φ0+Φs<Φ≤Φ0+Φs+Φ02/3.5
-h*3.5*w/2.5/Φ02, Φ0+Φs+Φ02/3.5<Φ≤Φ0+Φs+Φ02*2.5/3.5
-h*3.5*w/5/Φ02*(1-cos(3.5*pi*(Φ-Φ0-Φs)/Φ02-1.5*pi)), Φ0+Φs+Φ02*2.5/3.5<Φ≤Φ0+Φs+Φ02
0, Φ>Φ0+Φs+Φ02
加速度方程：
a=h*w^2/Φ0^2*(60*(Φ/Φ0)-180*(Φ/Φ0)^2+120*(Φ/Φ0)^3), fa0≤Φ≤Φ0 0, Φ0<Φ≤Φ0+Φs
-h*3.5*3.5*pi*w*w/5/Φ02^2*sin(3.5*pi*(Φ-Φ0-Φs)/Φ02), Φ0+Φs<Φ≤Φ0+Φs+Φ02/3.5
0, Φ0+Φs+Φ02/3.5<Φ≤Φ0+Φs+Φ02*2.5/3.5
-h*3.5*3.5*pi*w*w/5/Φ02^2*sin(3.5*pi*(Φ-Φ0-Φs)/Φ02-1.5*pi), Φ0+Φs+Φ02*2.5/3.5<Φ≤Φ0+Φs+Φ02
0, Φ>Φ0+Φs+Φ02
二、计算流程框图
三、计算程序
%---------初始条件，为方便计算，w取pi/180 t=0:1:360;
w=pi/180;
fai0=70/180*pi;
fai02=70/180*pi;
h=55;
fai=t*w;
fais=100/180*pi;
fais2=120/180*pi;
%---------列出s、v、a的分段函数
s=(h*(10*(fai/fai0).^3-15*(fai/fai0).^4+6*(fai/fai0).^5)).*(fai>=0&fai<=fai0) ...
+55.*(fai>fai0&fai<=fai0+fais) ...
+(h-(h/(2*2.5))*(3.5*(fai-fai0-fais)/fai02-sin(3.5*pi*(fai-fai0-fais)/fai02)/pi)).*(fai>fa i0+fais&fai<=fai0+fais+fai02/3.5) ...
+(h-h/2.5*(3.5*(fai-fai0-fais)/fai02-0.5)).*(fai>fai0+fais+fai02/3.5&fai<=fai0+fais+fa i02*2.5/3.5) ...
+(h-h/5*(1.5+3.5*(fai-fai0-fais)/fai02-sin(3.5*pi*(fai-fai0-fais)/fai02-1.5*pi)/pi)).*(fa i>fai0+fais+fai02*2.5/3.5&fai<=fai0+fais+fai02) ...
+0.*(fai>fai0+fais+fai02);
v=(h*w/fai0*(30*(fai/fai0).^2-60*(fai/fai0).^3+30*(fai/fai0).^4)).*(fai>=0&fai<=fai0 ) ...
+0.*(fai>fai0&fai<=fai0+fais) ...
+(-h*3.5*w/5/fai02*(1-cos(3.5*pi*(fai-fai0-fais)/fai02))).*(fai>fai0+fais&fai<=fai0+f ais+fai02/3.5) ...
+(-h*3.5*w/2.5/fai02).*(fai>fai0+fais+fai02/3.5&fai<=fai0+fais+fai02*2.5/3.5) ...
+(-h*3.5*w/5/fai02*(1-cos(3.5*pi*(fai-fai0-fais)/fai02-1.5*pi))).*(fai>fai0+fais+fai0 2*2.5/3.5&fai<=fai0+fais+fai02) ...
+0.*(fai>fai0+fais+fai02);
a=(h*w^2/fai0^2*(60*(fai/fai0)-180*(fai/fai0).^2+120*(fai/fai0).^3)).*(fai>=0&fai<= fai0) ...
+0.*(fai>fai0&fai<=fai0+fais) ...
+(-h*3.5*3.5*pi*w*w/5/fai02^2*sin(3.5*pi*(fai-fai0-fais)/fai02)).*(fai>fai0+fais&fai <=fai0+fais+fai02/3.5) ...
+0.*(fai>fai0+fais+fai02/3.5&fai<=fai0+fais+fai02*2.5/3.5) ...
+(-h*3.5*3.5*pi*w*w/5/fai02^2*sin(3.5*pi*(fai-fai0-fais)/fai02-1.5*pi)).*(fai>fai0+f ais+fai02*2.5/3.5&fai<=fai0+fais+fai02) ...
+0.*(fai>fai0+fais+fai02);
i=1;
%---------z=ds/dΦ
z=v/w;
%---------用遍历法找出与ds/dΦ-s图像相切的两条直线
b1=0;
for i=1:361
if b1>s(i)-z(i)/tan(35/180*pi)
b1=s(i)-z(i)/tan(35/180*pi);
end
end
b2=0;
for i=1:361
if b2>s(i)+z(i)/tan(70/180*pi)
b2=s(i)+z(i)/tan(70/180*pi);
end
End
%---------根据ds/dΦ图像选择O（30.-75），求出曲率半径和压力角
e=30;
r0=sqrt(900+75*75);
s0=75;
rou=r0+s+a/w/w;
at=atan(abs(v/w-e)./(s0+s));
%---------小滚子半径取5mm，做出理论廓线和实际廓线
x=-(s0+s).*sin(fai)-e*cos(fai);
y=(s0+s).*cos(fai)-e*sin(fai);
X=x-5*x./sqrt(y.*y+x.*x);
Y=y+5*(-y)./sqrt(y.*y+x.*x);
subplot(321);
plot(t,s);
subplot(322);
plot(t,v);
subplot(323);
plot(t,a);
subplot(324);
plot(z,s,z,z/tan(35/180*pi)+b1,z,b2-z/tan(70/180*pi),z,-z/tan(35/180*pi)); axis([-100,100,-100,+100]);
subplot(325);
plotyy(t,rou,t,at);
subplot(326);
plot(x,y,X,Y);
1.s，v，a图像
2.ds/dΦ图像
3.曲率半径，压力角图像
4.理论廓线及实际廓线
五、计算结果分析
计算所得的运动曲线较为平滑，传动稳定，从动件有远近休程，选定的回转中心（30，-75）可以使压力角满足要求，凸轮轮廓有两段圆弧及两段内凹。