凸轮机构的设计及应用精选文档
09凸轮机构及其设计-33页精选文档
d
- -
机械设计基础——凸轮机构
2 等加速等减速运动—二次多项式运动规律
s
• 推程
h/2 h/2 h
• 运动方程:
加速段
减速段
(0dd0/2) (d0/2dd0)
0
d
位移方程 速度方程
2hd 2
s
d
2 0
4hd
v
d
2 0
sh2h(dd002d)2
v
4h(d0 d02
d)
a
10 2 3
4
01
234
d0 d 56 78
5
6 78
四、正弦加速度运动规律
a
2
(摆线投影位移运
3
1
动规律)
推程 • 运动方程：
shdd0 21psin2dp0d vhd0 1cos2dp0d a2pdh022 sin2dp0d
v
d0/2
d0/2
d0
加速度方程
a
4h
d
2 0
2
a
4h
d
2 0
2
0
d
• 运动线图
a
• 冲击特性：起、中、末点柔性冲击
d
• 适用场合：低速轻载
0
3、余弦加速度运动规律 (简谐运动位移运动规律)
S
位移方程
sh[1cosp(d)]
2
d0
78 6 5
H
速度方程
v
ph 2d0
sin
从而 tga = V2/1 - e S + e r02 - 2
显然, r0↑→ a ↓
3. 偏置方向与压力角
凸轮机构的设计和应用
凸轮机构的设计和应用I. 引言凸轮机构是现代机械的重要组成部分之一，是普遍用于各种机械传动机构中的一种机构。
凸轮机构在机械设计和制造中有着重要的作用，能够实现机械的运动和控制，使机械能够快速、准确地实现各种复杂任务。
本文将系统地介绍凸轮机构的设计和应用。
II. 凸轮机构的定义凸轮机构是一种通过凸轮的运动来控制其他机械部件运动的机械传动机构。
简单来说，凸轮机构包括凸轮，凸轮轴和随动件三个部分。
其中，凸轮是一个轴对称的螺旋条形曲线，轮廓形状通常为正弦曲线或梯形曲线等；凸轮轴是一个旋转轴，一般与凸轮相切且在一定角度范围内连续转动；随动件则是通过凸轮的运动随之做往复或旋转运动的机械部件。
III. 凸轮机构的分类凸轮机构按照凸轮的运动形式不同，可以分为以下几类：1. 往复式凸轮机构往复式凸轮机构是指凸轮轴的旋转运动转化为往复运动的机构。
其中，偏心轮就是一种往复式凸轮机构，它通常用于汽车发动机机械驱动系统中，用于调整汽车发动机气门的开闭时间。
2. 旋转式凸轮机构旋转式凸轮机构是指凸轮轴的旋转运动转化为旋转运动的机构。
常见的旋转式凸轮机构有摆线凸轮机构、正弦凸轮机构和梯形凸轮机构等。
摆线凸轮机构在打孔机、水泵等机械设备中得到了广泛的应用。
IV. 凸轮机构设计的基本要点凸轮机构的设计需要考虑多方面的因素，其中最主要的三个因素是凸轮轮廓线形状、凸轮轴的旋转速度和随动件的运动形式。
在设计凸轮轮廓线形状时，需要根据机械设备的实际工作要求来选取合适的轮廓线形状。
在选取凸轮轴的旋转速度时，需要根据随动件的运动规律以及实际工作要求来决定。
在选取随动件的运动形式时，需要根据机械设备的实际工作要求来确定。
V. 凸轮机构的应用凸轮机构广泛应用于各种机械设备中，包括自动化生产线、机床、车辆、飞机、船舶、农业机械等。
其中，飞机发动机中的凸轮机构是实现各种复杂功能的关键部件之一。
此外，凸轮机构还广泛应用于柴油机、汽油机、水泵、压缩机等。
凸轮机构及设计范文
凸轮机构及设计范文凸轮机构是一种将连续的直线运动转换为间歇的往复运动的机械连杆机构。
它由凸轮、凸轮轴和随动件组成，通过凸轮的旋转运动将连续的直线运动转换为随动件的间歇运动。
凸轮机构广泛应用于各种机械装置中，如发动机、泵、液压机械、纺织机械、包装机械等。
它具有结构简单、运动规律明确、重量轻、可靠性高等特点，因此在不同的领域都有着重要的应用。
凸轮的设计是凸轮机构设计的核心之一、凸轮的形状可以根据所需的运动规律来确定。
常见的凸轮形状有椭圆形、正弦形和随机形状等。
凸轮的形状不仅直接影响到随动件的运动规律，还会对凸轮机构的工作性能产生重要影响。
在凸轮的设计过程中，需要考虑到凸轮的尺寸、形状、旋转角度等因素，以及凸轮与随动件之间的运动副差和装配间隙等。
凸轮轴的设计也是凸轮机构设计的重要内容之一、凸轮轴的设计需要满足机械运动的要求，同时还要考虑到凸轮的负载、旋转速度等因素。
凸轮轴的设计时需要考虑轴材料的选择、轴的刚度和强度等问题。
随动件的设计也是凸轮机构设计的关键之一、随动件的运动规律直接受凸轮的形状和凸轮轴的旋转角度等影响。
在随动件的设计过程中，需要考虑到随动件与凸轮之间的运动配合、运动副间隙等问题。
凸轮机构的设计涉及到机械运动、力学和材料等多个学科知识。
为了设计出性能优良、可靠性高的凸轮机构，需要深入研究凸轮机构的运动规律和工作原理，掌握凸轮机构设计的基本原理和方法。
总结起来，凸轮机构是一种将连续的直线运动转换为间歇的往复运动的机械连杆机构。
凸轮机构的设计涉及到凸轮、凸轮轴和随动件的设计，需要考虑到凸轮的形状、尺寸和旋转角度等因素，凸轮轴的材料选择和轴的刚度，以及随动件与凸轮之间的运动配合和运动副间隙等问题。
凸轮机构设计需要深入研究凸轮机构的运动规律和工作原理，掌握凸轮机构设计的基本原理和方法。
凸轮机构的总结范文
一、引言凸轮机构是一种常见的机械传动机构，广泛应用于各种机械设备中。
它主要由凸轮、从动件、机架等部分组成。
本文将对凸轮机构的工作原理、分类、设计方法以及应用领域进行总结。
二、工作原理凸轮机构的工作原理是利用凸轮的旋转运动，使从动件按照预定的轨迹运动。
当凸轮的轮廓与从动件的轮廓接触时，从动件受到凸轮的推动力，从而实现预期的运动。
三、分类1. 按照从动件的类型，凸轮机构可分为尖底从动件凸轮机构、平底从动件凸轮机构和滚子从动件凸轮机构。
2. 按照凸轮的形状，凸轮机构可分为圆柱凸轮、圆锥凸轮、圆弧凸轮和盘形凸轮。
3. 按照凸轮的旋转方向，凸轮机构可分为右旋凸轮和左旋凸轮。
四、设计方法1. 确定从动件的运动规律：根据实际需求，选择合适的从动件运动规律，如等速运动、等加速运动、等减速运动等。
2. 设计凸轮轮廓：根据从动件的运动规律和凸轮的形状，设计凸轮轮廓。
设计过程中，需要满足从动件的运动轨迹、运动速度和加速度等要求。
3. 选择合适的材料：根据凸轮的工作条件和受力情况，选择合适的材料，以保证凸轮机构的性能和寿命。
4. 进行强度校核：在凸轮机构的设计过程中，进行强度校核，确保凸轮机构在受力时不会发生破坏。
五、应用领域凸轮机构在工业生产、日常生活等领域有着广泛的应用，主要包括：1. 自动化设备：如机床、机器人、自动化生产线等。
2. 家用电器：如洗衣机、空调、电风扇等。
3. 交通工具：如汽车、摩托车、自行车等。
4. 农业机械：如收割机、拖拉机等。
六、总结凸轮机构作为一种常见的机械传动机构，具有结构简单、工作可靠、设计灵活等优点。
在今后的研究和应用中，应继续探索凸轮机构的新设计方法、新材料和新应用领域，以满足不断发展的工业生产和人民生活的需求。
凸轮机构的应用实例及原理论文
凸轮机构的应用实例及原理一、引言凸轮机构是一种常见的机械传动装置，广泛应用于各个行业中。
本文将介绍凸轮机构的应用实例以及其原理。
二、凸轮机构的应用实例以下是凸轮机构在各个领域中的实际应用实例：1.汽车发动机：凸轮机构在汽车发动机中扮演着关键的角色。
它通过控制气门的开关时机，调节进、排气量和提高发动机的效率。
凸轮机构可以用来控制汽缸的气门开闭时间和顺序，通过调整凸轮的形状和凸轮轴的位置，可以实现不同的气门开闭方式。
2.纺织机械：在纺织机械中，凸轮机构常用于控制织布机或织机的各种运动。
例如，凸轮机构可以用来控制织布机上的梭子的来回往复运动，实现织布机的正常工作。
3.包装机械：在包装机械中，凸轮机构用于控制每个包装步骤的运动顺序和节奏。
凸轮机构可以根据设计要求，通过调整凸轮的形状和凸轮轴的位置，实现不同包装步骤的精确控制。
4.机械手臂：在工业自动化领域中，凸轮机构常用于控制机械手臂的运动。
凸轮机构可以通过凸轮的形状和凸轮轴的位置来实现机械手臂的各种运动，如旋转、举升、摆动等。
凸轮机构的使用可以使机械手臂的运动更加稳定和精确。
5.医疗设备：在医疗设备中，凸轮机构常用于控制手术台、诊断设备等的运动。
凸轮机构可以用来实现设备的高度调节、角度调整等运动。
三、凸轮机构的原理凸轮机构的原理是基于凸轮的形状和凸轮轴的位置来实现运动控制的。
以下是凸轮机构的基本原理：•凸轮的形状：凸轮的形状是决定凸轮机构运动方式的关键因素之一。
凸轮的形状可以根据所需的运动方式进行设计，例如圆形凸轮常用于控制线性运动，心形凸轮常用于控制往复运动等。
•凸轮轴的位置：凸轮轴的位置也是影响凸轮机构运动方式的重要因素之一。
凸轮轴的位置可以决定凸轮与承载凸轮的部件之间的运动关系，从而实现所需的运动控制。
•凸轮与部件的运动关系：凸轮与承载凸轮的部件之间的运动关系是凸轮机构实现运动控制的核心。
凸轮可以通过与部件的接触或配合来实现运动控制，例如凸轮的高点与部件的接触可以使部件运动，凸轮的低点与部件的接触可以使部件停止运动。
凸轮机构的设计与实践 毕业论文
凸轮机构的设计与实践摘要凸轮机构是一种被广泛应用于各种自动化机械、仪器和操纵控制装置中的机械零件。
凸轮机构之所以得到如此广泛的应用，主要是由于凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求，而且结构简单、紧凑。
凸轮机构可以将凸轮的连续转动或移动转换为从动件连续或不连续的移动或摆动。
与连杆机构相比，凸轮机构便于实现给定的运动规律和轨迹；而且结构简单紧凑；但由于凸轮与从动件之间以高副接触，因此凸轮机构比较容易磨损。
关键词：凸轮机构、高副、自动化AbstractCam is a widely used in a variety of automated machinery, apparatus and control devices to manipulate the mechanical parts. Cam has been the reason why such a wide range of applications, mainly due to a variety of cam mechanism can be achieved sports complex requirements, but also the structure of simple, compact.Cam cam can be a continuous rotation or move converted to Follower continuous or to move or swing. Compared with the linkage mechanism, cam mechanism to facilitate the realization of the given rules and track the movement; and compact structure is simple; but the cam and follower high-ah, deputy contact and easy to wear.In this paper, the design of cam need to understand the relevant terms and the need for the design of the cam and cam design parameters appear in the actual contours of the distortion curve and a sharp change, as well as the solution to the problem in the design should pay attention to the issue of the system Introduction and summary.Key words：Cam、high deputy、automation目录第一章凸轮机构的介绍 (1)第一节凸轮机构的概述 (1)第二节凸轮机构的分类 (2)第三节凸轮机构的特点 (3)第二章从动件的常用运动规律 (4)第一节凸轮机构运动过程及有关名称 (4)第二节凸轮的几何锁合 (4)第三节位移线图 (5)第三章凸轮机构设计基本尺寸的确定 (6)第一节滚子半径的选择 (6)第二节压力角及其校核 (6)第三节基圆半径的选择 (7)第四章凸轮机构的结构设计 (8)第五章凸轮机构的应用 (9)结束语 (10)谢辞 (11)参考文献 (12)第一章凸轮机构的介绍第一节凸轮机构的概述凸轮机构是应用较广泛的机构，特别是在印刷机、纺织机、内燃机、包装机械以及各种自动机械中有着普遍的应用。
凸轮机构的分析和设计
3．滚子推杆滚子半径的选择 采用滚子推杆时，滚子半径的选择，要考虑滚子的结构、强 度及凸轮轮廓曲线的形状等多方面的因素。 （1）凸轮轮廓曲线与滚子半径的关系 1）当凸轮廓线内凹时，则ρa＝ρ＋rr。 此时，无论滚子半径大小如何，凸轮的工作廓线总是可以平 滑地作出来。 2）当凸轮廓线外凸时， 则ρa＝ρ－rr。 若ρ＝rr时， 则ρa＝0，工作廓线出现变尖现象。 若ρ <rr时， 则ρa<0， 工作廓线出现交叉， 推杆运动规 律出现失真现象。
凸轮机构的分析和设计
一、 凸轮机构的应用和分类
1．凸轮机构的应用 （1）实例 内燃机配气凸轮机构 自动机床进刀机构 自动机床凸轮机构 （2）特点
适当的设计凸轮廓线可实现各种运动规律，结构简单，紧凑； 但易磨损，传力不大。
2．凸轮机构的分类 （1）按凸轮的形状分
1）盘形凸轮（移动凸轮）
2）圆柱凸轮 （2）按推杆形状及运动形式分 1）尖顶推杆、滚子推杆和平底推杆 2）对心直动推杆、偏置直动推杆和摆动推杆 （3）按保持高副接触方法分 1）力封闭的凸轮机构 2）几何封闭的凸轮机构
最大速度vmax (hω /δ0)×
1.00
最大加速度amax 2 2 (hω /δ0 )×
∞ 4.00
最大跃度jmax 2 2 (hω /δ0 )×
适用场合
低速轻载
∞ ∞ 39.5 60.0
2.00
1.57 2.00 1.88
中速轻载 中低速重载
中高速轻载 高速中载
余弦加速度 正弦加速度
5次多项式
（2）凸轮廓线设计方法的基本原理 在设计凸轮廓线时，可假设凸轮静止不动，时其推杆相对凸 轮作反转运动，同时又在其导轨内作往复运动，作出推杆在这种 复合运动中的一系列位置，则其尖顶的轨迹就是所要求的凸轮廓 线。这就是凸轮廓线设计的反转法原理。 2．用作图法设计凸轮廓线 （1）直动推杆盘形推杆凸轮廓线的设计 1）偏置直动尖顶推杆盘形凸轮廓线的设计 2）偏置直动滚子推杆盘形凸轮廓线的设计 3） 对心直动平底推杆盘形凸轮廓线的设计 结论 尖顶推杆盘形凸轮廓线的设计是滚子推杆和平底 推杆盘形凸轮设计的基本问题及方法。
第九章凸轮机构及其的设计
（3）五次多项式运动规律
s = C0+ C1δ+ C2δ2+ C3δ3+ C4δ4+ C5δ5
v d d s t C 1 2 C 2 3 C 3 2 4 C 4 3 5 C 5 4
a d d 2 v tC 22 6 C 32 1 C 4 2 22 2 C 3 0 23
回程运动方程式为
由图知，有柔性冲击。
(2) 正弦加速度运动规律
推程运动方程式为
回程运动方程式为
无冲击
除上述以外，还有其它运动规律，或将上述常用运动规律组合 使用。如“改进梯形加速度运动规律”、“变形等速运动规律”。
三．推杆运动规律的选择
1）只要求当凸轮转过某一角度δ0时，推杆完成一行程h或φ。
一等分，二反转，截位移，再连线。
三．用解析法设计凸轮廓线
1. 偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构
如图所示，选取Oxy坐标系， B0点为凸轮廓线起始点。当凸轮 转过δ角度时，推杆位移为s。此 时滚子中心B点的坐标为
x(s0s)sinecos y(s0s)cosesin
式中e为偏距，s0 r02 e2。
第九章 凸轮机构及其设计
§9-1 凸轮机构的应用和分类
一．凸轮机构的应用 1 .组成： 凸轮——具有曲线轮廓或凹槽的构件。 推杆——被凸轮直接推动的构件。 机架
2 .特点：
优点： 1）、可使从动件得到各种预期的运动规律。 2）、结构紧凑。 3）、实现停歇运动
缺点： 1）、高副接触，易于磨损，多用于传递力不太大的场
∴s = h－2h(δ0－δ)2/δ02 v = 4hω(δ0－δ)/ δ02 a = －4hω2/δ02
!凸轮机构设计及应用-知识扩展(DOC)
凸轮机构的发展应用凸轮机构的应用自动机床进刀机构的应用（结构原理、实际机械）圆珠笔生产线、绕线机排线等速运动凸轮机构、圆柱凸轮送料机构圆柱凸轮间歇分度机构、蜗杆凸轮间歇分度机构转动-转动凸轮间歇机构（应用：PU-心軸型凸轮分度器）凸轮间歇分度器、圆柱凸轮电风扇摇头机构、实现点的轨迹（双凸轮组合机构）凸轮连杆组合：凸轮-连杆机构1、凸轮-连杆机构2、凸轮-连杆机构3工业应用（需剪部分视频拆分）、相位可调凸轮机构平底从动件顶杆式力封闭型配气凸轮机构、V型双缸发动机配气机构BMW S1000 RR 配气凸轮机构发动机配气机构的应用1. 摩托车发动机配气机构1）CB系列顶置式配气机构顶置式配气机构如图6所示，O1为曲轴回转中心，O2为凸轮回转中心，两者由链传动连接，其传动比为i12=0.5。
（a）配气凸轮机构 (b) 摇臂CB系列顶置式配气机构CB系列顶置式配气机构设计分析设计最终归结为气门位移的配气定时，如图7所示。
气门位移的配气定时排气提前角1α=55.284°，进气提前角2α=29.674°，排气迟闭角3α=45.716°，进气迟闭角4α=46.326°，而气门重叠角2α+3α=75.39°。
调整正时角β和桃尖角γ，可改配气定时，后面谈到的可变气门正时技术，即是按此方式进行。
对用于摩托车的高速发动机，为追求高转速时的大功率，应具有较大的气门重叠角。
观察下述仿真分析软件知：CG 配气定时仿真分析2） CG 系列下置式配气机构下置式配气机构如图8所示，O q 为曲轴回转中心，O ’为凸轮回转中心，两者由一对齿轮传动连接，其传动比为i =0.5。
凸轮驱动下摇臂，推动顶杆，由上摇臂实现对气门的打开与关闭。
图8 CG 系列下置式配气机构下置式配气机构对配气定时的要求与顶置式配气机构相同。
CG 系列顶置式配气机构设计分析 CG 配气定时仿真分析由配气定时仿真分析知：CG发动机配气机构的进气与排气摇臂均由同一凸轮驱动，这就产生了一个十分有趣的问题。
凸轮机构之设计与应用
倒置凸輪機構
共軛直動式
共軛擺動式
倒置凸輪機構-擺臂變轉速
直動式
擺動式
日內瓦倫機構
傳統日內瓦倫機構
共軛日內瓦倫機構
日內瓦輪機構為一間歇運動機構，利用輪上的柱銷，在徑向槽內 驅動日內瓦輪。其曲柄輪的輪廓圓，弧形凸面需與日內瓦輪上的 凹面圓弧相配，能制止相互間滑動而確保準確運動。早期被用來 當電影放映機使用，但由於在銷子進入溝槽時會使急跳度無窮大 ，因此改善為共軛型。
Base circle
Pitch curve
凸輪機構的相關術語
• Follower 從動件：為凸輪所驅動的被動件，一般為產生不等速 、不連 續、不規則運動的輸出件。
• Cam profile 凸輪輪廓：若凸輪固定而機架不固定，則從動件相對於凸 輪運動一週，其與凸輪接觸點的動路為凸輪輪廓曲線cam profile，即凸 輪的外型曲線。尖刀型從動件的凸輪輪廓曲線與節曲線重合，滾子型 從動件的凸輪輪廓曲線與節曲線的距離為滾子半徑。
瞬心定理
一個平面機構中的任意兩個機件在任一時刻皆有 一共同點，且這個共同點在兩個機件上的線速度 相同。順心位置可由此定義及三心定理決定。
直動式共軛凸輪機構
造成共軛的原因乃在於瞬心定理
擺動式共軛凸輪機構
倒置凸輪機構
直動式
擺動式
倒置凸輪機構
• 倒置凸輪機構因為壓力角的問題所以只能適用於 輕負荷的條件下。如早期的裁縫機、現在紡織工 業所用的粗紗機及數控車床。
One-Dwell Modified Trapezoid
凸轮机构设计及应用知识扩展(DOC)
凸轮机构的发展应用凸轮机构的应用自动机床进刀机构的应用（、）、、、（应用：）、、实现点的轨迹（）凸轮连杆组合：、、（需剪部分视频拆分）、、发动机配气机构的应用1. 摩托车发动机配气机构1）CB系列顶置式配气机构顶置式配气机构如图6所示，O1为曲轴回转中心，O2为凸轮回转中心，两者由链传动连接，其传动比为i12=0.5。
（a）配气凸轮机构 (b) 摇臂CB系列顶置式配气机构设计最终归结为气门位移的配气定时，如图7所示。
气门位移的配气定时排气提前角1α=55.284°，进气提前角2α=29.674°，排气迟闭角3α=45.716°，进气迟闭角4α=46.326°，而气门重叠角2α+3α=75.39°。
调整正时角β和桃尖角γ，可改配气定时，后面谈到的可变气门正时技术，即是按此方式进行。
对用于摩托车的高速发动机，为追求高转速时的大功率，应具有较大的气门重叠角。
观察下述仿真分析软件知：2） CG 系列下置式配气机构下置式配气机构如图8所示，O q 为曲轴回转中心，O ’为凸轮回转中心，两者由一对齿轮传动连接，其传动比为i =0.5。
凸轮驱动下摇臂，推动顶杆，由上摇臂实现对气门的打开与关闭。
图8 CG 系列下置式配气机构下置式配气机构对配气定时的要求与顶置式配气机构相同。
由配气定时仿真分析知：CG 发动机配气机构的进气与排气摇臂均由同一凸轮驱动，这就产生了一个十分有趣的问题。
由凸轮机构的设计理论知，进气凸轮机构为逆向设计，而排气凸轮机构为正向设计。
在结构参数和运动规律均相同的条件下，理论上分别按逆向设计和正向设计所获得的两个凸轮的轮廓形状是不相同的，且相位位置也完全不同。
（提供参数文件，边讲解边运行软件）分别按正向和逆向设计所得到的2个凸轮及相位位置如图10所示。
(a) 正向设计(b) 逆向设计而CG发动机又是同一凸轮驱动，我国所有CG发动机源于日本的本田CG125，日本人是怎么进行设计的？破解：【宋立权，潘玉蕊，唐彬. 摩托车CG系列发动机配气凸轮机构最优尺度综合研究与应用[J].机械工程学报.2007,43(7). p221-225】2. 汽车发动机演示汽车发动机配气机构的发展如前所述，摩托车发动机为高速发动机，最高转速可达10000 rpm以上，最大功率一般在7500－8500 rpm，由于成本问题的限制，一般采用2气门（1进1排），且很少采用可变正时和可变升程技术。
凸轮机构设计与运用解读
2
（1）作出角位移线图； A0 （2）作初始位置； （3）按- 方向划分圆R得A0、 A1、A2等点；即得机架 反转的一系列位置； （4）找从动件反转后的一系 列位置AiBi，再按角位移规律 得 C1、C2、…… 等点，即 为凸轮轮廓上的点。
28/43
A5
6
180° B B
5 4
C
6
C
5
C
4 3
B h
S δt
C
近休止角
A
r0
δ
o
D
2
δs'
B
C
2
δ
δt
δs 远休止角
δh
1
D
凸轮的基圆 初始位置
回程 —从动件从距离凸轮回转中心 最远位置到起始位置，从动件移向 ' 凸轮轴线的行程，称为回程。对应 近休止角δs — 推杆在最低位置静止 不动，凸轮相应的转角 凸轮转角δh称为回程运动角。
16/43
机架3
从动件2
V2
1
O1
10/43
凸轮机构的分类
（一）按凸轮的形状分：
移动凸轮
盘形凸轮
圆柱凸轮
11/43
（二）按从动件上高副元 素的几何形状分：
尖顶从动件
滚子从动件
平底从动件
12/43
（三）按从动件的运动分：
对心移动从动件 移动从动件 偏置移动从动件
摆动从动件
对 心 移 动 从 动 件
偏 置 移 动 从 动 件 摆动从动件 移动从动件
簡諧運動機構 設計與運用
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2019年3月18日星期一
凸輪之應用 凸輪之分類 相關術語
凸輪之設計
2/43
凸轮机构的设计及应用
凸轮机构的应用学院：机械学院专业：机械电子工程班级：机电02班学号：20132712姓名：王爽2015年6月1日凸轮机构的应用作者：王爽学号：20132712摘要凸轮机构是一种典型的高副机构，它具有机构简单、紧凑、工作可靠的特点。
凸轮机构可以通过合理设计凸轮的轮廓曲线，精确地完成各种功能，如实现预期的位置及动作时间要求，实现预期的运动规律要求，实现运动和动力特性要求等。
现在，随着中国世界工厂地位的确立，越来越多的装备被引进来，也带进来了越来越多的凸轮机构，如包装机械、印刷机械、自动机械等应用大量的凸轮机构，各大公司的机械研发部门开发了很多优良的凸轮运动曲线。
可以这么说，由于凸轮机构具有独特的机械特性而不断扩散到各个行业中。
在机械高度发展的今天，很多机械构件越来越模块化，您可以随手拿来就用，但凸轮机构还不能这么做，您得计算、分析再设计，这个弯是绕不过去的。
它广泛地应用于各种机械，特别是自动机械、自动控制装置和装配生产线中，如自动机床、内燃机、印刷机和纺织机中得到广泛应用。
关键词：凸轮轮廓曲线应用包装印刷自动内燃机纺织机构成：凸轮机构由凸轮、从动件、机架三个基本构建组成功能：实现预期的位置及动作时间要求实现预期的运动规律要求实现运动与动力特性要求应用分类：1.按凸轮的形状盘形凸轮：凸轮是绕固定轴转动并具有变化向径的盘形构件。
移动凸轮：盘形凸轮的轴心趋于无穷远时就演化成了移动凸轮。
圆柱凸轮：凸轮的轮廓曲线在圆柱体上，凸轮与从动件的相对运动是空间运动。
2.按从动件运动副元素的形状尖顶从动件：从动件的尖顶能与任意形状的凸轮轮廓保持接触，但尖顶易磨损，只适用于低速轻载的凸轮机构中曲面从动件：从动件端部做成曲面形状。
滚子从动件：从动件端部安有滚子，使从动件与凸轮轮廓之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，传动效率高，耐磨损，承载能力强，在实际工程中应用最为广泛。
平底从动件：从动件以平面与凸轮接触，接触处易于形成油膜，润滑状况好，传动效率高，但只适用于轮廓外凸的凸轮。
凸轮机构设计与运用
凸 轮 机 构 的 分 类
二）按从动件上高副元 素的几何形状 分：
三）按从动件的运动分
摆动从动件
四）按凸轮与从动件维持接 触（锁合）的方式分： 形锁合
15/43
力锁合
行程
相關術語
凸轮的基圆——以凸轮的最小向径r0所作的圆称为基圆。 推程——从动件从距离凸轮回转中 s 2 心最近位置到距离凸轮回转中心最 远位置的过程，称为推程。相应移 动的距离h称为行程
19/43
2019年4月25日星期四
从动件常用运动规律特性比较
运动规律 等速 等加速等减速 余弦加速度 正弦加速度 3-4-5多项式 改进型等速 改进型正弦加速度
( h / 0 )
1.00 2.00 1.57 2.00 1.88 1.33 1.76
v max
a max ( h 2 / 0 )
製造誤差對動態特性影響頗大
製造成本高 動態平衡較容易 表面容易磨損
製造誤差對動態特性影響較小
製造成本比較便宜 動態平衡較難 接頭磨損造成的影響較小且噪音小
5/43
2019年4月25日星期四
凸轮机构的应用
多用在传递动力不大的各种自动机械、仪表及自动控制装置中。如：
缝纫机的凸轮拉线机构
内燃机的配气凸轮机构
回程运动角 推程运动角δt ——从动件推程过程， 对应凸轮转角称为推程运动角 远休止角δs——推杆在最高位置静止不 动，凸轮相应的转角
推程运动角
從動件之運動行程
1、雙滯留運動：具有兩個滯留
時間，即在一周期內分別在最低 點與最高點處均有滯留動作，兩
者之滯留時間可能不同。
2、無滯留運動：在一周期內， 僅有升程與返程，其間並無任 何滯留時間。 2、單滯留運動：具有一個滯
凸轮设计——精选推荐
第九章凸轮机构及其设计§9．1 凸轮机构的应用及分类一、凸轮机构的应用凸轮机构是由具有曲线轮廓或凹槽的构件，通过高副接触带动从动件实现预期运动规律的一种高副机构。
广泛地应用于各种机械，特别是自动机械、自动控制装置和装配生产线中。
（尤其是需要从动件准确地实现某种预期的运动规律时）常用于将“简单转动”→“复杂移动”、“复杂摆动”、“与其它机构组合得到复杂的运动”。
图示为内燃机配气凸轮机构。
具有曲线轮廓的构件1叫做凸轮，当它作等速转动时，其曲线轮廓通过与推杆2的平底接触，使气阀有规律地开启和闭合。
工作对气阀的动作程序及其速度和加速度都有严格的要求，这些要求都是通过凸轮的轮廓曲线来实现的。
组成：凸轮、从动件、机架（高副机构）。
二、凸轮机构的特点1）只需改变凸轮廓线，就可以得到复杂的运动规律；2）设计方法简便；3）构件少、结构紧凑；4）与其它机构组合可以得到很复杂的运动规律5）凸轮机构不宜传递很大的动力；6）从动件的行程不宜过大；7）特殊的凸轮廓线有时加工困难。
三、凸轮机构的类型凸轮机构的分类：1）盘形凸轮按凸轮形状分：2）移动凸轮3）柱体凸轮1）尖底从动件；按从动件型式分：2）滚子从动件；3）平底从动件1）力封闭→弹簧力、重力等按维持高副接触分（封闭）槽形凸轮2）几何封闭等宽凸轮等径凸轮共轭凸轮§9．2 从动件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的运动规律，然后再按照这一运动规律设计凸轮廓线。
以尖底直动从动件盘形凸轮机构为例，说明从动件的运动规律与凸轮廓线之间的相互关系。
基本概念：基圆——凸轮理论轮廓曲线最小向径.r0所作的圆。
行程——从动件由最远点到最近点的位移量h（或摆角 ）推程——从动件远离凸轮轴心的过程。
回程——从动件靠近凸轮轴心的过程。
推程运动角——从动件远离凸轮轴心过程，凸轮所转过的角度。
回程运动角——从动件靠近凸轮轴心过程，凸轮所转过的角度。
远休止角——从动件在最远位置停留过程中凸轮所转过的角度。
第3章凸轮机构设计
第一篇 机械传动设计
1
第三章 凸轮机构设计
重点内容
1. 用反转法绘制盘状凸轮轮廓线。
2. 凸轮机构旳压力角和自锁旳关系， 压力角和基圆半径旳关系，滚子半径 与轮廓曲线形状旳关系。
2
3
盘状凸轮
4
盘状凸轮
5
圆柱凸轮
§3-1 凸轮机构旳应用和分类
一. 凸轮机构旳应用 1. 凸轮机构旳构成：凸轮、从动件和机架。
ω
δh
δs
22
4) 量取位移线图C1B1=11’、C2B2=22’、…， 得B0、B1、B2 、 …。
5) 以光滑曲线连接B0、B1、B2 、 …，即得 凸轮旳轮廓曲线。若是滚子从动件，则此轮 廓曲线为该凸轮旳理论轮廓曲线。
23
§3-5 设计凸轮机构应注意旳问题
一、凸轮机构旳压力角和自锁
n Fα
ω1
h
A
δt
B
3. 远休止角δs
δs’ O δs
凸轮回转δs从动件在最远距 离处停止不动。
r0 δh D
C 10
§3-2 从动件旳常用运动规律
一. 基本术语
1. 基圆
以凸轮轮廓最小向径r0为半径旳圆
2. 推程(升程)
B’
δt
从动件从距离回转中心 近来位置A到达最远距离 B’所走过旳距离
ω1
h
A
B
3. 远休止角δs
和从动件质量较小旳凸轮机构。 O
h
δ1
(a)
t
v0
δ1
(b)
t
+∞ δ1 t
(c) -∞ 14
O’
三. 等加速等 1
s2
减速运动规律 4
凸轮机构及设计范文
凸轮机构及设计范文凸轮机构是一种常见的机械传动装置，主要用于将旋转运动转化为直线或曲线运动。
它由凸轮、从动件和连接件三个部分组成，其中凸轮是关键部件，凸轮的形状决定了从动件的运动轨迹。
凸轮的设计是凸轮机构设计中至关重要的一步。
凸轮的形状可以根据从动件的运动要求进行设计。
常见的凸轮形状有椭圆形、圆心偏心形、圆弧形等。
在选择凸轮的形状时，需要考虑从动件的运动速度、加速度、运动轨迹等因素，并结合实际应用的要求进行设计。
凸轮的设计过程中，首先需要确定凸轮的运动周期和凸轮轴的转速。
根据凸轮的运动周期和转速，可以计算出凸轮的基准圆直径。
然后，根据基准圆直径和从动件的运动要求，确定凸轮的形状。
在凸轮的设计过程中，还需要考虑凸轮的材料选择和凸轮的制造工艺。
凸轮通常使用高强度、高耐磨的材料制造，如合金钢、铸铁等。
凸轮的制造工艺主要有铣削、数控加工等。
凸轮机构的设计中，还需要考虑连接件的设计。
连接件主要是指凸轮和从动件之间的连接部件，常见的连接件有滚子、滑块、曲柄等。
连接件的设计要考虑从动件的运动要求和凸轮的形状，合理选择连接件的形式和材料，以确保凸轮机构的正常运行。
凸轮机构的设计在工程实践中有着广泛的应用。
比如，在发动机中，凸轮机构被用于控制气门的开关时间和开闭速度，以实现燃气进出的控制；在纺织机械中，凸轮机构被用于控制织机的运动，使得织机能够按照指定的运动规律工作；在机床中，凸轮机构被用于控制加工工具的运动，以实现工件的加工。
总之，凸轮机构的设计是机械工程中一个重要而复杂的任务。
凸轮的形状和连接件的设计是凸轮机构设计过程中的关键步骤。
通过合理选择凸轮的形状和连接件的设计，可以实现凸轮机构的高效运行和满足不同应用的需求。
凸轮机构的设计需要综合考虑运动要求、材料选择、制造工艺等因素，以确保设计的凸轮机构能够稳定可靠地工作。
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。
第三章凸轮机构及其设计
O
e
B
当凸轮转过角时，推杆产生相应
的y位 移(s S，由s0 反)c 转法o 作 图se 可s看出i，n
x 此其时中从：动s0件尖顶rb2处于e2B点。
一、移动从动件盘型凸轮机构
2. 滚子从动件
y rr
B0
x 式分B 中析(ds ：x /dφs0 ，)sdy/idφn 可e 由c上 os n y 式d心称Bx 求/在为d(φ得s 按坐理= ：上标论(ds述系轮s0 /)d方o廓c φx法y）–中求；eo )的s出i n轨s 滚φe 迹子s中（in
0
s
在运动规律推程的始末
1 4
点和前后半程的交接处，加
9
速度虽为有限值，但加速度
4
对时间的变化率理论上为无
1
穷大。由此引起的冲击称为
0
柔性冲击。
v
3. n≥3 的高次多项式运动规律
1
2
3
4
5
6
适当增加多项式的幂次，就有可
0
/ 2
能获得性能良好的运动规律。但幂次
a
amax
越高，要求的加工精度也愈高。
0
4）上冲头退出，下冲头顶出药片。
粉料压片机机构系统图
3
12（上冲头） 4（料斗）
13
型腔
6（下冲头）
5 O3
O2 7
§3-1凸轮机构的应用及分类
二、凸轮机构的分类
1）按凸轮的形状分：
移 动
凸
轮
圆 柱 凸 轮
盘形凸轮
§3-1凸轮机构的应用及分类
二、凸轮机构的分类 2）按从动件的形状分：
尖顶从动件
滚子从动件
amax -amax
凸轮机构设计与运用资料
δ
A5
C
6
2
B B180°B
6 5
4C
C
4
5
3
C
3 2
A1
R
（3）按- 方向划分圆R得A0、 A1、A2等点；即得机架 反转的一系列位置；
（4）找从动件反转后的一系
A4
A2
A3
列位置AiBi，再按角位移规律 得 C1、C2、…… 等点，即
为凸轮轮廓上的点。
冲 击 应用场合
刚性 柔性 柔性
低速轻负荷 中速轻负荷 中低速中负荷 中高速轻负荷 高速中负荷 低速重负荷 中高速重负荷 高速轻负荷
20/43
凸轮轮廓曲线的设计
一、对心式凸轮机构凸轮廓线的设计 1. 尖顶从动件
1) 凸轮机构相对运动分析
机架上的观察结果
凸轮上的观察结果
21/43
2）. 反转法原理
自动机床进刀凸轮机构
7/43
卷带轮
11 2 放放音音键键
5
3
3
摩擦轮
4 4
录音机卷带机构
皮皮带带轮轮
8/43
粉料压片机机构系统图
（1）移动料斗4，装入粉料。 （2）下冲头5下沉，防止粉料抖出。
9 87
10
1
2
3
O1
（3）上、下冲头对粉料加压， （4）上冲头退出，下冲头顶出药片。
4（料斗）
11（上冲头） 12
移动凸轮
盘形凸轮
圆柱凸轮
11/43
（二）按从动件上高副元 素的几何形状分：
尖顶从动件
滚子从动件
平底从动件
12/43
（三）按从动件的运动分：
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凸轮机构的设计及应用
精选文档
TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
凸轮机构的应用
学院：机械学院
专业：机械电子工程
班级：机电02班
学号：
姓名：王爽
2015年6月1日
凸轮机构的应用
作者：王爽学号：
摘要
凸轮机构是一种典型的高副机构，它具有机构简单、紧凑、工作可靠的特点。
凸轮机构可以通过合理设计凸轮的轮廓曲线，精确地完成各种功能，如实现预期的位置及动作时间要求，实现预期的运动规律要求，实现运动和动力特性要求等。
现在，随着中国世界工厂地位的确立，越来越多的装备被引进来，也带进来了越来越多的凸轮机构，如包装机械、印刷机械、自动机械等应用大量的凸轮机构，各大公司的机械研发部门开发了很多优良的凸轮运动曲线。
可以这么说，由于凸轮机构具有独特的机械特性而不断扩散到各个行业中。
在机械高度发展的今天，很多机械构件越来越模块化，您可以随手拿来就用，但凸轮机构还不能这么做，您得计算、分析再设计，这个弯是绕不过去的。
它广泛地应用于各种机械，特别是自动机械、自动控制装置和装配生产线中，如自动、、和纺织机中得到广泛应用。
关键词：凸轮轮廓曲线应用包装印刷自动内燃机纺织机
构成：凸轮机构由凸轮、从动件、机架三个基本构建组成
功能：实现预期的位置及动作时间要求
实现预期的运动规律要求
实现运动与动
力特性要求
应用分类：
1.按凸轮的形状
盘形凸轮：凸轮是绕固定轴转动并具有变化向径的盘形构件。
移动凸轮：盘形凸轮的轴心趋于无穷远时就演化成了移动凸轮。
圆柱凸轮：凸轮的轮廓曲线在圆柱体上，凸轮与从动件的相对运动是空间运动。
2.按从动件运动副元素的形状
尖顶从动件：从动件的尖顶能与任意形状的凸轮轮廓保持接触，但尖顶易磨损，只适用于低速轻载的凸轮机构中
曲面从动件：从动件端部做成曲面形状。
滚子从动件：从动件端部安有滚子，使从动件与凸轮轮廓之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，传动效率高，耐磨损，承载能力强，在实
际工程中应用最为广泛。
平底从动件：从动件以平面与凸轮接触，接触处易于
形成油膜，润滑状况好，传动效率高，但只适用于轮
廓外凸的凸轮。
3.按从动件的运动形式
移动从动件：从动件做往复运动
摆动从动件：从动件做往复摆动
4.按保持接触方式
力封闭：利用重力、弹簧力或者其他外力使从动件与凸轮保持接触，如图
形封闭：利用高副本身的几何形状，使从动件与凸轮轮廓保持接触，如图
重力锁止凸轮机构配气凸轮机构
等宽凸轮共轭凸轮等径凸轮
应用实例
内燃机配气凸轮机构
当凸轮以等角速度转动时，其轮廓曲线与气阀的平底接触，驱使气阀按预期的规律往复运动，并与活塞的运动相协调，适时地启闭阀门。
等速运动凸轮绕线机
排线杆靠在心形凸轮外周上，是弹簧拉住加压的。
心轮的曲线是按绕线盘长度设计的，排线杆的来回是等速运动，当在两端换向时速度发生突变，引成绕在两端的线是成角形的。
换向冲击很大。
为此我曾经改过，但绕线乱了，改动是失败的。
为保证绕线筒上线的倾斜形状，与心形凸轮同轴的齿轮与之相啮合的小齿轮是有一定速比的，保证绕线筒的转速和排线杆有一定的速比。
看似简单设计还是复杂的。
大齿轮和心轮的轴通过有键槽的轴端上装的带轮或手轮转
动，通过齿轮啮合驱动绕线筒，同时，心轮的转动推动排线杆排线。
圆柱凸轮输送机
如图所示的巧克力输送凸轮机构中，当带有凹槽的圆柱凸轮等速转动时，通过嵌入其槽中的滚子推动从动件作往复运动，凸轮每转动一周，从动件就从喂料器中推出一块巧克力并将其送入待包装位置。
罐头盒封盖机构
如图所示的罐头盒封盖机构，原动件1连续等速转动，通过带有凹槽的固定凸轮3的高副导引从动件2的端点C沿预期的轨迹——接合缝S运动，从而完成罐头盒的封盖任务。
自动电阻压帽机
该机构通过皮带轮带动分配轴的转动，整个工艺流程为：电阻体上料→电阻体夹紧→送帽→压帽。
送料机构将电阻胚料从料斗中取出送至压帽工位，停歇一段时间，它要完成行程——停歇——回程——停歇；夹紧机构把电阻胚料夹紧定位（送料机构返回原处），停歇，返回初始位置；压帽机构将电阻帽先快速送到加工位置，然后慢速压到电阻胚料上，操作完成后压帽机构复原，加紧机构退回，加工好的产品自由落到受料箱中。
其它应用
关于凸轮动作与气缸动作的比较
1、结构运动特性：凸轮机构结构紧凑，可靠性高，可以实现高速自动化。
在自动机械中，虽然也可以使用气动装置，但气动动作结束时冲击较大，当改变速度时，需要对节流阀进行调节，当生产速度提高较大时，气缸装置显然无能为力。
而用凸轮机构可以获得平稳的运动，当速度改变时也可以保持同步。
气压易受压力系统影响，当同一气源的其他气缸急速动作时，气压会下降，气缸的动作也会产生变化，而凸轮始终处于稳定状态。
2、运动的时序性：气缸的动作是一个接着一个的，必须是一个动作完成后才能进行下一个动作。
凸轮的位移（角度）与时间是确定的，动作是可以叠加的，一个动作未结束时可以开始下一动作，因此可以缩短循环时间。
3、故障率：设计良好的凸轮机构可以使用到设备的终生，气缸则无法达到此要求。
4、动作变化性：当需要变化动作的次序与时间时，显然凸轮机构无能为力。
凸轮机构一旦设计使用，基本上是不可改变的（除了有些设计成可调角度的凸轮勉强能调整一点角度外），是刚性的。
气动则不然，可以通过PLC进行调整，是柔性的。
5、能耗毫无疑问，凸轮的能耗要比气缸装置少，从能量的转换来说，气缸的能量是空气压缩机转换过来的，存在着转换损失和管道的严重泄露。
关于凸轮机械与连杆机械的比较。