凸轮机构从动件非线性动力学特性分析
试述凸轮机构从动件运动规律特点及应用
试述凸轮机构从动件运动规律特点及应用凸轮机构从动件运动规律特点及应用凸轮机构是一种重要的机械传动装置,主要由一个凸轮和一个从动件组成。
凸轮的作用是驱动从动件沿着一定的轨迹进行运动,从而实现机械传动的功能。
从动件的运动规律特点及应用是凸轮机构设计的一个重要考虑因素,具体体现在以下几个方面。
从动件的运动规律特点从动件的运动规律特点主要表现在其运动形式、运动速度和加速度等方面。
从动件的运动形式通常为直线运动或圆周运动,其运动速度和加速度的大小主要取决于凸轮的参数和从动件的特性。
例如,当凸轮的参数定死后,从动件的运动速度和加速度就可以通过调整机构的结构参数来达到所需的目标。
从动件的运动规律特点还表现在其运动精度方面。
为了提高从动件的运动精度,设计者需要考虑从动件的加工工艺和装配过程。
例如,对于不同精度的从动件,可以采用不同的装配方式和加工工艺,以保证从动件的精度达到设计要求。
凸轮机构从动件的应用凸轮机构从动件的应用非常广泛,涉及到机械工程、机床、汽车、飞机、船舶等各个领域。
从动件的设计和应用,可以提高机械传动的精度、效率和可靠性,从而满足各种机械传动的要求。
凸轮机构从动件的应用,还可以涉及到各种机械工程领域。
例如,在机床中,从动件可以作为刀具的驱动机构,来实现刀具的切削和研磨等功能。
在汽车和飞机中,从动件可以作为发动机的离合器和启动器,实现汽车和飞机的启动和加速等功能。
在船舶中,从动件可以作为船桨的驱动机构,实现船只在水面上的前进和操纵等功能。
总结起来,凸轮机构从动件运动规律特点及应用,对于实现机械传动的精度、效率和可靠性,有着重要的作用。
此外,在机械工程领域中,凸轮机构从动件的应用,还可以涉及到各种不同的机械工程领域。
凸轮机构从动件常用运动规律的工作特点
凸轮机构是机械传动中常用的一种机构，它通过凸轮的不规则形状来带动从动件做复杂的运动。
在凸轮机构中，从动件的运动规律受到凸轮形状和工作特点的影响，下面我们就来深入探讨凸轮机构从动件常用运动规律的工作特点。
一、凸轮机构从动件常用运动规律的工作特点1. 节流运动在凸轮机构中，从动件常常表现出节流运动的特点。
所谓节流运动，即从动件在运动过程中，速度逐渐增大、达到最大值后再逐渐减小的运动规律。
这种运动特点能够保证从动件在与其他零部件接触时的平稳性，降低运动过程中的冲击力，有利于提高机械设备的稳定性和使用寿命。
2. 可逆运动凸轮机构中的从动件常常具有可逆运动的特点。
所谓可逆运动，即从动件在运动过程中可以根据输入信号的变化而实现正向或反向的运动。
这种特点使得凸轮机构能够根据不同的工作需求来实现灵活的运动控制，提高了机械设备的适用范围和灵活性。
3. 多样化运动凸轮机构中的从动件常常展现出多样化的运动形式。
凸轮的不规则形状和不同的工作参数可以使得从动件实现多种不同的运动规律，如往复运动、旋转运动、摆动运动等。
这种多样化的运动特点能够满足不同工作场景下的运动需求，提高了机械设备的适用性和通用性。
二、个人观点和理解在我看来，凸轮机构从动件的常用运动规律，是凸轮机构能够实现复杂、精准、稳定运动的重要基础。
它的工作特点保证了从动件在运动过程中的平稳性和灵活性，使得凸轮机构能够广泛应用于各个领域的机械设备中。
而随着科技的不断发展和创新，我相信凸轮机构从动件的运动规律和工作特点还会不断完善和拓展，为机械传动领域带来更多的可能性和发展空间。
总结回顾通过本文对凸轮机构从动件常用运动规律的工作特点的深入探讨，我们了解到了节流运动、可逆运动和多样化运动等特点，这些特点保证了凸轮机构从动件能够实现复杂、精准、稳定的运动。
我也共享了个人对这一主题的理解和观点，希望能够为读者提供启发和思考。
随着机械传动技术的不断发展，凸轮机构从动件的工作特点还有很大的发展空间，相信在未来会有更多的创新和突破。
[优选文档]凸轮机构分析PPT
![[优选文档]凸轮机构分析PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/1a22b462a0116c175e0e48e2.png)
变化的规律。
这种规律可用方程表示，亦可用线图表示。
s s(t) vv(t) aa(t)
推程、远休止、回程、近休止 当凸轮连续转动时，从动件将重复上述运动过程。
2.从动件的常用运动规律
等速运动规律：是指从动件在推程或回程的运动速度为常数的运动规 律。凸轮以等角速度转动，从动件在推程中的行程为h。从动件作等速运动 规律的运动线图如图所示。其位移曲线为斜直线，速度曲线为平直线，加 速度曲线为零线。
这些直线的包络曲线就是平底从动杆凸轮的实际轮廓曲线
轮廓的控制下按预定的运动规律作 其凸轮是具有曲线轮廓、作往复直线移动的构件，它可看成是转动轴线位于无穷远处的盘形凸轮。
其凸轮是圆柱面上开有凹槽的圆柱体，可看成是绕卷在圆柱体上的移动凸轮，利用它可使从动件得到较大的行程。
往复移动或摆动。 2、A点与理论轮廓曲线重合做出相应的代表平底的直线。
对于内凹的凸轮廓线 ：
是一种高副机构。其中凸轮是一个 实际轮廓相交而造成从动件运动失真
对心滚子移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计
具有曲线轮廓或凹槽的构件，通常 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。
二、从动件的常用运动规律
作连续等速转动，从动件则在凸轮 因此，设计凸轮机构时，应首先根据工作要求确定从动件的运动规律，再据此来设计凸轮的轮廓曲线。
凸轮机构由凸轮1、从动件2、 其位移曲线为简谐曲线，故又称为简谐运动规律，速度曲线为正弦曲线，加速度曲线为余弦曲线。
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。
机架3三个基本构件及锁合装置组成。 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。
凸轮机构从动件常用运动规律的工作特点
凸轮机构从动件常用运动规律的工作特点凸轮机构是一种广泛应用于机械和工程领域的运动传动机构，它能够将输入运动转换成指定的输出运动。
在凸轮机构中，从动件是指受凸轮驱动而产生规定运动的零件。
从动件在凸轮机构中有着多种不同的运动规律，这些运动规律对于实际工程应用具有重要意义。
本文将从动点件在凸轮机构中常用的运动规律进行详细介绍，以及对其工作特点进行分析。
第一，常用的凸轮机构从动件运动规律是直线运动。
在凸轮机构中，通过凸轮的转动，驱使从动件做直线运动，这种运动规律广泛应用于各种需要直线运动的装置中，如提升机、压料机等。
直线运动的从动件工作特点是稳定、精确、高效，能够准确地完成所需的动作。
第二，另一种常用的凸轮机构从动件运动规律是往复运动。
往复运动是凸轮机构中最常见的运动形式之一，通过凸轮的设计和驱动，实现从动件做往复运动的目的。
这种运动规律适用于需要周期性往复运动的装置，如发动机汽缸活塞运动、柴油机柱塞泵等。
往复运动的从动件工作特点是具有较大的冲击力和推动力，适用于需要产生直线推动力的场合。
凸轮机构从动件的另一种常用运动规律是回转运动。
通过设计合适的凸轮曲线和传动机构，可以实现从动件做回转运动的需求。
这种运动规律广泛应用于需要回转运动的装置中，如电机转子、离合器压盘等。
回转运动的从动件工作特点是运动平稳、动力传递效率高、能够实现大范围的角度调节。
第四，在一些特殊的凸轮机构中，还会有一些复合运动规律的从动件。
这类从动件会在一定的时间内，同时进行两种或多种不同的运动形式，以实现复杂的工作需求。
这种运动规律的从动件工作特点是高难度、复杂多变，需要精密的设计和制造，适用于一些高级别的机械装置中。
凸轮机构从动件的工作特点是根据实际应用需求来设计，能够实现各种不同形式的运动规律，并具有稳定、高效、精确、多功能等特点。
在实际工程应用中，凸轮机构从动件的运动规律将根据具体的工作场合和要求进行选择和优化，以实现最佳的工作效果。
高速凸轮机构的动力学分析
文章编号 ：０ １ ３ ９ （ ０ ８ １ — １ １ ０ １０ — ９ ７ ２０ ）２ ０ ８ — ２
机 械 设 计 与 制 造
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉｅｙ ｓｇ ＆ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｎ ｆ ｃｕ ｅ １ ８１
高速 凸轮机构 的动力学分析
；
【 要】自由度系统动力学模型， 摘 并建立运动方程式， 选择将凸轮从动件系统等效为单了 摆线运动
：
：规律 方程式为激振函数 ， 推导了工作端运动方程式并绘制工作端动态响应变化曲线， 得出不同周期比对
； 推程 区段主振动响应的影响 ， 而对周期 比的合理选择做 出说 明。 从
：
关键词 ： 高速 凸轮 机构 ； 力学模型 ； 态分析 动 动
：
：
【 ｂｔ ｃ】 ｆ ｍ ｍ ｖ ｇ ａ ｓ ｙｔ ｃｉｅｕ ａ ｎｆｒ ｄｇｅ— Ａ ｓ ａｔ ｈ ｒ ｏｉ ｐ ｒ ｓ ｍｏ ａ ｉ ｌ ｔｏ ｓ ｅｒ ｒ ｏ ｎ ｔｓ ｅ ｆ ｎ ｑ ｖ ｅ ｎ ｅ
！ 。 ｏ Ｏ 。 ・ 。 。 ・ ｏ ｏ ◆ 。 。 ・ 。 ｏ ・ 。 。 。 ◆ 。 。 ◆ 。 。 ・ 。 。 ◆。・。 ・ 。 。 ・ 。 。 ◆ 。 。 ・ 。 。 。 。 ◆ 。 。 ◆ 。 。 。 。 ’ 。 。 。 ： 。・。◆Ｏ ◆ 。 。 ・ 。 ｏ ￣ 。 。 ・ 。 。 ・ ｏ ｏ ◆。 ・ 。 。 ・ ｏ 。 ◆ 。 。 ・ 。 。 。 ｏ ・ 。 。 ・ 。 。 ◆ 。 。 ◆。・。 ・ 。 。 ・ 。 。 。 ’ 。 。 。 。 ’ 。
； ｗ ｒｉ ｎ ｖｍ ｎ ｅｕｔ ｎｏｔｎ ｈ ｉｅｅｔ ｅｉｄｒ ｉ ｔｐ ｓ ｅｒｇｌ ｉ ｅｔ ｒ ｃ ａ ； ｏｋｎ ｅｄｍｏｅ ｔ ｑａｉ ，ｂａ ｔｅｄ ｒｎ ｒ ａｏ ｏ ｕｈｔ ｅｕａｏ ｓｃ ｒ ｉ ｉｌ ｇ ｅ ｏ ｉ ｓ ｆ ｐ ｏ ｔ ｈ ｔ ｎ ｏｐｎｐ ； ｏｃｌ ｉｎｒｓｏ ｅａｄｔ ｓｐｔｅｓｃ ｒ ａｇｖｒｅｐ ｎｅ ａ ｅｉｆ ｅｃ ， ｕ ｋｓｔｅｅｐａａｉ ： ｓｉａｏ ｅ ｎ ｎ ｔ ｅｔ ｎ ｏｅ ｓｏ ｒ ｔ ｎ ｕｎｅｔ ｓ ｌ ｔ ｐｓ ｏ ｏ ｈ ｏｈ ｒ ｓ ｆ ｈ ｌ ｈ ｍａｅ ｈ ｘｌ ｔｎ ｎ ｏ
凸轮机构的动态分析与设计研究
凸轮机构的动态分析与设计研究凸轮机构的动态分析与设计研究摘要：凸轮机构作为一种常见的机械传动装置，在工业应用中起到了重要的作用。
本文通过对凸轮机构的动态分析与设计进行研究，探讨了凸轮机构的工作原理、动力学特性以及设计方法等方面。
通过理论分析和计算模拟，本文旨在提供凸轮机构设计与优化的参考依据，以提高其性能和可靠性。
1. 引言凸轮机构是一种将旋转运动转变为直线运动的机械传动结构，广泛应用于各类机械设备中。
其工作原理是通过凸轮与其上的凸轮跟随件的相互作用，实现运动的传递和控制。
在许多机械装置中，凸轮机构常用于实现定制的运动轨迹和动作周期。
因此，对凸轮机构的动态分析与设计进行深入研究，对于提高机械装置的性能和可靠性具有重要意义。
2. 动态分析凸轮机构的动态分析是研究凸轮运动学和动力学特性的过程。
其中，凸轮运动学是分析凸轮运动轨迹和运动速度的研究，而凸轮动力学则是研究凸轮运动过程中产生的力学特性。
从运动学的角度来看，凸轮的运动轨迹可以通过凸轮的几何形状和旋转运动参数来描述。
而从动力学的角度来看，凸轮机构中的摩擦、惯性和弹性等因素对系统的运动性能和机构的稳定性都有重要影响。
3. 动力学模型为了更深入地研究凸轮机构的动态特性，需要建立凸轮机构的动力学模型。
动力学模型可以通过建立凸轮和跟随件之间的力学关系来描述凸轮机构的运动过程。
在建立动力学模型时，需要考虑凸轮与跟随件之间的接触力、惯性力和弹性力等因素。
通过求解动力学模型，可以获得凸轮机构在不同工况下的运动特性和力学特性。
4. 设计方法凸轮机构的设计是指根据给定的工作要求和运动轨迹，确定凸轮和跟随件的几何形状和运动参数的过程。
凸轮机构的设计方法不仅需要满足凸轮运动学和动力学的要求，还要考虑制造工艺和可靠性等因素。
在设计凸轮机构时，可以采用计算机辅助设计软件进行模拟和优化，以提高设计效率和设计质量。
5. 优化分析为了提高凸轮机构的性能和可靠性，需要对凸轮机构的设计进行优化分析。
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
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
凸轮机构运动特性的分析与研究
Ｊ ＿ｅ ｐｏ
【 ： — ｓｎ叩ｑ ｙ ｐ ｉ
（） １ ３
、 。 Ｊ 为廓 线 离 Ｄ ｆ 副低 代 简 化 成 曲柄 式 中 ： 为轮 廓 线 上 任 意 离 散 点 的 坐标 ； 滑块 机 构 。由于 上 节 散点 曲率半径 ； 为廓线离散点法线的倾角。 我 们 得 到 了 典 型 的 四 杆 机 构 的 运 动 分
轮机 构运 动 特性 表 达式 。机 构 运动 特性 的分析 为机 构 后 续 的 动力 分析 和优化 设 计提 供 了参考 依据 。
［ 参考文献 ］
接 得 到 凸 轮 机 构 运
动 特性 。
如图 ５ 所示 ，设 滑 块 的位 移 以 曲柄 和 连杆 拉 直共
线 时 的位置 为 坐标原 点 。 滑块 的位 移 为 ：＝ （ － ｏＯ ＋ （ － Ｏ￣） 。 １ ｃ ｓ ）ｂ ］ ＣＳ （） ６
位置 ： ｃ ｓｌ ２ｏＯ＋ ３ｏＯ＝ ４Ｊ 』 Ｏ也 ｃ ｓ２Ｌ ｃｓ３Ｌ ｏ
Ｌｌｏ Ｏ＋ ｃ ｓ ３ ２ｏ Ｏ ｓ ｌ ３ｏ Ｏ ｃ ｓ ２ ｃ ｝
速 度 ： Ｌｓ Ｏ＋ＥＬｓ Ｏ＋ｏ ｓｎ ３０｝ ｌｌｎ １（ ２ｉ ２ｔ正３ｉＯ＝ ｉ Ｊ ｎ ２
∞ｌ ｌ ｓ Ｉ（正３ Ｓ ３Ｗ Ｌ Ｃ Ｓ ２ Ｊ Ｌ ｃ Ｏ＋ ｃ Ｃ ８＝ ２ ２Ｏ ０ ｏ ， Ｏ
（２ １）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
似 ，唯一 不 同且需 要 说 明的 是 图 ３为凸 轮轮 廓 的一 部 分
简化 得到 ， 到 的关 系 式仅 为 全部 解 的一 部分 ， 得 全部 解 应
如 凸轮 轮廓 线无 法 用参 数 方 程表 示则 可 以用 一组 离 散点
该 是 一个 由若 干个 轮廓 段关 系式 组成 的分 段 函数 。
凸轮机构设计实验报告体会与建议
凸轮机构设计实验报告体会与建议引言凸轮机构是机械传动系统中常用的机械元件，用于实现复杂的运动变换。
在凸轮机构的设计实验中，我们对凸轮机构的结构、运动学和动力学性能进行了研究和测试。
本报告将总结我们在实验中的体会和经验，并提出一些建议用于改进凸轮机构的设计。
实验目的1.掌握凸轮机构的结构和运动学特性；2.进行凸轮机构的动力学性能测试；3.分析凸轮机构的不足之处，并提出改进方案。
实验方法1. 凸轮机构的结构凸轮机构由凸轮、从动件和传动件组成。
我们首先了解了凸轮的特点和凸轮曲线的设计方法。
然后选择了合适的从动件和传动件，完成了凸轮机构的总体结构设计。
2. 凸轮机构的运动学分析为了了解凸轮机构的运动学特性，我们使用理论计算和模拟仿真的方法进行分析。
通过分析凸轮的几何参数、从动件的运动规律和传动件的速度变化，我们得出了凸轮的轮廓曲线、从动件的位移-时间曲线和传动件的速度-时间曲线。
3. 凸轮机构的动力学测试为了测试凸轮机构的动力学性能，我们进行了实际的实验。
我们测量了凸轮机构的负载、转速和功率，并分析了凸轮机构的动力学特性，如动态特性、能量转换和损耗。
实验结果与讨论1. 凸轮机构的结构设计结果我们设计了一个具有合理几何参数的凸轮，使从动件能够按照预定的规律运动。
从动件和传动件的选择也符合凸轮机构的传动要求。
2. 凸轮机构的运动学分析结果通过理论计算和模拟仿真，我们获得了凸轮的轮廓曲线、从动件的位移-时间曲线和传动件的速度-时间曲线。
我们发现凸轮机构的运动学性能与凸轮的几何形状、从动件的工作范围和传动件的速度比等因素密切相关。
3. 凸轮机构的动力学测试结果在实际测试中，我们发现凸轮机构的负载、转速和功率与凸轮的几何参数、从动件的工作负荷和传动件的摩擦有关。
我们还观察到了凸轮机构的动态特性、能量转换和损耗等现象。
结论凸轮机构是一种重要的机械传动元件，具有复杂的结构和运动学、动力学特性。
通过实验和分析，我们对凸轮机构的设计、运动学和动力学性能有了更深入的理解。
凸轮机构的工作原理和从动件的运动规律
常见的凸轮机构应用案例
发动机气门控制
展示发动机中凸轮机构用于 控制气门开闭的示例。
流水线转盘
演示凸轮机构在流水线转盘 中的应用。
纺织机械
展示凸轮机构在纺织机械中 的运动控制示例。
往复循环运动
从动件沿直线循环运动，如摇杆。
复杂运动
从动件的运动轨迹复杂多样，如复杂凸轮 机构。
凸轮和从动件运动的配合方式
凸轮和从动件可以通过直接接触、连杆、滚动轴承等方式进行配合，以实现 预期的运动效果。
凸轮机构在机械传动中的应用
凸轮机构广泛应用于机械传动领域，如发动机气门控制、工业机械自动化装置和纺织机械的运动 控制等。
凸轮机构的优点和缺点
1 优点
凸轮机构具有结构简单、易于控制和维护的优点。
2 缺点
凸轮机构可能存在噪音、磨损和能量损失等缺点。
从动件的设计与制造要点
从动件的设计和制造需要考虑材料选择、精度要求、配合方式和工艺要求等 因素。
凸轮曲线参数的选择和调整
选择合适的凸轮曲线参数可以实现所需的运动规律，调整参数可以改变从动件的运动特点。
从动件的分类
从动件可以根据它们的结构和功能进行分类。常见的从动件包括摇杆、滑块、 连杆和推块。
生动的凸轮和从动件的图示
凸轮形状设计
展示凸轮设计中的不同形状 和轮廓。
摇杆运动演示
演示摇杆作为从动件时的运 动特点。
滑块运动示例
展示滑块在凸轮机构中的运 动示例。
凸轮机构的工作原理
1
凸轮运动
凸轮通过回转运动驱动凸轮上的从动件。
凸轮机构的工作原理和从 动件的运动规律
凸轮机构是一种能够将回转运动转化为直线运动或者其他特定运动的机械传 动装置。本次演讲将深入探讨凸轮机构的工作原理和从动件的运动规律。
凸轮机构动力学
凸轮机构动力学1. 简介凸轮机构（Cam Mechanism）是一种常用于将旋转运动转换为直线运动的机械装置。
它由凸轮、摇杆和传动件组成。
凸轮机构在工程领域有广泛的应用，例如发动机的气门控制系统、机床的进给机构等。
凸轮机构动力学研究凸轮机构在运动过程中各部件的相对运动关系以及各部件的运动性能。
2. 凸轮的基本概念和种类2.1 凸轮的基本概念凸轮是凸轮机构中的核心部件，位于凸轮机构的旋转部分。
它通常是一个圆柱形的轮子，具有特定的轮廓曲线。
凸轮的轮廓曲线决定了凸轮机构的运动特性。
2.2 凸轮的种类根据凸轮的轮廓曲线形状，凸轮可以分为以下几种：•圆柱凸轮：轮廓曲线为圆柱面，通常用于简单的直线运动转换。
•轴对凸轮：轮廓曲线为二次曲线，可以实现较为复杂的运动。
•非圆轮廓凸轮：轮廓曲线为非圆形，可以实现特殊形状的运动。
3. 凸轮机构的动力学分析凸轮机构的动力学分析研究凸轮机构中各部件之间的运动关系以及力学性能。
3.1 凸轮与摇杆的运动关系凸轮通过轮廓曲线与摇杆接触，从而实现运动的传递。
凸轮的运动决定了摇杆的运动轨迹。
3.2 凸轮机构的运动学方程凸轮机构的运动学方程描述了凸轮机构中各部件之间的位置和速度关系。
通过求解运动学方程，可以确定凸轮机构在运动过程中的运动状态。
3.3 凸轮机构的力学分析凸轮机构的力学分析研究凸轮机构中各部件之间的力学关系。
例如，摇杆受到凸轮的作用力，凸轮受到传动件的作用力等。
4. 凸轮机构动力学的应用4.1 发动机气门控制系统凸轮机构在发动机气门控制系统中起着重要的作用。
通过凸轮机构，发动机可以控制气门的开闭时间和行程，从而实现燃烧室内气体的进出。
凸轮机构的动力学分析可以帮助优化发动机的气门控制系统，提高燃烧效率。
4.2 机床进给机构在机床的进给机构中，凸轮机构用于控制工件在加工时的运动轨迹和速度。
凸轮机构的动力学分析可以帮助优化机床的进给机构，提高加工效率和精度。
5. 总结凸轮机构动力学是研究凸轮机构运动特性和力学性能的重要领域。
凸轮机构设计与动力学分析
凸轮机构设计与动力学分析凸轮机构是一种重要的机械传动系统，用于将旋转运动转换成直线运动。
它是许多机械设备和工业生产线的核心部件之一，广泛应用于汽车、机器人、纺织、食品加工等领域。
本文旨在介绍凸轮机构的设计原理和动力学分析方法，为读者提供一些有关凸轮机构的基本知识和实用技巧。
一、凸轮机构的工作原理凸轮机构是由凸轮轴、凸轮和摆杆等部件组成的，其中凸轮是一个形状奇特的零件，通常由一圆柱形或锥形轴与一个凸起相连接而成。
凸轮轴和摆杆的运动轨迹是由凸轮轴的几何形状和参数决定的。
当凸轮轴旋转时，凸轮与摆杆发生相对运动，从而使摆动杆产生直线运动或允许摆动杆在取向不变的情况下旋转。
杆件的运动轨迹可以显式地表示为位置、速度和加速度方程式，这为凸轮机构的性能分析和优化提供了扎实的理论基础。
二、凸轮机构的设计方法在设计凸轮机构时，我们需要考虑以下几个因素：1. 运动要求：根据设备的需求，确定凸轮机构所需的运动类型和要求。
2. 摆杆结构：选择摆杆的长度、截面和形状，以及凸轮轴和摆动杆的垂直距离。
3. 凸轮形状：根据摆杆的运动要求和限制，选择最合适的凸轮形状。
4. 传动方式：根据凸轮机构的运动类型和要求，选择最合适的传动方式，如凸轮与摆动杆的直接接触或传动链条。
在实际设计中，我们可以采用以下方法来优化凸轮机构的性能：1. 确定凸轮形状：根据运动要求和制造成本，选择最合适的凸轮形状。
通常情况下，我们可以使用标准凸轮形状，如圆形、椭圆形和抛物线形等。
2. 调整凸轮轴位置：根据凸轮轴的位置和方向，调整凸轮的运动轨迹，以满足摆动杆的运动要求和限制。
3. 优化摆杆参数：根据摆动杆的长度、截面和形状，优化摆动杆的质量和稳定性，最大限度地提高运动精度和工作效率。
三、凸轮机构的动力学分析凸轮机构的动力学分析是评价凸轮机构运动性能的重要方法，可以预测和控制凸轮机构的位置、速度、加速度和力学性能等方面的变化。
常用的动力学分析方法包括：1. 几何法：利用几何原理和运动学方程，计算凸轮机构的位置、速度和加速度等参数。
凸轮机构的特性分析
B′
h h
A
B
OHale Waihona Puke , tsC
s
′
Φs
2
Φs
′
r b
D
(a)
(b)
图7-7 凸轮机构运动过程
机械设计基础
Machine Design Foundation
凸轮机构的特性分析
由此可知，凸轮转过一周，从动件的运动过程是：升停-降-停，此运动过程称为一个运动循环。须注意的是： 一个运动循环中不一定都有以上四个运动过程，但至少都 有升程和回程两个运动过程
机械设计基础
Machine Design Foundation
凸轮机构的特性分析
2．从动件的运动规律 从动件的运动规律是指从动件位移、速度和加速度或角位 移、角速度和角加速度随时间或凸轮转角的变化规律。如 果是用数学函数方程来表示从动件的运动规律，这种方程 称为从动件的运动方程。由于凸轮以等角速度ω作等速转 动， 因此在凸轮运动的任意瞬时，凸轮的转角与转动时 间t成线性关系，即φ=ωt。 对于直动从动件来说，存在着如下的函数关系：
机械设计基础
机械设计基础
Machine Design Foundation
凸轮机构的特性分析
1.1凸轮机构的运动分析
凸轮机构的从动件运动规律与凸轮轮廓曲线形状密切 相关。进行凸轮机构的运动分析目的在于分析从动件的运 动规律，即从动件的位移、速度和加速度。
1．凸轮机构的运动过程
s
推程 停歇 回程
停歇
s =s(φ) v=v(φ) a=a(φ)
机械设计基础
Machine Design Foundation
凸轮机构的特性分析
1.2 凸轮机构的常见运动分析
1凸轮机构的工作原理和从动件的运动规律
分析从动件加 速度与凸轮轮 廓之间的关系
解释从动件加 速度变化对机 构运动的影响
总结从动件运 动规律加速度
特征的意义
从动件运动规律 的应用
在凸轮设计中的应用
确定从动件的运动 规律
选择合适的凸轮机 构类型
设计凸轮的轮廓曲 线
优化凸轮机构参数
在机械系统中的应用
凸轮机构广泛应 用于各种机械系 统中，如内燃机、 压缩机、印刷机 等。
优化方法：采用 新型材料、改进 设计参数、引入 智能控制技术等
实例分析：针对 具体凸轮机构， 分析其运动规律， 提出改进方案并 进行仿真验证
结论：优化后的 凸轮机构在传动 性能、稳定性及 可靠性等方面均 得到显著提升
运动规律的仿真与实验研究
仿真研究：通过计算机模拟技术， 对从动件的运动规律进行模拟分析， 预测其运动性能和优化方向。
从动件运动规律的选用
适用于低速轻载的从动件运动规律 适用于高速重载的从动件运动规律 适用于高精度要求的从动件运动规律 适用于低噪声低震动的从动件运动规律
从动件运动规律 的特性
运动规律的几何特征
运动规律的几何特征包括从动件在 凸轮推动下的位移、速度和加速度 变化。
速度变化则与从动件和凸轮的接触 点有关，该点在凸轮转动过程中的 速度决定了从动件的速度。
从动件的运动规律 可以实现精确的位 置控制和速度控制
在自动化生产线中 ，凸轮机构可以用 于实现工件的传送 、定位和装配等操 作
在机器人领域，凸轮机 构可以用于实现机器人 的手臂、手腕和手指等 关节的运动控制
从动件运动规律 的优化
运动规律的改进与优化
优化目标：提高 凸轮机构的传动 效率、减小振动 和噪声
从动件的常用运动规律
含间隙凸轮机构的非线性动力学研究
含间隙凸轮机构的非线性动力学研究含间隙凸轮机构的非线性动力学研究摘要：凸轮机构作为一种常见的机械传动机构，广泛应用于各种机械系统中。
然而，实际的凸轮机构往往包含间隙效应，导致系统动力学行为变得复杂。
本文通过建立一个含间隙凸轮机构的非线性动力学模型，研究了其运动特性以及对系统性能的影响。
数值模拟结果表明，间隙对凸轮机构的运动稳定性、动力学特性和运动精度均有明显影响。
该研究对于凸轮机构的工程应用具有重要的参考价值。
一、引言凸轮机构是一种通过旋转凸轮与其它机械零件之间的接触来实现运动传动的机构。
它具有结构简单、传动效率高、运动精度高等优点，在诸多机械系统中得到广泛应用。
然而，实际的凸轮机构由于制造和安装过程中的误差，常常包含间隙效应。
这些间隙会导致机械零件发生相对于理想情况的相对位移，进而影响机构的运动稳定性和运动精度。
二、含间隙凸轮机构的建模为了研究含间隙凸轮机构的非线性动力学特性，需要建立一个合适的数学模型。
本文采用欧拉-拉格朗日方法进行建模，考虑了凸轮、连杆、摇杆等机械零件的非线性弹性和间隙效应。
1. 凸轮建模首先，利用极坐标系描述凸轮的运动。
假设凸轮是平面的，并且所有的曲线都在凸轮的轴上。
然后，通过形状函数描述凸轮曲线的几何特性。
2. 定义间隙模型间隙是指机械零件之间因尺寸误差或装配松弛而产生的相对位移。
在建模过程中，采用Hertz接触理论和修正项建立间隙模型，考虑了接触刚度和间隙对系统动力学的影响。
3. 运动方程建模基于运动学原理，建立了含间隙凸轮机构的运动方程。
考虑到间隙的非线性特性，采用了非线性的接触力和碰撞模型，使模型更贴近实际情况。
三、数值模拟分析通过数值模拟的方法，研究了含间隙凸轮机构的动力学特性。
主要包括了以下几个方面的分析：1. 运动稳定性研究在不同工况条件下，分析了凸轮机构的运动稳定性。
结果表明，间隙对系统的运动稳定性有着显著影响，可能导致系统的不稳定或周期运动。
2. 动力学特性分析研究了凸轮机构在不同运动速度下的动力学特性，包括震动和共振。
分析从动件的运动特性
图1-8 对心直动尖顶从动件盘 形凸轮机构
分析从动件的运动特性
如图所示，当从动件与凸轮轮廓在A点接触时，从 动件尖端处于最低位置。当凸轮以等角速度ω沿顺时针 方向转动时，从动件与凸轮轮廓线的AB段圆弧接触， 此时从动件在最低位置静止不动，凸轮相应的转角φ01 称为近休止角（也称近休运动角）；当凸轮继续转动时， 从动件与凸轮轮廓线的BC段接触，从动件将由最低位 置A被推到最高位置E，从动件的这一行程称为推程， 凸轮相应的转角φ02称为推程运动角。
图1-10 等加速等减速运动规律
分析从动件的运动特性
3. 余弦加速度运动规律
余弦加速度运动规律也称 为简谐运动规律。从图1-11中 可以看出，从动件按余弦加速 度运动规律运动时，其速度曲 线是一条正弦曲线，而加速度 曲线按余弦运动规律变化。由 于从动件在行程始末加速度做 有限值突变，导致机构产生柔 性冲击，适用于中、低速场合。
分析从动件的运动特性
凸轮再继续转动，当从动件与凸轮轮廓线的CD 段接触时，由于CD段是以凸轮轴心为圆心的圆弧， 所以从动件处于最高位置静止不动，在此过程中凸 轮相应的转角φ03称为远休止角（也称远休运动角）。 而后，在从动件与凸轮廓线DA段接触时，它又由最 高位置E回到最低位置A，从动件的这一行程称为回 程，凸轮相应的转角φ04称为回程运动角。
由于工作要求的多样性和复杂性，要求从动 件满足的运动规律也是各种各样的。为了完成任务， 需要了解凸轮机构常见从动件的运动规律。
分析从动件的运动特性
知识资讯
凸轮机构的工作原理及有关名 词术语图1-8(a)所示为一对心直动 尖顶从动件盘形凸轮机构。其中， 以凸轮最小向径rb为半径，以凸轮 的轴心O为圆心所作的圆称为凸轮 的基圆。图示凸轮的轮廓由AB、 BC、CD及DA四段曲线所组成，而 且AB和CD两段为圆弧，A点为基圆 与凸轮轮廓的切点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
凸轮机构从动件非线性动力学特性分析
摘要：凸轮机构是一种常见的传动机构，由于其运动过程中存在着非线性特性，对其从动件的非线性动力学特性进行分析具有重要意义。
本文通过建立凸轮机构从动件的数学模型，分析了其非线性动力学特性，探究了对凸轮机构系统的影响因素，并通过实例验证了分析结果的准确性和有效性。
1. 引言
凸轮机构是将旋转运动转化为直线运动的传动机构，广泛应用于各种机械装置中。
在实际工程应用中，凸轮机构从动件的运动稳定性和精确性是评判其性能优劣的重要指标。
由于凸轮机构运动过程中存在着非线性特性，对其从动件的非线性动力学特性进行分析，有助于优化设计和提高工作效率。
2. 凸轮机构的数学模型
在分析凸轮机构从动件的非线性动力学特性之前，起首需要建立凸轮机构的数学模型。
凸轮机构的数学模型可以通过求解其运动方程获得。
基于凸轮轮廓的曲线方程和从动件运动的约束干系，可以建立凸轮机构从动件的运动方程，通过求解非线性微分方程组，得到凸轮机构的数学模型。
3. 凸轮机构的非线性动力学特性
在建立了凸轮机构的数学模型之后，可以对其进行非线性动力学特性的分析。
凸轮机构的非线性动力学特性主要包括震动、位移和加速度的非线性变化。
通过对凸轮轮廓的特征分析和从动件的运动轨迹分析，可以得出凸轮机构的非线性动力学特性。
4. 影响凸轮机构非线性动力学特性的因素
凸轮机构的非线性动力学特性受到多种因素的影响，包括凸轮
轮廓的外形、曲线的曲率以及从动件的质量等。
凸轮轮廓的外形直接影响着从动件的运动轨迹和加速度变化，而曲线的曲率则影响着从动件的震动特性。
此外，从动件的质量也会对凸轮机构的非线性动力学特性产生一定的影响。
5. 实例验证分析结果的准确性和有效性
为了验证分析结果的准确性和有效性，本文选取了一种常见的凸轮机构进行实例分析。
通过测量凸轮机构的关键参数和运动轨迹，对分析结果进行验证。
实例结果表明，本文分析的非线性动力学特性是准确和有效的。
6. 结论
凸轮机构是一种具有非线性动力学特性的传动机构，对其从动件的非线性动力学特性进行分析有助于优化设计和提高工作效率。
本文建立了凸轮机构的数学模型，分析了其非线性动力学特性，并探究了影响因素。
实例验证结果表明，分析结果具有准确性和有效性。
这对于凸轮机构的设计和应用具有重要的指导意义。
凸轮机构是一种常见的传动机构，其具有非线性动力学特性。
通过对凸轮轮廓的特征分析和从动件的运动轨迹分析，可以得出凸轮机构的非线性变化特性，包括震动、位移和加速度的变化。
影响凸轮机构非线性动力学特性的因素主要包括凸轮轮廓的外形、曲线的曲率以及从动件的质量等。
为了验证分析结果的准确性和有效性，本文选取了一种常见的凸轮机构进行实例分析，并通过测量关键参数和运动轨迹进行验证。
实例结果表明，本文的分析结果是准确和有效的。
凸轮机构的非线性动力学特性分析对于优化设计和提高工作效率具有重要的指导意义。