《凸轮机构讲义》PPT课件
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凸轮机构教学课件
详细解释凸轮定律及其在机械传动中的应用
2 凸轮机构的基本构造和工作原理
阐述凸轮机构的组成和运行原理
3 凸轮机构的动力学分析方法
介绍分析凸轮机构运动特性和性能的方法
构造
凸轮的形状与参数
讨论不同形状和参数对凸轮机 构的影响
凸轮的制造工艺
介绍凸轮的 部分
分类
1
平面凸轮机构
解释平面凸轮机构的原理和应用
2
空间凸轮机构
介绍空间凸轮机构的特点和应用场景
3
伺服凸轮机构
详细阐述伺服凸轮机构的运动控制原理
应用
各种机械传动机构的凸轮 机构应用
说明凸轮机构在汽车引擎等机械 传动中的广泛应用
凸轮机构在机器人上的应用 凸轮机构的其他应用
展示凸轮机构在机器人运动控制 中的重要作用
凸轮机构教学课件PPT
欢迎观看凸轮机构教学课件PPT！在本课件中，我们将深入探讨凸轮机构的原 理、构造、分类和应用，并展望未来的发展趋势。
简介
什么是凸轮机构
解释凸轮机构的定义和作用
凸轮机构的分类
介绍不同类型的凸轮机构及其特点
凸轮机构的应用范围
介绍凸轮机构在各个领域的广泛应用
原理
1 凸轮定律的原理
介绍凸轮机构在工业生产和自动 化系统中的其他应用
总结
凸轮机构的优点和缺点
总结凸轮机构的优势和局限性
未来凸轮机构的应用前景
探讨凸轮机构在新兴领域的应用前景
凸轮机构的发展趋势
展望凸轮机构在未来的技术发展方向
凸轮机构教学课件PPT大纲完整！
感谢观看本课件，希望您对凸轮机构有更深入的了解。
2 凸轮机构的基本构造和工作原理
阐述凸轮机构的组成和运行原理
3 凸轮机构的动力学分析方法
介绍分析凸轮机构运动特性和性能的方法
构造
凸轮的形状与参数
讨论不同形状和参数对凸轮机 构的影响
凸轮的制造工艺
介绍凸轮的 部分
分类
1
平面凸轮机构
解释平面凸轮机构的原理和应用
2
空间凸轮机构
介绍空间凸轮机构的特点和应用场景
3
伺服凸轮机构
详细阐述伺服凸轮机构的运动控制原理
应用
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简介
什么是凸轮机构
解释凸轮机构的定义和作用
凸轮机构的分类
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凸轮机构的应用范围
介绍凸轮机构在各个领域的广泛应用
原理
1 凸轮定律的原理
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总结
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机械设计基础凸轮机构教学ppt课件
56
4 h3
2
2’ 1’
4’ 3’
5’ 6’
2、分别作这些等分点关于 轴
1O 1 2 3 4 5 6
和s轴的垂线，分别俩俩对应相
v
交于1’、2’、3’、4’、5’、
63’、。光滑的连接1’、2’3’、4’、
o
5’、6’，所形成的曲线即为从动
a
件的位移线图。
运动特性：这种运动规律的加速 度在起点和终点时有有限数值的 突变，故也有柔性冲击。
对心移动从动件盘形凸轮机构e 0。
结论:直动从动件盘形凸轮机构的压力角 与基圆半径rmin 、从动件偏距e有关。
机械设计基础——第3章凸轮机构
➢凸轮基圆半径与压力角的关系
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
本章难点
❖反转法原理 ❖压力角的概念
机械设计基础——第3章凸轮机构
本章教学内容
§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 图解法设计凸轮的轮廓
小结
机械设计基础——第3章凸轮机构
§3－1凸轮机构的应用和类型
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。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。
v
h 2
s in
a
2 h 2 2
2
c
o
s
s
h 2
1
c
o
s
(
s
)
v
h 2
中职机械基础课件凸轮机构
中职《机械基础》课件凸轮机构pptxx年xx月xx日contents •凸轮机构概述•凸轮机构的工作原理•凸轮机构的基本参数•凸轮机构的常见故障与排除•凸轮机构的设计方法•凸轮机构的案例分析目录01凸轮机构概述由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成，通过凸轮的轮廓曲线对从动件产生一定的运动规律的机构。
凸轮机构的定义结构简单、紧凑，能够实现多种复杂的运动规律，因此在机械系统中得到广泛应用。
凸轮机构的特点凸轮机构的定义与特点凸轮机构的应用在各种机械中，凸轮机构主要用于改变运动形式、传递动力和实现预定运动规律。
例如，内燃机中的进气和排气阀、汽车的变速器、洗衣机中的进水和排水装置等。
凸轮机构的分类根据凸轮的形状和从动件的运动形式，凸轮机构可分为盘形凸轮机构、圆柱形凸轮机构、圆锥形凸轮机构等。
凸轮机构的应用与分类1凸轮机构的基本组成23凸轮的轮廓曲线控制着从动件的运动轨迹，是凸轮机构的核心构件。
凸轮从动件受到凸轮轮廓的控制，实现一定的运动规律。
从动件机架是凸轮机构的支撑框架，确定凸轮和从动件的位置关系。
机架02凸轮机构的工作原理凸轮机构的运动规律主要涉及凸轮机构中从动件的运动规律，即从动件在运动过程中跟随凸轮的轮廓曲线做出的运动。
凸轮机构的运动规律通常分为三种类型：等速运动规律、等加速等减速运动规律和简谐运动规律。
这些运动规律的特点和应用范围各不相同。
凸轮机构的运动规律凸轮机构的压力角与传动角01凸轮机构的压力角是指凸轮与从动件接触点处的法线与从动件运动方向之间的夹角。
02凸轮机构的压力角大小直接影响到凸轮机构的传动性能和使用寿命。
一般情况下，较小的压力角可以减小凸轮机构的动力学性能，而较大的压力角则会导致凸轮机构的使用寿命下降。
03传动角是指从动件的运动方向与凸轮的基圆切线之间的夹角。
传动角的大小直接影响到凸轮机构的传动效率和刚度。
凸轮机构的滑动摩擦是指凸轮与从动件接触表面之间的摩擦现象。
这种摩擦不仅会消耗能量，还会加速零件表面的磨损和疲劳。
凸轮机构完整ppt课件
精品
36
滚子从动件凸轮轮廓曲线的设计步骤：
（1）画出滚子中心的轨
迹（称为理论轮廓曲线）
（2）以理论轮廓上的点为
圆心，滚子半径rT为半径作 一系列的滚子圆，再画滚子
圆的内包络线，则为从动件
β′
凸轮的实际轮廓曲线。
理论轮廓曲线
注意：
n
rT r0
B C
n
实际轮廓曲线
β
（1）理论轮廓与实际轮廓互为等距曲线；
44
（2）压力角的校核
凸轮对从动件的作用力F的方向与从动件上力作用点的速度方
向之间所夹的锐角a称为压力角。
F1Fcoas
F2Fsina
自锁：当α增大到一定程度后，以
至于导路的摩擦阻力大于有效分力 时，无论凸轮给予从动件多大的力， 从动件都不能运动。
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45
4.4.2 压力角的校核
推荐压力角数值 移动从动件[a]=30°
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0
0 0
∞
26
1.等速运动规律
从动件在起始和终止点速度有突变，使瞬时加 速度趋于无穷大，从而产生无限值惯性力，并 由此对凸轮产生冲击 —— 刚性冲击
因此只适用于低速、轻载的场合。
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27
s h
1.等加速-等减速运动规律
h/2
从动件在一个行程h中，前 半行程做等加速运动，后半 行程作等减速运动的运动规 律。
对心移动从动件
偏置移动从动件
精品
13
（一）凸轮机构的应用及分类
3）按从动件的运动形式分： 摆动从动件
精品
14
（一）凸轮机构的应用及分类
4）按凸轮高副的锁合方式分：力锁合
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15
凸轮机构解说PPT课件
1.滚子半径的选择 2.凸轮机构的压力角 3.凸轮基圆半径的确定
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32
4.5.1 凸轮机构的压力角
压力角：不计摩擦时，凸轮对 从动件的作用力（法向力）与从 动件上受力点速度方向所夹的锐 角。
将从动件所受力F分解为两个 力：
F2 F cos
F1
F
sin
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33
§ 凸轮机构设计中的几个问题
αmax≤［α］(许用压力角)。 凸轮机构的许用压力角［α］可取如下数值:
推程时，移动从动件 ［α］=30°～40°,
摆动从动件 ［α］=45°～50°；
回程时，通常取 ［α］=70°～80°。
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35
4.5.2 凸轮基圆半径的确定
基圆半径愈小，压力角愈大；反之，压力角则愈小。 因此，在选取基圆半径时应注意：
凸轮机构的从动件的常用运动规律及凸轮轮 廓曲线的设计。
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2
4.1 概述
4.1.1 凸轮机构的应用
1. 组成
凸轮机构由凸轮1、从动件2、机 架3三个基本构件组成，是一种高 副机构。其中凸轮是一个具有曲线 轮廓或凹槽的构件，通常作连续等 速转动，从动件则在凸轮轮廓的控 制下按预定的运动规律作往复移动 或摆动。
有等速运动规律、等加速-等减速运动规律、余弦加速度 运动规律、正弦加速度运动规律等。
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14
1.等速运动规律：
从动件在推 程或回程过程 中的运动速度 为常数的运动 规律。
s
v
h 0
h 0
a 0
从动件在推程始末两处，速度
有突变，瞬时加速度理论上为无
穷大，因而产生理论上无穷大的
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4.5.1 凸轮机构的压力角
压力角：不计摩擦时，凸轮对 从动件的作用力（法向力）与从 动件上受力点速度方向所夹的锐 角。
将从动件所受力F分解为两个 力：
F2 F cos
F1
F
sin
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33
§ 凸轮机构设计中的几个问题
αmax≤［α］(许用压力角)。 凸轮机构的许用压力角［α］可取如下数值:
推程时，移动从动件 ［α］=30°～40°,
摆动从动件 ［α］=45°～50°；
回程时，通常取 ［α］=70°～80°。
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4.5.2 凸轮基圆半径的确定
基圆半径愈小，压力角愈大；反之，压力角则愈小。 因此，在选取基圆半径时应注意：
凸轮机构的从动件的常用运动规律及凸轮轮 廓曲线的设计。
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4.1 概述
4.1.1 凸轮机构的应用
1. 组成
凸轮机构由凸轮1、从动件2、机 架3三个基本构件组成，是一种高 副机构。其中凸轮是一个具有曲线 轮廓或凹槽的构件，通常作连续等 速转动，从动件则在凸轮轮廓的控 制下按预定的运动规律作往复移动 或摆动。
有等速运动规律、等加速-等减速运动规律、余弦加速度 运动规律、正弦加速度运动规律等。
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1.等速运动规律：
从动件在推 程或回程过程 中的运动速度 为常数的运动 规律。
s
v
h 0
h 0
a 0
从动件在推程始末两处，速度
有突变，瞬时加速度理论上为无
穷大，因而产生理论上无穷大的
《凸轮机构》课件
凸轮机构的检测与测量技术
常用检测方法
• 摄像测量 • 激光测量 • 经验法
测量技术的应用
• 凸轮运动参数测量 • 凸轮副尺寸测量 • 凸轮轴和轨迹测量
实验室检测和在 线监测
探索常见的凸轮机构检测 方法，以及在线监测在工 业生产中的应用。
凸轮机构的损坏和未来发展
凸轮机构的损坏模式分析 凸轮机构在自动化生产中的应用 凸轮机构的未来发展趋势
3
热处理和凸轮机构
介绍凸轮机构热处理的重要性以及常用的热处理方法。
凸轮机构的分析和优化
1 凸轮机构的转动力学分析
通过转动力学分析，研究凸轮机构的转动行为和相关参数。
2 凸轮机构的运动优化
了解如何通过设计和优化凸轮机构来提高其性能和工作效率。
3 凸轮机构的失效分析
探讨凸轮机构中可能出现的失效模式和如何进行失效分析。
解析工程师是如何优化凸轮机构以满足特定需 求和性能要求的。
凸轮机构的未来发展
展望凸轮机构在自动化生产和科技进步推动下 的前景和趋势。
凸轮机构的设计和分析
凸轮机构设计原则
探索凸轮机构设计的基本原则和步骤，以 确保其功能和性能的最佳表现。
凸轮运动曲线及特点
研究常见凸轮运动曲线的特点，如简谐曲 线、抛物线曲线和椭圆曲线。
凸轮机构的运动学分析
通过运动学分析，了解凸轮机构的运动特 性和关键参数。
举例：汽车凸轮轴设计
以汽车领域为例，深入分析和解释凸轮轴 在发动机中的设计和优化。
凸轮机构的制造和材料选择
1
凸轮机构的制造方法
介绍凸轮机构常见的制造方法，如车削、磨削和电火花加工。
2
凸轮机构中的材料选择
探讨在设计凸轮机构时，如何选择适当的材料以满足强度和耐磨性要求。
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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园柱凸轮回转→滚子带动推杆往复摆动→ 刀架的进刀和退刀
刀架
o 2
1
机床进给机构
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9
录音机卷带机构
卷带轮
12 1 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
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10
织机开口机构
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11
Classification of cam mechanism 凸轮机构的分类
➢ As the cam rotates, it is the profile or shape of the cam that causes the follower to move in a particular way.
➢ The movement of the follower is then transmitted(传递) to another mechanism or another part of the mechanism.
ppt课件
3
Advantages of cam mechanisms ➢ Simple and compact(简单、紧凑) – there only
three links, cam(凸轮), follower (从动件),ler(滚 子).
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12
Edge, plate or face cams 盘状凸轮
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13
Translating cams 移动凸轮
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14
Cylindrical or drum cams 圆柱凸轮
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15
2. By the follower end’s shape Knife-edge follower 尖顶从动件
➢ The follower can precisely realize any type motion. Example
Disadvantages of cam mechanisms ➢ Higher pair(高副), line contact or point
contact(线或点接触) ➢ Can’t transfer(传递) large power.
The end of the follower is very sharp (nearly a point)
The contact between the cam and the follower is a point
The follower is easy to be worn.
It’s rarely used.
The follower’s motion type 从动件的运动形式
ppt课件
2
What is a cam mechanism? ➢ A system/mechanism that uses a cam(凸轮) and a
follower(从动件) to create a specific motion.
Chapter 4. Cams and Its Design
Sun Zhihong Zhsun@
67792580
ppt课件
1
Today’s topics
Characteristics of cam mechanisms 凸轮机构的特点
Classification and application of cam mechanisms 凸轮机构的分类及应用
作者：潘存云教授
ppt课件
16
2. By the follower end’s shape Disk cam with roller follower 滚子从动件
The end of the follower is a roller) Line contact The friction coefficient is very small (sliding friction). This type of roller is widely used.
The diagram shown right is a typical cam and follower system that could be used in an engine. This system incorporates a rocker arm. In this case the motion that the cam imparts on the follower is translated to the valve through a push rod and the rocker arm.
1. By the cam shape(按凸轮形状分) 2. By the follower shape(按从动件类型分) 3. By the follower’s motion type(按从动件
运动形式分)
4. By the manner of keeping the cam and the follower in contact(按从动件与凸轮 的锁合方式分)
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5
Dobby 多臂提花机
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Yarn winding machine(绕线机)
3
作者：潘存云教授
yarn线
2 A作者：潘存云教授
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绕线机构
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Feeding mechanism 送料机构
2 作者：潘存云教授
1 3
送料机ppt构课件
8
Feeder of Automatic Machine Tools自动机床的进刀机构
➢ In most cases, the cam is merely a flat piece of metal that has an unusual shape or profile(轮廓).
➢ The cam is attached to a shaft(轴) which enable it to be turned by applying a turning action to the shaft.
Function ➢ Continuous turning motion →translating(往
复移动) or oscillating(摆动) motion. Example
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4
Application of cam mechanism
➢ Camshaft （凸轮轴）of an Engine incorporating a Rocker Arm（摆 臂）:
刀架
o 2
1
机床进给机构
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录音机卷带机构
卷带轮
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Classification of cam mechanism 凸轮机构的分类
➢ As the cam rotates, it is the profile or shape of the cam that causes the follower to move in a particular way.
➢ The movement of the follower is then transmitted(传递) to another mechanism or another part of the mechanism.
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Advantages of cam mechanisms ➢ Simple and compact(简单、紧凑) – there only
three links, cam(凸轮), follower (从动件),ler(滚 子).
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Edge, plate or face cams 盘状凸轮
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Translating cams 移动凸轮
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Cylindrical or drum cams 圆柱凸轮
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2. By the follower end’s shape Knife-edge follower 尖顶从动件
➢ The follower can precisely realize any type motion. Example
Disadvantages of cam mechanisms ➢ Higher pair(高副), line contact or point
contact(线或点接触) ➢ Can’t transfer(传递) large power.
The end of the follower is very sharp (nearly a point)
The contact between the cam and the follower is a point
The follower is easy to be worn.
It’s rarely used.
The follower’s motion type 从动件的运动形式
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What is a cam mechanism? ➢ A system/mechanism that uses a cam(凸轮) and a
follower(从动件) to create a specific motion.
Chapter 4. Cams and Its Design
Sun Zhihong Zhsun@
67792580
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Classification and application of cam mechanisms 凸轮机构的分类及应用
作者：潘存云教授
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2. By the follower end’s shape Disk cam with roller follower 滚子从动件
The end of the follower is a roller) Line contact The friction coefficient is very small (sliding friction). This type of roller is widely used.
The diagram shown right is a typical cam and follower system that could be used in an engine. This system incorporates a rocker arm. In this case the motion that the cam imparts on the follower is translated to the valve through a push rod and the rocker arm.
1. By the cam shape(按凸轮形状分) 2. By the follower shape(按从动件类型分) 3. By the follower’s motion type(按从动件
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Feeder of Automatic Machine Tools自动机床的进刀机构
➢ In most cases, the cam is merely a flat piece of metal that has an unusual shape or profile(轮廓).
➢ The cam is attached to a shaft(轴) which enable it to be turned by applying a turning action to the shaft.
Function ➢ Continuous turning motion →translating(往
复移动) or oscillating(摆动) motion. Example
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Application of cam mechanism
➢ Camshaft （凸轮轴）of an Engine incorporating a Rocker Arm（摆 臂）: