凸轮机构设计精编资料
机械原理9凸轮机构设计
δ0
ω
作者：潘存云教授
φ
工件
2.选择运动规律 选择原则： 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。
ω δ0
作者：潘存云教授
h
3) 对高速凸轮，要求有较好的动力特性，除了避 免出现刚性或柔性冲击外，还应当考虑Vmax和 amax。
高速重载凸轮要选Vmax和amax比较小的理由：
a＝2πhω2 sin(2πδ/δ0)/δ20
12 θ=2πδ/δ0
34
δ0
5
回程：
v
vmax=2hω/δ0
s＝h[1-δ/δ’0+sin(2πδ/δ’0)/2π]
v＝hω[cos(2πδ/δ’0)-1]/δ’0 a＝-2πhω2 sin(2πδ/δ’0)/δ’20 a amax=6.28hω2/δ02
第九章 凸轮机构及其设计
§9－1 凸轮机构的应用和分类 §9－2 推杆的运动规律
§9－3 凸轮轮廓曲线的设计
§9－4 凸轮机构基本尺寸的确定
§9－1 凸轮机构的应用和分类
结构：三个构件、盘(柱)状曲线轮廓、从动件呈杆状。
作用：将连续回转 => 从动件直线移动或摆动。
优点：可精确实现任意运动规律，简单紧凑。 实例 缺点：高副，线接触，易磨损，传力不大。 比较
s ＝h-2hδ2/δ’20 v ＝-4hωδ/δ’20 a ＝-4hω2/δ’20
回程等减速段运动方程为：
s ＝2h(δ’0-δ)2/δ’20 v ＝-4hω(δ’0-δ)/δ’20 a ＝4hω2/δ’20
(3)五次多项式运动规律
一般表达式：
s =C0+ C1δ+ C2δ2+ C3δ3+ C4δ4+C5δ5 v =ds/dt = C1ω+ 2C2ωδ+ 3C3ωδ2+ 4C4ωδ3+ 5C5ωδ4 a =dv/dt = 2C2ω2+ 6C3ω2δ+12C4ω2δ2+20C5ω2δ3
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
凸轮机构设计知识点
凸轮机构设计知识点凸轮机构是一种应用广泛的机械传动装置，它利用凸轮的凸起部分与随动件的运动接触，以实现特定的运动规律和功能。
在工程设计中，合理地设计凸轮机构能够优化运动性能、提高效率和可靠性。
本文将针对凸轮机构的设计知识点进行详细介绍。
一、凸轮曲线的设计凸轮机构的性能主要取决于凸轮曲线的设计，凸轮曲线的形状和参数会直接影响机构的运动规律和输出功率。
在凸轮曲线的设计中，需要考虑以下几个关键因素：1. 运动规律：根据机构的要求，确定凸轮曲线的运动规律，如简谐运动、匀加速运动等。
运动规律的选择应该符合机构的实际需求。
2. 接触应力：凸轮曲线的设计应尽量避免产生过大的接触应力，以确保传动的平稳和可靠。
需要注意的是，在高速运动和重载工况下，接触应力可能会变得更为重要。
3. 凸轮曲线的曲率半径：凸轮曲线的曲率半径对机构的运动特性有重要影响。
通常情况下，较小的曲率半径会导致更大的凸轮尺寸和更小的接触应力，但也会增加摩擦和磨损。
4. 凸轮曲线的周期：凸轮曲线的周期直接影响机构的输出频率和运动频率。
在设计中需要确定凸轮曲线的周期和相位，以满足机构工作的要求。
二、凸轮机构的配合设计凸轮机构的配合设计是指凸轮和随动件之间的配合关系，凸轮的凸起部分通常与随动件的凹槽或滚道进行配合。
在凸轮机构的配合设计中，需要考虑以下几个关键因素：1. 清凸：清凸是指在凸轮的凸起部分与随动件的配合过程中，凸轮顶部和凹槽底部的间隙。
合理的清凸设计可以保证运动的平滑和噪音的降低。
2. 凸轮与随动件的配合形式：凸轮机构的配合形式主要有滚动配合和滑动配合两种形式。
滚动配合适用于高速和高精度要求的机构，而滑动配合适用于低速和较宽容差的机构。
3. 润滑和磨损：凸轮机构在运动中会产生摩擦和磨损，因此需要进行良好的润滑设计，以减少摩擦和延长机构的使用寿命。
三、凸轮机构的动力分析凸轮机构的动力分析是指对凸轮机构进行力学和动力学的数学建模与分析，以预测和评估机构在不同工况下的运动性能和受力情况。
凸轮机构及其设计详解
第二节 凸轮机构的传力特性 G
传力特性分析目的 确定构件之间相互的作用力，为 解决磨损及强度尺寸设计提供可靠的 数据。
压力角—不计摩擦时，凸轮对
从动件作用力方向线nn与从动件上 力作用点的速度方向之间所夹的锐 角。
FR2 2
d
vl
F2R1
n
tb
B
t
1 F
n
传力特性分析
Fx 0 F sin( 1) (FR1 FR2 )cos2 0
确定凸轮的基圆半径rb。 步骤
● 确定凸轮转动轴心的位置
● 确定从动件的正确偏置方位以及偏距e
● 将[]代入前式
rb
d
s d tan[ ]
e
s
2
e2
● 确定ss()，求出dsd，代入上式求出一系列rb值，选
取其中的最大值作为凸轮的基圆半径
工程上常常借助于诺模图(Nomogram)来确定凸轮的 最小基圆半径。借助于诺模图既可以近似确定凸轮的最大 压力角，也可以根据所选择的基圆半径来校核最大压力 角。
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。
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
合。
,t
⑸ 3–4–5次多项式运动规律(Law of polynomial motion)
推程
s
h10
3
15
4
6
5
凸轮机构及其设计知识点
凸轮机构及其设计知识点凸轮机构是一种常用于机械传动和控制系统中的重要装置，它通过凸轮的形状和运动将旋转运动转化为直线或近似直线的运动。
本文将介绍凸轮机构的基本原理、分类以及一些重要的设计知识点。
一、凸轮机构的基本原理凸轮机构利用凸轮的形状和运动来控制其他机械零件的运动，实现特定的功能。
其基本原理是通过凸轮的旋转或往复运动，驱动连杆等机械零件产生相应的运动。
凸轮机构的核心是凸轮轴，它负责凸轮的运动和传递动力。
二、凸轮机构的分类凸轮机构可以按照凸轮的形状、运动方式以及工作和运动周期的不同进行分类。
常见的分类方法有以下几种：1.按照凸轮的形状：- 圆形凸轮：凸轮轮廓为圆形，可将旋转运动转化为直线运动。
- 椭圆形凸轮：凸轮轮廓为椭圆形，可实现不同的工作周期。
- 特殊形状凸轮：凸轮轮廓根据实际需要来设计，如心形凸轮、叶形凸轮等。
2.按照凸轮的运动方式：- 旋转凸轮：凸轮沿着轴线的旋转运动。
- 往复凸轮：凸轮沿直线方向的往复运动。
3.按照工作和运动周期：- 连续工作凸轮机构：凸轮连续不断地运动，如发动机中的气门机构。
- 非连续工作凸轮机构：凸轮只在特定的时间段内运动，如变速器中的换挡机构。
三、凸轮机构设计的知识点凸轮机构的设计需要考虑到多个方面的因素，下面是一些设计中需要注意的知识点：1.选择适当的凸轮形状：根据所需的运动要求，选择合适的凸轮形状，如圆形、椭圆形或特殊形状。
2.确定凸轮的尺寸和运动参数：根据实际需求和运行环境，确定凸轮的尺寸和运动参数，如直径、偏心距离、转速等。
3.凸轮与连杆系统的设计：凸轮与连杆系统的设计需要考虑到运动学和动力学要求，确保凸轮的运动能够正确地传递给连杆系统。
4.选择适当的材料和制造工艺：凸轮机构需要承受较大的载荷和摩擦，选择适当的材料和制造工艺可以提高其使用寿命和运行效率。
5.考虑凸轮的润滑和冷却：凸轮与其他零件的接触面需要进行润滑和冷却，以减少摩擦和热量产生，提高凸轮的工作效率。
凸轮机构设计说明书
凸轮机构设计说明书一． 设计题目：1. 凸轮机构运动简图：二． 凸轮推杆升程回程运动方程及推杆位移、速度、加速度线图：1. 升程运动方程：mm s ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ϕ23cos 125s mmv ⎪⎭⎫ ⎝⎛=ϕ23sin 275 223cos 4225s mma ⎪⎭⎫ ⎝⎛=ϕ (320πϕ≤≤)2. 回程运动方程：()mm s 2240050πϕπ--=()s mm v πϕπ--=280022800s mm a π-= ()45πϕπ≤≤mm s 2223400⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ϕππs mmv ⎪⎭⎫ ⎝⎛--=ϕππ238002 22800smma π=()2345πϕπ≤≤推程：3. 推杆位移、速度、加速度线图： 见坐标纸ϕϕϕ---a v s ,,三条曲线。
三． 凸轮机构的s d ds-ϕ线图，凸轮基圆半径和偏距的确定： 1. 见坐标纸s d ds-ϕ曲线。
2. 由图像可知，凸轮的回转中心应位于d D ''和d O ''的右下，Dd 的左下。
取偏心距mm e 20=，基圆半径mm r 600=。
四． 滚子半径的确定及凸轮理论廓线和实际廓线的绘制：1. 滚子半径的确定：mm r 600min =≈ρ，mm r r 55560min =-≈∆-<ρ，滚子半径在此范围内即可，又由于滚子不宜太小，综合考虑取滚子半径mm r r 10=。
2. 凸轮的理论廓线与实际廓线见A3图纸。
绘制方法：。
机械设计-凸轮机构设计
a0 -a0
h
回程等加速段的运动方程为：
s2
s2 ＝h-2hδ12/δh2
v2 ＝-4hω1δ1/δh2 a2 ＝-4hω12/δh2 回程等减速段运动方程为：
δ1 δt v2
s2 ＝2h(δh-δ1)2/δh2 v2 ＝-4hω1(δh-δ1)/δh2
a2 ＝4hω12/δh2
a2
A B
特点：存在柔性冲击
1）力锁合凸轮机构：依靠 重力、弹簧力或其他外力来 保证锁合，如内燃机配气凸
轮机构。
2）形锁合凸轮机构：依靠凸轮和从动件几何形状来 保证锁合。如凹槽、等宽、等径、共轭凸轮。
等宽凸轮机构 等径凸轮机构
共轭凸轮机构
1. 按凸轮的形状 分类
盘形凸轮 移动凸轮 圆柱凸轮
平面凸轮机构 空间凸轮机构
凸 2. 按从动件运动副
第3章 凸轮机构设计
§3－1 凸轮机构的应用和分类 §3－2 从动件的常用运动规律 §3－3 盘状凸轮轮廓的设计 §3－4 设计凸轮机构应注意的问题
§3－1 凸轮机构的应用和分类
一、凸轮机构的组成及其特点 凸轮机构由凸轮、从动件、机架三个基本构件组成的高副机构。
机架
从动件
滚子
凸轮
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
轮
元素形状分类
机
构
分 类
3. 按从动件的运动
形式分类
尖顶从动件
滚子从动件 平底从动件 对心直动从动件 直动从动件 摆动从动件 偏置直动从动件 平面复杂运动从动件
4. 按凸轮高副的锁 合方式分类
力锁合 形锁合
§3－2 从动件的常用运动规律
凸轮机构设计的基本任务: 1)根据工作要求选定凸轮机构的形式； 2)推杆运动规律； 3)合理确定结构尺寸； 4)设计轮廓曲线。
凸轮机构设计
凸轮机构设计⽬录⼀、绪论 (1)1.1凸轮机构概述 (1)1.2凸轮机构课题研究背景及意义 (1)1.3凸轮三维造型技术的国内外发展状况 (3)⼆、基于特征的凸轮机构CAD开发的程序设计 (3)2、1系统开发平台 (3)2、2 盘形凸轮基圆半径的确定 (3)2、3 设计凸轮轮廓曲线 (4)2、4 盘形凸轮CAM (5)2、5 举例及应⽤—偏置直动滚⼦推杆盘形凸轮机构的设计 (7)三、实例模型——基于凸轮机构CAD特征的三维设计与实现 (8)3、1盘形凸轮轮廓设计 (8)3、2凸轮机构动态模拟 (14)四、总结 (15)五、参考⽂献 (16)1 绪论1、1凸轮机构概述低副机构⼀般只能近似地实现给定运动规律，⽽且设计较为复杂。
当从动件的位移、速度和加速度必须严格地按照预定规律变化，尤其当原动件作连续运动⽽从动件必须作间歇运动时，则以采⽤凸轮机构最为简便。
凸轮机构由凸轮、从动件或从动件系统和机架组成，凸轮通过直接接触将预定的运动传给从动件。
凸轮机构具有结构简单，可以准确实现要求的运动规律等优点。
只要适当地设计凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律。
在各种机械，特别是⾃动机械和⾃动控制装置中，⼴泛地应⽤着各种形式的凸轮机构。
凸轮机构之所以能在各种⾃动机械中获得⼴泛的应⽤，是因为它兼有传动、导引及控制机构的各种功能。
当凸轮机构⽤于传动机构时，可以产⽣复杂的运动规律，包括变速范围较⼤的⾮等速运动，以及暂时停留或各种步进运动；凸轮机构也适宜于⽤作导引机构，使⼯作部件产⽣复杂的轨迹或平⾯运动；当凸轮机构⽤作控制机构时，可以控制执⾏机构的⾃动⼯作循环。
因此凸轮机构的设计和制造⽅法对现代制造业具有重要的意义。
1、2 凸轮机构课题研究背景及意义早期的⼯程技术⼈员⼤多采⽤作图法绘制凸轮轮廓，这种⽅法的效率低、精度差、很难精确地得到压⼒⾓和曲率半径等设计参数。
在CAD ⼆维设计阶段，CAD的作⽤仅仅是使⼯程⼈员得以摆脱烦琐、精度低的⼿⼯绘图，可重复利⽤已有的设计⽅案。
凸轮机构设计范文
凸轮机构设计范文凸轮机构是一种常见的机械传动装置，广泛应用于机械制造领域。
它基本由凸轮、从动件和机构底座三部分组成，通过凸轮的旋转运动，驱动从动件做直线或旋转运动。
凸轮机构设计的目标是实现特定的运动要求，如提供特定的变速比、产生特定的曲线轨迹等。
以下将对凸轮机构设计进行详细介绍。
凸轮机构设计的第一步是确定凸轮的类型和工作范围。
常见的凸轮类型有圆柱凸轮、曲线凸轮和槽状凸轮等。
在选择凸轮类型时，需要考虑从动件的运动轨迹以及工作空间的限制。
例如，如果需要产生复杂的曲线轨迹，可选择曲线凸轮。
而如果从动件需要做直线运动，则圆柱凸轮是一个较好的选择。
确定凸轮的工作范围时，需要考虑从动件的运动要求和凸轮的尺寸限制。
从动件的运动要求包括速度、加速度和位置等，凸轮的尺寸限制包括凸轮的直径和凸轮轴的位置。
通过综合考虑这些因素，可以确定合适的凸轮尺寸和工作范围。
凸轮机构设计的第二步是确定从动件的类型和布置。
常见的从动件类型有滑块、摇杆、连杆等。
在选择从动件类型时，需要考虑从动件的运动要求和工作空间的限制。
例如，如果需要产生复杂的曲线轨迹，可选择滑块作为从动件。
而如果从动件需要做旋转运动，则摇杆是一个较好的选择。
确定从动件的布置时，需要考虑从动件与凸轮的配合方式和从动件之间的连接方式。
从动件与凸轮的配合方式包括摆线配合和圆轴配合等。
摆线配合适用于产生复杂的曲线轨迹，圆轴配合适用于产生简单的直线或旋转运动。
从动件之间的连接方式包括固连和滑动连接等。
固连适用于产生直线或旋转运动，滑动连接适用于产生复杂的曲线轨迹。
凸轮机构设计的第三步是进行凸轮轮廓设计。
凸轮轮廓设计是根据从动件的运动要求和凸轮的工作范围，确定凸轮轮廓的形状。
常见的凸轮轮廓形状有圆弧形、直线形和指数曲线形等。
圆弧形适用于产生简单的直线或旋转运动，直线形适用于产生复杂的曲线轨迹，指数曲线形适用于平滑的运动。
凸轮机构设计的第四步是进行从动件和凸轮的配合关系设计。
从动件和凸轮的配合关系设计是通过确定从动件和凸轮的运动规律，实现从动件的要求运动。
机械设计基础----凸轮机构设计(第三章)
-ω
ω
步骤:
1)—5 ) 同上
1 3 5 78
O
6) 以理论轮廓曲线上各点为圆心，滚子半径 rs为半径作一系列滚子圆，过滚子圆作一 内包络线，即为滚子从动件凸轮的实际轮 廓曲线。 注意：凸轮基圆仍为理论轮廓的基圆。
实际轮廓
理论轮廓
凸轮轮廓曲线的设计
四、摆动从动件盘形凸轮机构
摆动从动件凸轮机构中， 已知凸轮的基圆半径r0，角速 度ω，摆杆长度l以及摆杆回转 中心与凸轮回转中心的距离d， d 摆杆角位移方程。 设计该凸轮轮廓曲线。 A8
●从动件的加速度：
v2
由运动线图可知： 在行程起点、中点和终点，存在加 a2 4hω2/δt2 速度突变，但突变为有限值，引起的惯 性力为有限值，在机构中产生有限冲击， 称为柔性冲击。 ∴等加速等减速运动规律可用于中、低速轻载场合。
d
从动件常用运动规律
位移线图的几何作图法：由s2 与 t2的关系作图。
0 1
4Байду номын сангаас9 4 1 0 1 2
s
3
4
5
6
s
3’ 2’ 1’
h/2
h/2
6 d
O
1 2 3 4 5 dt
从动件常用运动规律
四、余弦加速度运动规律
又称简谐运动规律,从动件加速度 按余弦规律变化。
s 5 6
4 3 2 1 1 h
推程中从动件位移： s2=h[1-cos(πδ/δt)]/2 加速度曲线为一余弦曲线。 由其运动线图可知： 在行程的起始和终止处加速 度有突变，但突变为有限值， 故产生柔性冲击。
3.1 凸轮机构的应用和分类 3.2 从动件的运动规律 3.3 盘状凸轮轮廓的设计 3.4 设计凸轮机构应注意的问题
凸轮机构设计
随着现代制造技术的不断进步，凸轮机构正向着高精度、高效率、高可靠性、 低噪音等方向发展。同时，为了满足不同领域的需求，凸轮机构的类型也在不 断增加和完善。
02
凸轮机构设计基础
设计目标与要求
实现预期的运动规律
01
根据工作要求，设计凸轮轮廓以实现从动件预期的运动规律，
如匀速、匀加速、简谐运动等。
结构优化方法探讨
优化设计理论
运用优化设计理论和方法，对凸轮机构的结构参数进行优化设计 ，提高机构的性能。
有限元分析
利用有限元分析技术对凸轮机构进行应力、应变和疲劳寿命分析， 为结构优化提供依据。
试验验证
通过试验验证优化设计的有效性，对优化前后的凸轮机构性能进行 对比分析，确保优化设计的可行性。
06
装配与调试
将加工完成的凸轮机 构各部件进行装配， 并进行调试以确保机 构运转顺畅。
关键工艺参数控制
热处理温度和时间
严格控制淬火、回火等热处理 的温度和时间，确保材料达到
所需的机械性能。
切削用量和切削速度
合理选择切削用量和切削速度 ，以保证加工效率和加工质量 。
磨削参数
根据凸轮机构的材质和精度要 求，选择合适的磨削参数，如 砂轮类型、磨削深度等。
速度分析
通过求导得到从动件的速 度表达式，进而分析速度 的变化规律。
加速度分析
对速度表达式进行求导， 得到从动件的加速度表达 式，用于分析加速度的变 化规律。
动力学建模与求解
建立动力学模型
根据凸轮机构的结构特点和工作 原理，建立相应的动力学模型， 包括质量、刚度、阻尼等参数。
求解动力学方程
采用数值计算方法（如龙格-库 塔法、欧拉法等）对动力学方程 进行求解，得到从动件在任意时
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：
《凸轮机构设计》课件
VS
自动包装机利用凸轮机构来实现包装物的输送、定位和封口等功能，提高包装效率和自动化程度。
详细描述
在自动包装机中，凸轮机构通常被用来控制包装材料的输送、定位和封口等过程。通过设计合理的凸轮机构，可以实现包装过程的自动化和连续化，提高生产效率和包装质量。
总结词
凸轮机构的发展趋势与展望
05
随着工业自动化程度的提高，凸轮机构正朝着高效化方向发展，以提高生产效率和降低能耗。
凸轮机构要有良好的润滑和散热条件，以降低摩擦和磨损。
根据工作要求，确定从动件的位移、速度和加速度曲线。
确定从动件的运动规律
选择合适的凸轮轮廓
确定凸轮机构的尺寸参数
进行强度和刚度校核
根据从动件的运动规律，选择合适的凸轮轮廓，以满足工作要求。
根据工作要求和从动件的运动规律，确定凸轮机构的尺寸参数，如凸轮半径、推杆长度和宽度等。
总结词：基于运动学原理的设计方法，通过调整凸轮机构运动状态来满足设计要求。
总结词：基于反转原理的设计方法，通过将凸轮机构的运动规律进行反转来求解设计参数。详细描述：反转法设计利用凸轮机构的反转原理，将凸轮的运动规律进行反转，从而得到从动件的运动规律。该方法具有简单易行、计算量较小等优点，适用于中等精度要求的凸轮机构设计。总结词：反转法设计适用于中等精度要求的场合，能够快速得到近似的凸轮廓线方程和相关参数。详细描述：反转法设计相对简单易行，计算量较小，能够快速得到近似的凸轮廓线方程和相关参数。该方法适用于中等精度要求的凸轮机构设计，能够满足大多数实际应用的需求。同时，反转法设计还可以结合其他方法进行优化和改进，进一步提高设计精度和效率。
总结词
凸轮机构可根据不同的分类标准进行分类，如按从动件的运动形式可分为转动凸轮机构、摆动凸轮机构和移动凸轮机构等。
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在圆柱凸轮1和移动从动件2的作用下，送料夹头3作轴向往复运动。
在凸轮1的作用下， 通过摆动杠杆2，使 送料夹头的滑块3作 轴向往复运动。 齿轮5隨摆动杠杆2的 摆动而摆动，使齿条 套6及触头7上下移动 ，当棒料送完时，由 于送料夹头回程无阻 力而速度加快，并在 弹簧9的作用下，使 摆动杠杆附加转过一 个角度，从而使触头 7压动微动开关8，使 机床自动停车。
2．按推杆（从动件）的形状分： 1）尖端推杆 构造最简单，但最易磨损。用于轻载、低速场合。 2）滚子推杆 滚子与凸轮轮廓之间是滚动摩擦，磨损较小。用于重载低速 场合。 3）平底推杆 压力角为零，受力比较平稳。接触面间易形成油膜，传动效 率较高，磨损少，用于高速场合。
3．按凸轮与推杆保持接触的的方式分： 1）力封闭的凸轮机构。 利用重力、弹簧力或其它外力。 2）几何封闭的凸轮机构。 靠凸轮与推杆的特殊几何结构来保持两者接触的。如利用凹槽或定径凸 轮、定宽凸轮等。
δ
R
0
40.000
5
40.052
10
40.394
15
41.283
20
42.818
25
44.930
30
47.492
35
50.194
40
51.976
45
54.888
50
56.420
55
57.312
60
57.654
65
57.700
技术要求 1.曲线部分及曲线圆弧过渡部分修整平滑。 2.表面淬火HRC40～45。 3.各点的向径R的公差为±0.2 ㎜。 4.调整好后钻1. 重锤式 结构简单，锁合力为等值，但占空间尺寸较大，使用不广泛。 2．弹簧式 外形尺寸小，锁合力有变化，有冲击或振动，弹簧使机构受力 增大，加快凸轮机构的磨损。适用于中低速、中轻载的场合。 3. 凸轮沟槽式 锁合结构，工作可靠，但制造较难，滚子与沟槽的间隙存 在，有附加的冲击和振动。适用于要求从动件工作可靠、 高速、重载的场合。
二、凸轮机构的基本分类 1．按凸轮的形状分： 1）盘形凸轮 是一个具有变化向径的盘形构件，推杆行程不能太大，否则 凸轮和径向尺寸变化过大。 2）移动凸轮 当盘形凸轮的回转半径为无穷大时，凸轮相对机架作直线往 复运动。 3）圆柱凸轮 是一个在圆柱面上开有曲线凹槽，或在圆柱端面上作出曲线 轮廓的构件。可得到较大的行程。
§2–2 凸轮机构的结构设计
一、凸轮类型的选择 设计时按执行机构的工艺要求、运动和负载特性、空间位置等因素进行选择。
例：精度要求高 —————— 盘形凸轮。 行程较大 ——————— 圆柱凸轮。 往复运动要求可靠 ——— 槽形凸轮。
又如当凸轮的转速 n≥200r/min时,或当从动件只要求作简单的往复运动, 我们往往选用偏心轮机构。
2．凸轮廓线的设计： 1） 选择从动件的运动规律。 2） 选择最佳压力角。 3） 确定凸轮的升程和转角。 4） 计算凸轮的基圆半径。
5） 绘制凸轮的理论廓线和实际廓线。 3．设计凸轮的工作图：
1） 一组完整的视图。 2） 确定凸轮的尺寸、制造精度、表面粗糙度、材料和热处理方法等。 3） 绘制凸轮“升程表”或展开图。
矩。适用于需要定期更换凸轮，且受力较大的场合。 4．分体式结构 轮毂用键和螺钉固定在分配轴上，凸轮用螺钉固定在轮毂
上；凸轮上开有圆弧槽，可作一定范围内的周向调整。 5. 弹性开口环结构 也是靠摩擦力固定于轴上，但它可传递较大的扭矩，
且安装、调试方便。
4．按从动件的运动方式分： 1）移动从动杆。 2）摆动从动杆。
将不同类型的凸轮和推杆组合起来,就可得到各种不同型式的凸轮机构,下图列 出的凸轮机构,可供设计凸轮机构选择类型时参考。
三、凸轮机构的设计步骤
1．凸轮机械的结构设计： 1）凸轮类型的选择。 2）从动件类型的选择。 3）触头型式的选择。 4）触头与凸轮锁合方式的选择。 5）凸轮与轴的连接结构的选择。
五、凸轮与轴的连接结构形式的选择
要求：即能使凸轮与轴作周向和轴向的固定，又能作必要的周向和轴向的调 整。
1．钉销结构 先由螺钉固定，再配作销钉。 2．螺母固定结构 轴向固定靠轴肩，周向能任意调节，靠摩擦力传递扭矩；
能快速装卸凸轮。适用于需要经常更换凸轮，且受力不 大的场合。 3．端面细牙可调结构 周向可调（每调一牙3.60），靠细牙离合器传递扭
二、从动杆结构形式的选择 1．从动杆运动方式的选择： 直动从动杆 结构简单，凸轮廓线也简单；但摩擦力大，压力 角太大会产生自锁；故从动杆的悬伸量不宜太大， 且其移动导轨要有足够的长度和跨距。 摆动从动杆 摩擦阻力小，受力情况好，不易自锁，结构简单， 容易制造；凸轮廓线设计较复杂。 一般常选择摆动从动杆。 2．摆动从动杆的杠杆比选择： 可调杠杆比结构通常用于从动件的 工作行程需要变换的场合。有等比 和不等比两种： 杠杆比＜1称为行程放大的杠杆比， 杠杆比＞1称为行程缩小的杠杆比。 等比杠杆 —— 一般情况 行程放大 —— 工作行程很大 行程缩小 —— 工作行程很小
三、触头的结构形式选择 尖顶式、滚子式、平底式
尖顶式
滚子式 平底式
结构简单，运动精度高，但易磨损；用于精度要求高，受力不大， 运动速度低和润滑条件好的场合。如钟表、仪器、照相机、制笔等 小型精密的自动机械中。 摩擦小，耐磨损性能好，可承受较大的力，但结构较复杂；用于运 动精度要求不高、中等以上载荷的场合。 压力角为零，受力情况好，高速工作时底面与凸轮间易形成油膜， 减少摩擦、磨损。但运动精度差；凸轮廓线呈凹形时不能用，有时 会出现“失真”现象，即凸轮的实际廓线不能与平底 所有的位置相切。常用于小型、高速凸轮机构中。
凸轮机构设计
在平面槽凸轮 机构1、从动 连杆机构2和 偏心轮3、摆 杆机构4的共 同作用下，糖 块推头5按所 需的平面曲线 轨迹Ⅰ → Ⅱ →Ⅲ→Ⅳ 运动。
糖纸扭结机械手爪1，在每一个工作循环中要完成三个动作要求。 1. 在圆柱凸轮7的作用下，通过摆动杆8使爪1作开合运动。 2. 在圆柱凸轮5、摆杆6的作用下，使爪1作轴向送进和回退运动。 3. 在大齿轮4和小齿轮3的作用下，爪1作连续旋转运动。