机械设计基础第3章 1
机械设计基础课件第三章下载
机械设计基础课件第三章教学内容：本节课的教学内容选自机械设计基础课件的第三章。
第三章主要介绍了机械设计的基本原则和步骤，包括设计前的准备、设计方案的制定、设计计算、设计图的绘制和设计评审等。
具体内容包括：1. 设计前的准备：市场需求分析、技术条件分析、设计任务书编制等。
2. 设计方案的制定：设计方案的提出、比较和选择等。
3. 设计计算：计算方法的选择、计算过程的实施等。
4. 设计图的绘制：图样编制、图形表达、尺寸标注等。
5. 设计评审：评审标准、评审方法、评审结果的处理等。
教学目标：1. 使学生了解机械设计的基本原则和步骤，理解设计前的准备、设计方案的制定、设计计算、设计图的绘制和设计评审等环节的重要性。
2. 培养学生运用机械设计的基本原理和方法解决实际问题的能力。
3. 提高学生的创新意识和团队合作能力，培养学生的综合设计能力。
教学难点与重点：重点：机械设计的基本原则和步骤，设计前的准备、设计方案的制定、设计计算、设计图的绘制和设计评审等环节的内容。
难点：设计计算的方法和过程，设计图的绘制和尺寸标注的规范。
教具与学具准备：教具：电脑、投影仪、黑板、粉笔。
学具：教材、笔记本、绘图工具（如直尺、圆规、橡皮等）。
教学过程：1. 引入：通过一个实际的机械设计案例，引发学生对机械设计的兴趣和好奇心。
2. 讲解：讲解机械设计的基本原则和步骤，重点讲解设计前的准备、设计方案的制定、设计计算、设计图的绘制和设计评审等环节的内容。
3. 示例：通过一个具体的设计实例，展示设计计算的过程和方法，设计图的绘制和尺寸标注的规范。
4. 练习：学生分组进行设计练习，教师巡回指导，及时纠正错误和解答疑问。
6. 作业布置：布置相关的设计练习题目，要求学生在课后完成。
板书设计：板书设计要清晰、简洁，突出重点。
可以采用流程图、图示、列表等形式，将设计前的准备、设计方案的制定、设计计算、设计图的绘制和设计评审等环节的内容展示给学生。
作业设计：1. 题目：设计一个简单的机械部件，如螺栓、螺母等。
《机械设计基础》课件第3章
图3-13 两构件组成多个运动副时引入的虚约束
图3-14 对称结构引入的虚约束
在实际机构中，虚约束虽然不影响机构的运动，但可增 加构件的刚性，改善其受力状况，或保证机构顺利通过某些 特殊位置等，因而在结构设计中被广泛使用。必须指出，只 有在特定的几何条件下才能构成虚约束，如果加工误差过大， 满足不了这些特定的几何条件(如两构件组成两个移动副而导 路不平行、两构件组成两个转动副而轴线不重合，或如图312(b)中BE≠AF等)，虚约束就会成为实际约束，从而使机构失 去运动的可能性。
表3-2 一般构件的常用表示法
表3-3
2．机构运动简图的画法 一般按照以下步骤绘制机构运动简图: (1)确定构件的作用和类型。为了使机构运动简图能正确 无误地表达机构的结构和运动情况，首先要把整台机器的结 构和动作原理搞清楚，然后分清要画的机构构件的类型和数 目，即确定出机构中哪个是机架,哪些是原动件,哪些是从动构
图3-10 直线机构
图3-11 局部自由度
滚子是平面机构中局部自由度最常见的形式。为了防止 计算差错，在计算自由度时，可以设想滚子与安装滚子的构 件焊成一体(如图3-11(b)所示)，预先排除局部自由度，然后进
3.虚约束 机构的运动不仅与构件及运动副的数量和性质有关，而 且与转动副间的距离、移动副导路的方向、高副曲率中心的 位置等几何条件密切相关。但是，式(3-1)并没有考虑几何条 件的影响。在特定的几何条件下，有些约束所起的限制作用 是重复的。这种不起独立限制作用的约束称为虚约束。在计 算机构自由度时，虚约束应当除去不计。虚约束通常出现在
机械设计基础第3章习题及答案
机械设计基础第3章习题及答案第一篇：机械设计基础第3章习题及答案第3章习题解答3-1 题3-1图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构。
已知AB段为凸轮的推程廓线，试在图上标注推程运动角δt。
3-2 题3-2图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构。
已知凸轮是一个以C为中心的圆盘，问轮廓上D点与尖顶接触时其压力角为多少？试作图加以表示。
3-3 题3-3图所示为一对心尖顶直动从动件单圆弧凸轮（偏心轮）机构，凸轮的几何中心O9与凸轮转轴O的距离为LOO'＝15mm，偏心轮半径R＝30mm，凸轮以等角速度ω1顺时针转动，试作出从动件的位移线图s2-δ1。
第二篇：机械设计基础习题答案.机械设计基础(第七版)陈云飞卢玉明主编课后答案 chapter1 1-1 什么是运动副？高副与低副有何区别？答：运动副：使两构件直接接触，并能产生一定相对运动的连接。
平面低副－凡是以面接触的运动副，分为转动副和移动副；平面高副－以点或线相接触的运动副。
1-2 什么是机构运动简图？它有什么作用？答：用简单的线条和符号代表构件和运动副，并按比例定出各运动副位置，表示机构的组成和传动情况。
这样绘制出的简明图形就称为机构运动简图。
作用：机构运动简图不仅能表示出机构的传动原理，而且还可以用图解法求出机构上各有关点在所处位置的运动特性（位移，速度和加速度）。
它是一种在分析机构和设计机构时表示机构运动的简便而又科学的方法。
1-3平面机构具有确定运动的条件是什么？答：机构自由度F>0，且与原动件数相等，则机构各构件间的相对运动是确定的；这就是机构具有确定运动的条件。
（复习自由度 4 个结论 P17）chapter2 2-1 什么是曲柄摇杆机构的急回特性和死点位置？答：急回特性：曲柄等速回转的情况下，摇杆往复运动速度快慢不同，摇杆反行程时的平均摆动速度必然大于正行程时的平均摆动速度，此即急回特性。
死点位置：摇杆是主动件，曲柄是从动件，曲柄与连杆共线时，摇杆通过连杆加于曲柄的驱动力 F 正好通过曲柄的转动中心，所以不能产生使曲柄转动的力矩，机构的这种位置称为死点位置。
机械设计基础第3章PPT
40
20 15
10 8 6
4
2 1.5
1 0.8 0.6 0.4
32A 2 4A28 A 20 A 16 A
1 2A 10 A 08 A
链号
08A 10A 12A 16A 20A 24A 28A 32A
节 距/ m m
12.7 15.875 19.05
25.4 31.75 38.1 41.45 50.8
0.2
0.15 0.1 10
15 20
40
60 80 100150200
400 600 1000 2000 800 1500
4 0 0 06 0 0 0
小 链 轮 转 速 n1 ( r / m i n )
23
、
3.8 滚子链传动的设计
n12
3.8.3滚子链的设计计算
1．设计链传动的已知条件和内容
第3章 带传动和链传 动
3.4.1 带传动的主要失效形式和设计准则
带传动的主要失效形式有带的打滑和带的疲 劳破坏。因此，带传动的设计准则是：在保 证不打滑的前提下，传动带应具有足够的疲劳 强度和一定的使用寿命。
第3章 带传动和链传 动
3.4.2单根V带的基本额 定功率
（3-10）
表3-4给出了单根V带的基本额定功率P
值（仅列出D型）
普通V带已标准化，按截面尺 寸分为Y、Z、A、B、C、D、 E 七种型号
7
3.2.2 V带轮的材料和结构
第3章 带传动和链传 动
图3-5 V带轮(腹板式) 1一轮缓2一瞧板3一轮毂
表3-3 V带轮的基准直径系列 (摘自 GB/T13575.5-1992)
8
3.3 普通V带传动工作能力分析 3.3.1 带传动的受力分析
《机械设计基础》课件第3章
3.2.4
如果把曲柄滑块机构中的滑块作为机架，如图3-14(a)所示， 则得到移动导杆4在固定滑块3中往复移动的定块机构。在图314(b)中，固定滑块3成为唧筒外壳，移动导杆4的下端固结着汲 水活塞，在唧筒3的内部上下移动，实现汲水的目的。
图3-14 定块机构及其应用
3.2.5 含有两个移动副的四杆机构 我们可利用前述使杆件不断增长的办法来获得具有两个
【例3-1】在图3-18所示四铰链机构中，已知：b＝50mm，c ＝35 mm，d＝30mm，AD为固定件。
(1) 如果能成为曲柄摇杆机构，且AB是曲柄，求a的极限值。
(2) 如果能成为双曲柄机构，求a的取值范围。
(3) 如果能成为双摇杆机构，求a的取值范围。
解：
(1) 若能成为曲柄摇杆机构，则机构必须满足“杆长之和的 条件”，且AB应为最短杆。
图3－10 回转导杆机构以及刨床机构
3.2.3 曲柄摇块机构和摆动导杆机构 如果把图3－9所示机构的构件2作为机架，如图3－11(a)
所示，则构件1将是绕固定转轴B转动的曲柄，而滑块3则成 为绕机架2上的点C作定轴往复摆动的滑块，因此图3－11(a) 所示机构称为曲柄摇块机构。如果把图3－11(a)中的杆状构 件4做成块状构件，而把滑块3做成杆状构件，然后穿过块 状构件4而组成移动副，如图3－11(b)所示，则绕点C作往复 摆动的杆状构件3成为定轴摆动的导杆，因此称为摆动导杆 机构。图3－11(a)、(b)所示的曲柄摇块机构只是在构件形状 上有所不同，二者在本质上是完全相同的。在这里，杆状 构件与块状构件之间的形状互换属于一种形态变换。
图3－3 曲柄摇杆机构的应用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.1.2 双曲柄机构 铰链四杆机构的两个连架杆都是曲柄时，称为双曲柄机
《机械设计基础(第3版)》教学课件—第3章 凸轮及间歇运动机构
h
• 设计：凸轮轮廓线
0
120
600
900
求解步骤：
实际轮廓
① 定比例尺
② 初始位置及推杆位移曲线
③ 确定推杆反转运动占据的各 位置
④ 确定推杆预期运动占据的各 位置
⑤ 推杆高副元素族
⑥ 推杆高副元素的包络线
900
3.1.6 凸轮的结构和材料
1．凸轮在轴上的固定方式
当凸轮轮廓尺寸接近轴的直径时，凸轮与轴可制作成一体，如左 图所示；当其尺寸相差比较大时，凸轮与轴分开制造，凸轮与轴通 过键联接，如右图所示；或通过圆锥销联接，如下图所示。
当Ff ＞ Fy 时，机构发生自锁！ 推程[a]为：移动从动件a≤30°
建议
摆动从动件a≤45°
回程[a]为：a≤70o ～ 80°
Ff
a Fy
m
n
3.1.4 凸轮的基圆半径
（1）基圆半径越小，凸轮的外廓尺寸越小。 （2）基圆半径越小，凸轮理论廓线的最小曲率半径越小，滚子 凸轮的实际轮廓容易变尖和交叉。 （3）基圆半径越小，压力角越大，凸轮机构容易自锁。 （4）基圆半径过小，不便于凸轮与轴进行联接。
使从动件实现任何预期的运动规律。
但另一方面，由于凸轮机构是
高副机构，易于磨损，因此只适用
于传递动力不大的场合。
内燃机配汽机构
凸轮的分类
(1)按凸轮的形状分
凸轮 推杆
盘形凸轮： 移动凸轮： 圆柱凸轮：可看成是移动凸轮卷在圆柱体上
推杆
凸轮
(2)按从动件的型式分
尖顶推杆 滚子推杆 平底推杆
• 能与任意凸轮轮廓保持接触，可实 现复杂的运动规律
• 易磨损，只宜用于轻载、低速
• 耐磨、承载大，较常用
机械设计基础第3章 凸轮机构习题解答1
3-1试分别标出四种凸轮机构在图示位置的压力角α。
a)b)c)d)a)b)c)d)3-2图示尖底直动从动件盘形凸轮机构，C 点为从动件推程的起始点。
完成下列各题：(1)在图上标出凸轮的合理转向；(2)试在图上作出凸轮的基圆与偏心圆，并标注其半径r b 与e ；(3)在图上作出轮廓上D 点与从动杆尖顶接触时的位移s 和压力角α；(4)在原图上画出凸轮机构的推程运动角Φ。
题3-2图3-3由图所示直动盘形凸轮的轮廓曲线，在图上画出此凸轮的基圆半径r b、各运动角即推程运动角Φ、远休止角ΦS、回程运动角Φ′和近休止角Φ′S及从动件升程h。
题3-3图3-4图示的对心滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际轮廓为一圆，圆心在A 点，半径R＝40mm，凸轮转动方向如图所示，l OA＝25mm，滚子半径r r＝10mm，试问：(1)凸轮的理论曲线为何种曲线？(2)凸轮的基圆半径r b＝？(3)在图上标出图示位置从动件的位移S，并计算从动件的升距h？(4)用反转法作出当凸轮沿ω方向从图示位置转过90°时凸轮机构的压力角。
题3-4图解：(1)理论轮廓曲线为：以A点为圆心，半径为R＋r r的圆。
(2)此时所求的基圆半径为理论轮廓曲线的r b．r b＝R－OA+r r＝40-25+10＝25mm(3)从动件的位移S如图所示。
升程h＝R+OA+r r-r b＝40+25+10-25＝50mm(4)从动件导路沿-ω方向转过90°到B，压力角α'如图中所示。
3-5如图所示偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构。
已知凸轮实际轮廓线为一圆心在O 点的偏心圆，其半径为R ，从动件的偏距为e ，试用图解法：(1)确定凸轮的合理转向；(2)画出凸轮的基圆；(3)标出当从动件从图示位置上升到位移s 时,对应凸轮机构的压力角α；（要求量出具体的数值）题3-5图3-8试以作图法设计一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构。
已知凸轮以等角速度逆时针回转，正偏距e =10mm ，基圆半径r 0=30mm ，滚子半径r r =10mm 。
国家开放大学《机械设计基础》形考任务1-4参考答案
国家开放大学《机械设计基础》形考任务1-4参考答案形考作业1第1章 静力分析基础1．取分离体画受力图时，（CEF）力的指向可以假定，（ABDG）力的指向不能假定。
A．光滑面约束力B．柔体约束力C．铰链约束力D．活动铰链反力E．固定端约束力F．固定端约束力偶矩G．正压力2．列平衡方程求解平面任意力系时，坐标轴选在(B）的方向上，使投影方程简便；矩心应选在(G）点上，使力矩方程简便。
A．与已知力垂直B．与未知力垂直C．与未知力平行D．任意E．已知力作用点F．未知力作用点G．两未知力交点H．任意点3．画出图示各结构中AB构件的受力图。
参考答案：4．如图所示吊杆中A、B、C均为铰链连接，已知主动力F＝40kN,AB＝BC＝2m,α＝30︒.求两吊杆的受力的大小。
参考答案：列力平衡方程：ΣFx=0又因为AB=BCF A ﹒sinα=FC﹒sinαF A =FCΣFY=02FA﹒sinα=F∴FA =FB=F/ 2sinα=40KN第2章 常用机构概述1．机构具有确定运动的条件是什么?参考答案：当机构的原动件数等于自由度数时，机构具有确定的运动。
2．什么是运动副？什么是高副？什么是低副？ 参考答案：使两个构件直接接触并产生一定相对运动的联结，称为运动副。
以点接触或线接触的运动副称为高副，以面接触的运动副称为低副。
3．计算下列机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。
参考答案：（1）n=7,P L =10,P H =0 F=3n-2P L -P H=3×7-2×10-0=1C 处为复合铰链 （2）n=5,P L =7,P H =0 F=3n-2P L -P H =3×5-2×7-0 =1（3）n=7,P L =10,P H =0 F=3n-2P L -P H=3×7-2×10-0 =1（4）n=7,P L =9,P H =1 F=3n-2P L -P H =3×7-2×9-1 =2E、Eˊ有一处为虚约束，F 为局部自由度第3章 平面连杆机构1．对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取___为机架，将得到双曲柄机构。
机械设计基础课后习题答案第三版课后答案（1-18章全）完整版（可编辑）
机械设计基础课后习题答案第三版课后答案(1-18章全) 完整版机械设计基础课后习题答案第三版高等教育出版社目录第1章机械设计概述1第2章摩擦、磨损及润滑概述 3第3章平面机构的结构分析12第4章平面连杆机构16第5章凸轮机构 36第6章间歇运动机构46第7章螺纹连接与螺旋传动48第8章带传动60第9章链传动73第10章齿轮传动80第11章蜗杆传动112第12章齿轮系124第13章机械传动设计131第14章轴和轴毂连接133第15章轴承138第16章其他常用零、部件152第17章机械的平衡与调速156第18章机械设计CAD简介163机械设计概述机械设计过程通常分为哪几个阶段?各阶段的主要内容是什么?答:机械设计过程通常可分为以下几个阶段:1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下,由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较,从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。
3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。
4.制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。
常见的失效形式有哪几种?答:断裂,过量变形,表面失效,破坏正常工作条件引起的失效等几种。
什么叫工作能力?计算准则是如何得出的?答:工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。
对于载荷而言称为承载能力。
根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。
标准化的重要意义是什么?答:标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少,简化生产管理过程,降低成本,保证产品的质量,缩短生产周期。
第2章摩擦、磨损及润滑概述按摩擦副表面间的润滑状态,摩擦可分为哪几类?各有何特点?答:摩擦副可分为四类:干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。
干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜,摩擦系数及摩擦阻力最大,磨损最严重,在接触区内出现了粘着和梨刨现象。
液体摩擦的特点是两摩擦表面不直接接触,被液体油膜完全隔开,摩擦系数极小,摩擦是在液体的分子间进行的,称为液体润滑。
机械设计基础第三章和第四章
机械设计基础第三章和第四章教学内容：一、第三章《机械设计基础》的内容主要包括：机械设计的基本原则，机械零件的强度计算，机械零件的摩擦、磨损和润滑，机械零件的连接，机械零件的传动，机械零件的定位和导向，机械零件的固定，机械设计的实例等。
二、第四章《机械设计实例》的内容主要包括：机械设计实例一：简单机械；机械设计实例二：减速器；机械设计实例三：齿轮传动；机械设计实例四：链传动；机械设计实例五：滑动轴承；机械设计实例六：滚动轴承等。
教学目标：一、使学生掌握机械设计的基本原则和方法。
二、使学生掌握机械零件的强度计算、摩擦、磨损和润滑的基本知识。
三、使学生掌握机械零件的连接、传动、定位和导向的基本知识。
教学难点与重点：一、教学难点：机械零件的强度计算，机械零件的摩擦、磨损和润滑。
二、教学重点：机械设计的基本原则，机械零件的连接、传动、定位和导向。
教具与学具准备：一、教具：黑板、粉笔、教学模型、图纸。
二、学具：笔记本、尺子、圆规、三角板。
教学过程：一、导入：通过展示一些实际的机械设备，引发学生对机械设计的兴趣。
二、新课：讲解机械设计的基本原则，机械零件的强度计算，机械零件的摩擦、磨损和润滑，机械零件的连接，机械零件的传动，机械零件的定位和导向，机械零件的固定，机械设计的实例等。
三、实践：让学生通过观察和分析实际的机械设备，理解机械设计的基本原则和方法。
四、练习：让学生通过解决实际的机械设计问题，巩固所学的知识。
板书设计：一、机械设计的基本原则1. 满足使用要求2. 结构简单3. 制造方便4. 经济合理二、机械零件的强度计算1. 计算公式2. 安全系数三、机械零件的摩擦、磨损和润滑1. 摩擦的类型2. 磨损的类型3. 润滑的方法四、机械零件的连接1. 螺纹连接2. 键连接3. 销连接五、机械零件的传动1. 齿轮传动2. 链传动3. 滑动轴承4. 滚动轴承作业设计：一、计算题：1. 一根直径为20mm的轴，其工作环境温度为100℃，材料的许用应力为150MPa，求该轴的最小直径。
【机械设计基础】课件第03章
§3.1 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的组成：主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。
1)凸轮：具有曲线轮廓的原动件。
2)从动杆：运动规律受凸轮限制。
3)机架：凸轮机构中相对凸轮和从动件的静止件。
凸轮机构的优点：可实现各种复杂的运动要求，结构简单、紧凑。
缺点：点、线接触，易磨损，不适合高速、重载压簧线接触e1213 43——蜗轮4——蜗杆点接触盘状凸轮绕线机构拉簧录音机卷带机构线接触图3：滚子从动件：滚子从动件直线凸轮机构从动件作往复摆动1——直线凸轮2——滚子从动件送料斗推杆料线接触图4：滚子从动件滚子从动件圆柱凸轮机构从动件作往复直线移动1——圆柱凸轮2——滚子从动件与电子元件相配的凸轮凸轮式间歇运动机构原理及特点组成：1.主动凸轮、2.从动盘、3.滚子2. 工作原理主动凸轮连续转动，推动从动盘实现间歇分度转动。
3. 机构特点★结构紧凑，不需定位装置即可获得高的定位精度★廓线设计得当，可使从动件获得预期的任意运动；★动载荷小，无冲击，宜高速；★加工成本高，安装、调整要求严。
根据凸轮和从动件的不同形式，凸轮机构可进行如下分类：1.按凸轮的形状1）盘形凸轮（图3-1，图3-2 ）:凸轮是绕固定轴线转动并且具有变化半径的盘形零件。
2）直线凸轮（图3-3 ）：凸轮回转运动中心趋于无穷远，凸轮相对机架作直线运动。
3）圆柱凸轮（图3-4 ）:移动凸轮卷成圆柱体即为圆柱凸轮。
2. 按从动件的形式分类1）尖顶从动件（图3-2，图3-5 ）从动件与凸轮轮廓为点接触，因此能实现预期的运动规律。
缺点：点接触磨损快。
应用场合：低速，载荷不大。
2）滚子从动件（图3-3 ，图3-4 ）从动件与凸轮轮廓为线接触，可以承受较大载荷。
缺点：有干涉问题。
应用场合：低速，载荷较大。
3）平底从动件（图3-1）从动件与凸轮轮廓为线接触，凸轮与从动件之间的作用力始终与从动件的运动方向相同，传动效率较高，易于形成润滑油膜。
应用场合：高速3. 按凸轮与从动件维持高副接触（锁合或封闭）的方式分：1）外力锁合：重力（从动件重量）、弹簧力或其他外力。
《机械设计基础》第3章(1)
18
S
2 、 位移线图为两段相衔 接的抛物线；速度线图是 倾斜直线；加速度线图是 水平直线。
o
h 2 φ 2 φ
h
ϕ
t
V2
3 3、 从动件在行程始末处
和正负加速度转折处，将 o 产生柔冲，噪音和磨损较 a 大，较难画图和制造，故 只用于中、低速凸轮机构。
o
ϕ
t
ao
ϕ
t
19
据升程h和推程运动角φ（或回 得到对应交点后，用光滑曲 先将横、纵线框分成相应等份 推程的后半段（等减速段） 再从坐标原点o分别与纵线 位 移 线 图 的 画 法： 先画推程的前一段（加速运动段） 从横线框各等份点画垂线 建立直角坐标，取定比例尺。 线连接即可。 画法类似。 框各等份点画连线 程运动角φ’）画出线框 （如：各分为4等份）
S 凸轮比例尺：µl 凸轮比例尺： （ µs）
尖顶的起始位置 4 它们就是从动件 5
3 6 4
2
1 1 2 φ 3 4 φs
0 o φs’ 9 Φ’ 6 88
-
ω
反转后的各个位置
S 2
（ µs） 4 5 1 7 6 3 8 5 2 7 O 1 1 2 3 4 8 5 δ1 7 8 6 9 O 1 2 3 4 φ 5 6 7 8φs9 φ’ t （µ5 ） ϕ φ φs φ’ φs’
以β0线上各点为圆 滚子从动件凸轮的基圆半 注意 心，以滚子半径为 径应在理论轮廓线上度量 半径，画一系列圆 按尖顶从 将滚子中心 动件设计
ϕ
t
Vmax
ϕ
a a
max
t
ϕ
t
15
◆等加速等减速运动（附加介绍内容） ——从动件的加速度为一常数，前半推程作 等加速运动，后半行程作等减速运动。 提示：
《机械设计基础》第3章(1)
⌒ 不动的轮廓（DA）所对应的角
10
◆从动件位移线图 ——从动件位移S（或角位移ψ） 与凸轮转角φ之间的关系曲线。
S
O
S
φ O φ φs φ’ φs ’
11
t
●凸轮机构的应用
内燃机1 送料机
电阻打弯机
内燃机 绕线机
12
熊猫吐泡泡
●从动件的常用运动规律
S
◆等速运动
h
ϕ
从动件运动方程：
φ t
24
ϕ
t
δt
ϕ
t
a
简谐运动规律位移线图的 再将圆周上的等份点投影到相应 用光滑曲线连接这些点，即得到 再将横轴的推程运动角φ分成 取比例尺，建直角坐标。 以从动件行程h为直径画一半圆 将此半圆分成若干等份（6等份） 画法步骤： 的垂线上，得对应的交点。 从动件作简谐运动的位移线图。 相应等份，并作垂线。
34
反转法原理
1、直动从动件盘形凸轮 、
对心式： 对心式： (1) 尖顶从动件 已知条件：
S
ω r0
凸轮基圆半径r0； 凸轮的转向 从动件位移线图
O φ φs φ’
35
ϕ
φs’ t
将各点用光滑曲线连接， 取画凸轮比例尺： 将各点用光滑曲线连接， 取画凸轮比例尺：µl 从位移线图上量取各个位移量， 从位移线图上量取各个位移量， 分别将位移线图中的推程与回程段的 自o0沿ω1的相反方向取角度 沿 的相反方向取角度 对应位移线图分成相应等份 ） 注意µl 、µs、 三者的区别） （注意 r0为半径作基圆 以、φ’、φ ’ 线图分成等份 、 sµϕ三者的区别 φ、φs 、 、 即得所求的凸轮轮廓 得反转后尖顶得一系列位置
ϕ
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二、 凸轮机构的组成
? 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。
? 由上例可以看出:
凸轮机构是由凸轮、从动件和机架这 三个基本构件所组成的一种高副机构。
三、分类
1. 按凸轮的形状分： 盘形、移动、圆柱
2. 按从动杆运动形式分 : 移动（直动）、摆动
d0
10 1 2 3 4 5 6 7 8 d
V
pHw
34 5
2
6
2d0 1
7
d0
特点:
加速度变化连续平缓 . 始、末点有软性冲击 .
适于中低速、中轻载 .
0
p2Hw2 2d02
8 012 345 6 78 d
a
10
2
3
d0
d
4
01 2 3 4 5 6 7 8
5
6 78
a
四、正弦加速度
2
1
3
运动规律 pHw2 0
4
(摆线投影位移运 动规律)
d02
8
0 1 2 34 8
5
7
6 45
V
3
2Hw
2
6
d0
1
7
特点：
08
01 2 3 4
加速度变化连续 .
S
d0 567 d
d0 567 8 d
H
对加工误差敏感 .
适于高中速、轻载 .
d0
567
H
p
4
0
3
1 2
01 2 3 4 5 6 7 8d
五、几种常用运动规律的比较
第4章 凸轮机构及其设计
内容 ?凸轮机构的应用和类型类型 ?从动件的运动规律 ?凸轮机构的压力角 ?图解法设计凸轮轮廓
重点 ?几种常用运动规律的特点和应用 ?压力角与机构尺寸、机构效率的关系 ?盘形凸轮廓线曲线的设计
§1 应用与分类
一、应用
绕线机构
配气机构
进刀机构
自动机床
凸轮是一个具有曲线轮廓或凹巢的构件，它运动时，通过高副 接触可以使从动件获得连续或不连续的任意预期往复运动。
偏置、偏距 e 、偏距圆
偏置凸轮的转角、从动杆的相对位置
d
w
1
w
d0
d
d0
d0
1
'
e 理论廓线、工作廓线 基圆半径指的是理论廓线上的最小向径工 理一、等 Nhomakorabea运动规律
(直线位移运动规律、 一次多项式运动规律)
S
V
a
H d
Hw
∞
d0
d
d0
d0
d0 d
特点： 设计简单、匀速进给。
∞
始点、末点有刚性冲击。
小行程、手动, 可用圆弧或偏心圆. 2. 低速、轻载，要求等速、 等位移, 可用等速运动规律.
3. 中低速、中轻载,
可用等加减速或余弦加速度运动规律.
4. 较高速、轻载, 可用正弦加速度运动规律.
a
a
5. 组合型.
d
d
6. 多项式运动规律 S = C0 + C1d + C2d2 + C3d3 + ¨¨ + Cndn .
V
S
H 等速
等加
余弦
正弦
d d0
等速的 amax 最小, 省力. 正弦的 amax 最大.
d0
等速的 Vmax 最小, 安全.
d
(动量 mVmax 最小,
即冲力 F = mV/t 最小.)
a
d
a
等加的 amax 最小，惯性小. 等速的 a →∞. 正弦的 a 连续.
六、常用运动规律的选择
1. 没有任何要求、轻载、
适于低速、轻载、从动杆质量不大，以及要求匀速的情况。
二、等加速等减速运动规律
(抛物线位移运动规律、二次多项式运动规律)
S
V
2Hw
a
H
d0
4Hw2
d0
d d0
d d0
d0 d
特点: 起、中、末点有软性冲击. 适于中低速、中轻载.
S
三、余弦加速度运动规律
78
H
6
(简谐运动位移运动规律) 5 4
3 2
3. 按从动杆形状分： 尖顶、滚子、平底
按凸轮的
移
形状分类
动
单击图像可播映动画
盘 形
圆 柱
按从动杆运动形式分类
移动（直动） 单击图像可播映动画 摆动
按从动杆
滚
形状分类
子
单击图像可播映动画
尖
平
顶
底
§2 从动件的运动规律
S
H
基圆
d02
r0
d0
d01 d0'
0
d
推程、推程角、 上停程角（远休） 下停程角 (近休) 回程、回程角 转角、位移、升程