凸轮机构传动PPT
机械基础 第八章 凸轮机构
滚子 从动
图8-5 内燃机的配气机构
凸轮机构概述
凸轮机构是依靠凸轮轮廓直接与从动件接触，迫使从动件作有规律的直线往复运动（直动）或 摆动。这种直动或摆动的运动规律决定了所需凸轮的轮廓形状。
图8-5 内燃机的配气机构
如图8-5所示，为内燃机的配气 机构。当主动件凸轮回转时，使得 气门杆按照一定的要求作上下往复 运动，控制气门的开启与关闭，保 证发动机在工作中定时将可燃混合 气充入气缸，并及时将燃烧后的废 气排出气缸。
式分
滚子 从动
件
平底 从动
件
表8-1
图例
凸轮机构的类型
特点
（续表）
从动件的尖端能够与任意复杂的凸轮轮廓保持接 触，从而使从动件实现任意的运动规律。
构造最简单，但易磨损，只适用于作用力不大和 速度较低的场合（如用于仪表等机构中）。
为减小摩擦磨损，在从动件端部安装一个滚轮， 把从动件与凸轮之间的滑动摩擦变成滚动摩擦。因此 ，摩擦磨损较小，可用来传递较大的动力，故这种形 式的从动件应用很广。
1.凸轮
图8-1 自动送料凸轮机构
这种自动送料凸轮 机构，能够完成输送毛 坯到达预期位置的功能， 但对毛坯在移动过程中 的运动没有特殊的要求。
凸轮机构概述
4.线轴
3.线
2.从动件
图8-2 绕线机构
1.凸轮
这种凸轮机构，在运 动中能够推动摆动从动 件2实现均匀缠绕线绳的 运动学要求。
凸轮机构概述
凸轮机构概述
如图8-6所示，为自动车床走刀机构，当具有曲线凹槽的 凸轮回转时，其曲线凹槽的侧面与从动件末端的滚子接触并驱 使从动件绕O点摆动，从动件另一端的扇形齿轮与刀架下的齿条 相啮合，使刀架实现进刀运动和退刀运动。
机械原理课件9 凸轮机构
1、凸轮廓线设计的基本原理
• 解析法、作图法 • 相对运动原理法:(也称反转法) • 此时，凸轮保持不动
• 对整个系统施加 -ω
运动
• 而从动件尖顶复合运动的 轨迹即凸轮的轮廓曲线。
-ω
A A A A A A A A
1 2
3’ 2’ 1’
ω
r0
1
O
2 3
3
2.用作图法设计凸轮廓线
1)对心直动尖顶从动件盘形凸轮
e
对心平底推杆凸轮机构
平底摆杆凸轮机构
从动件与凸轮之间易形成油膜，润滑状况好，受力平稳， 传动效率高，常用于高速场合。但与之相配合的凸轮轮廓 必须全部外凸。
偏心平底推杆凸轮机构
滚子摆杆凸轮机构
e
§9－2 推杆的运动规律
一.推杆常用的运动规律
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。
a
2h 2
02
2 sin 0
R= 2
h
A 0 1 v
2
3 4
5
6
7
8
回程： s＝h[1-δ /δ
0
′)/2π
0
′
+sin(2π δ /δ
0
0
]
v＝hω [cos(2π δ /δ 0’)-1]/δ a＝-2π
hω 2 sin(2π δ /δ
′
FI ma 0
(1).对心直动尖顶从动件盘形凸轮
s
h
对心直动尖顶从动件凸轮机构 中，已知凸轮的基圆半径rmin， 角速度ω和从动件的运动规律， 设计该凸轮轮廓曲线。 设计步骤小结：
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。
凸轮连杆,结构设计原理ppt课件
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7
K=1的曲柄摇杆机构
从动件摇杆处于两极限位置时，对应主动件曲柄位置AB1、 AB2共线，即极位夹角θ=0，K=1，机构没有急回特性。
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8
翻台机构
本机构为翻台震实式造型机的翻台机构， 是双摇杆机构，当造型完毕后，可将翻台 F翻转180°，转到起模工作台的上面，以 备起摸。
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16
牛头刨主机构
这是一个六杆机构，曲柄整周匀速转动，带
动刨刀往复移动,该机构利用摆动导杆机构的
急回特性使刨刀快速退回，以提高工作效率。
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17
插床导杆机构
利用摆动导杆机构的急回特性使插刀快速退回，以提高工作效率。
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18
双滑块机构
该机构由曲柄滑块机构和摇杆滑块机构组成，曲柄绕A点匀速整周旋 转，带动两滑块往复移动。
9
对心曲柄滑块机构
因导路的中线通过曲柄的回转中心而得名。该机构能把回转运动转换为往 复直线运动或作相反的转变，广泛应用于蒸汽机、内燃机、空压机以及各 种冲压机器中。
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10
偏置曲柄滑块机构
因导路的中线不通过曲柄的回转中心
而得名。偏心距为e,c1.c2为滑块的两极 限位置， 角为极位夹角，该机构具有急
位置AB2转过φ2角到位置AB1时，从动件CD转过180°，因为φ1>φ2 ，即
t1>t2,从动曲柄的角速度不是常数，而是作变角速度回转。
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3
平行双曲柄机构
当机构处于AB1C1D和AB2C2D时，机构的传动角γ=0，即为死点位置，
若在此位置由于偶然外力的影响，则可能使曲柄转向不定，出现误动作。
凸轮机构传动
的运动规律启闭阀门。 动画
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汽车机械基础 第九章
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图1
内 燃 机 配 气 凸 轮 机 构
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点击 动画1
点击 动画2
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配气机构 凸轮
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汽车机械基础 第九章
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汽车机械基础 第九章
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图17 凸轮机构的压力角与力的关系
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汽车机械基础 第九章
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推程（工作行程）：
移动从动件 =30 摆动从动件 =45 回程： 因受力较小且无自锁问题，故许用压力角可取
得大些，通常=80
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2、滚子半径的选择
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汽车机械基础 第九章
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三、从动件运动规律的选择：
选择从动件运动规律时，需考虑凸轮传动机构的使 用场合、工作条件等。所选的运动规律首先应满足凸轮 在机械中执行工作的要求。因此选择运动规律应该：
1）、对于只要求从动件实现一定的位移，对运动规律无 严格要求的低速凸轮传动，可选易于加工的圆弧和直线 作为凸轮的轮廓。
有效分力：F2 有害分力：F1
Fn Fn
cos
s
in
•压力角越小传力越好。 •自锁——当凸轮机构处于压 力角大到使有效分力不足以
克服摩擦阻力的位置，不论
推力多大，都不能使从动件 运动。
•临界压力角——机构开始出 现自锁时的压力角。
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汽车机械基础 第九章
机械原理凸轮机构精品ppt课件
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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
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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1、等速运动规律——
从动件在推程或回程的运动速度为常数的运动规律。
汽车机械基础 第九章
等速运动规律位移线图
汽车机械基础 第九章
刚性冲击——等速运动规律从动件在运动始末两
点，速度有突变，理论上瞬时加速度α无穷大，因而 产生无穷大的惯性力。由于构件材料的弹性，加速度 和惯性力达不到无穷大，但仍会对机构造成强烈的冲 转速很低以及轻载的 击。也称为“硬冲”。
汽车机械基础 第九章
近停程
δs ´
δ0
推程、远停程、回程
δs
δ0´
当凸轮连续转动时，从动件将重复上述运动过程。
汽车机械基础 第九章
如图b所示，它简称为从动件位移曲线。
汽车机械基础 第九章
第二节 常用的从动件运动规律
生产中对凸轮机构从动件运动要求是多样的； 凸轮的轮廓形状决定了从动件的运动规律，反之，从
从动件在行程的前半段为等加速，而后半段为 等减速的运动规律，称为等加速等减速的运动规律。 如图8所示 。因a=常数，若设v0= s0 =0，前半程有：
s2 2h
0
2 2
2
a2
4h1
0
2
2
4 h1
02
汽车机械基础 第九章
后半行程
4h1 v2 2 0 1 0
汽车机械基础 第九章
第一节
凸轮传动机构的组成、应用和分类
一、凸轮机构的应用
凸轮机构能将主动件的连续等速运动变为 从动件的往复变速运动或间歇运动。在自动机 械、半自动机械中应用非常广泛。 图1所示为内燃机配气凸轮机构。凸轮1以等角 速度回转时，它的轮廓驱动从动件2（阀杆）按预期 的运动规律启闭阀门。
往复移动——直动从动件 往复摆动——摆动从动件
3.机 架——机构中固定不动的构件
摆动从动件 直动从动件
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凸轮传动特点
优点：
只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从 动件得到所需的运动规律，结构简单、 紧凑、设计方便。
缺点：
运动副为点接触或线接触，易磨损， 所以，通常多用于传力不大的控制机 构。 汽车机械基础 第九章
如图为一对心移动尖顶从动件盘形凸轮机 构，其工作过程：
即s=s（），v=v（），a=a（）。通常用从动 件运动线图直观地表述这些关系。
汽车机械基础 第九章
凸轮传动工作过程的有关名词：
基圆——以凸轮的最小向径为半径所作的圆称为 基圆，基圆半径用rb 表示。（基圆半径 rb ） 凸轮转角δ； 推程 、回程 、升程h 、近停程、远停程； 推程运动角δ0； 回程运动角δ0´ ； 远停角δs ； 近停角δs ´ ； 一般推程是凸轮机构的工作行程。
二、凸轮机构的分类
1．按凸轮的形状分类 （1）盘形凸轮，如图所示。 （2）圆柱凸轮，如图所示。 （3）移动凸轮，如图所示。 2．按从动件的形状分类（见图横排）： 有尖端从动件、滚子从动件、平底从 动件、曲面从动件凸轮。
汽车机械基础 第九章
当位置要求准确 从动 件使 用的 场合
当受力较大时
当转速较高时
第三节 凸轮机构设计与凸轮结构尺寸的确定
第四节 凸轮传动机构的材料、结构和强度校核
汽车机械基础 第九章
请同学门思考几个问题
• 发动机的配气机构中的 凸轮轮廓是怎样形成的？ 它具有怎样的特性呢？ 它是如何保证汽车的紧 密性的呢？
动画
汽车机械基础 第九章
概述
凸轮传动是通过凸轮与从动件之间的接触来 传递运动和动力的，是一种常用的高副机构。 只要做出适当的凸轮轮廓，就可以使从动件 得到预定的复杂运动规律。
图5 按从动件分类的凸轮机构
汽车机械基础 第九章
3．按从动件的运动形式分类（见图5竖排）：
（1）移动从动件：从动件相对机架作往复直线运动。 （2）偏移放置：即不对心放置的移动从动件，相对机 架作往复直线运动。 （3）摆动从动件：从动件相对机架作往复摆动。
汽车机械基础 第九章
4、按锁合方式分：
锁合——保持从动件与凸 轮之间的高副接触。
2 0
s2 h
2h
0 1
2
a2
4h
02
2 1
如图8所示。
汽车机械基础 第九章
图8 等加速运动
汽车机械基础 第九章
三、简谐运动规律
点在圆周上作匀速运动时，它在这个圆的直 径上的投影所构成的运动称为简谐运动，如图9a。 前半程：
h s2 1 cos 2 0 h1 v2 sin 2 0 0 2 h12 a2 cos 2 2 0 0
动件的不同运动规律要求凸轮具有不同形状的轮廓； 设计凸轮机构时，首先根据工作要求确定从动件的运 动规律，再据此来设计凸轮轮廓曲线。 从动件的运动规律——其位移s、速度v和加速度a 等随凸轮转角 而变化的规律。 从动件运动规律可用方程或线图表示。
s s(t ) v v(t ) a a(t )
（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（内燃 机配气凸轮机构、刀架送 给机构等）。
汽车机械基础 第九章
力锁合凸轮机构
汽车机械基础 第九章
（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。
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第二节
凸轮传动机构常用的运动规律
一、凸轮传动的工作过程
场合
汽车机械基础 第九章
2、等加速等减速运动规律
——从动件在一个行程 中，前半行程作等加速运动， 后半行程作等减速运动的运 动规律。
位移曲线为两段光滑相连
注意作图方法
开口相反的抛物线；
速度曲线为斜直线； 加速度曲线为平直线；
柔性冲击：适用于中速、
中载的场合。
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二、等加速等减速运动规律
第九章 凸轮机构传动
本章的教学目标：
１）了解凸轮传动机构的组成、分类及在汽车上的应用。 ２）掌握凸轮从动件常用运动规律的特点及其选择原则。 ３）了解凸轮轮廓的设计方法，反转法原理及确定基本 尺寸时应考虑的问题。
汽车机械基础 第九章
目录
第一节 凸轮传动机构的组成、应用和分类
第二节 凸轮传动机构常用的运动规律
动画
汽车机械基础 第九章
图1
内 燃 机 配 气 凸 轮 机 构
汽车机械基础 第九章
点击 动画1 点击 动画2
配气机构 凸轮
汽车机械基础 第九章
图９－２ 汽车快怠速机构
图9-3 自动车床中的 凸轮组
汽车机械基础 第九章
凸轮机构的组成
1.凸构件