凸轮
凸轮自锁原理
凸轮自锁原理凸轮自锁原理是指通过凸轮轮廓的自身特性，在特定条件下能够实现机械装置的自锁功能。
在机械传动中，凸轮是一种用于转动轴上的特殊轮廓部件，可通过其形状改变来实现特定的运动或动作。
凸轮自锁原理依赖于凸轮的几何形状，在特定位置或角度下，凸轮的轮廓形状能够使得传动机构处于自锁状态。
这种自锁效果发生的基本原理是凸轮的形状使得传动元件之间的力学关系变得不平衡，从而使得整个传动系统能够自锁，并防止不期望的运动或动作发生。
具体来说，凸轮的自锁原理可以通过以下几个方面来解释：1. 凸轮的几何形状：凸轮的轮廓形状通常是非对称的，呈现出一个或多个凸起。
这些凸起和凹陷的形状能够使传动装置在特定位置或角度下处于平衡状态，而在其他位置或角度下则不平衡。
这种不平衡状态使得传动装置会自动停止，并防止不希望的运动发生。
2. 凸轮的运动规律：凸轮通常通过与其他传动元件的接触来传递运动，例如通过凸轮与滑块的接触来实现线性运动。
凸轮的运动规律决定了其几何形状在何时与其他传动元件接触，并且在何时断开接触。
凸轮的自锁原理正是基于这种运动规律，在接触之外的位置或角度上，传动装置会自动停止，并不会继续运动。
3. 凸轮的摩擦特性：凸轮在与其他传动元件的接触过程中，还会产生一定的摩擦力。
这种摩擦力可以与其他约束力或反作用力相互作用，从而增强传动装置的自锁效果。
摩擦力的作用使得传动装置在自锁位置或角度上更加稳定，并能够防止不希望的运动或动作。
凸轮自锁原理在机械装置中有广泛应用，例如在汽车发动机的气门传动机构中，凸轮轮廓的设计能够使气门系统在特定位置或角度下自锁，确保发动机的正常运行。
除此之外，凸轮自锁原理还可以用于各种机械传动系统中，提供更加安全可靠的运动控制和操作。
凸轮和偏心轮的关系
凸轮和偏心轮都是机械中的常见零件，它们在结构上有一些相似之处，但也存在明显的区别。
凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，通常为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。
凸轮通过与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律，使从动件获得较复杂的运动规律。
偏心轮则是指装在轴上的轮形零件，轴孔偏向一边，轴旋转时，轮的外缘推动另一机件产生往复运动。
偏心轮机构是由凸轮演化而成的，可以说偏心轮本身就是凸轮的一种。
然而，凸轮并不一定偏心，比如一个椭圆形绕着中心旋转，也是一个凸轮。
因此，凸轮和偏心轮在某些方面有相似之处，因为偏心轮本身就是凸轮的一种。
然而，它们的主要区别在于运动特性和应用场景的不同。
凸轮通常用于实现复杂的运动规律，而偏心轮主要用于产生往复运动。
凸轮设计标准
凸轮设计标准一、凸轮形状凸轮的形状应符合设计要求，轮廓曲线应光滑、连续。
对于不同的用途，凸轮的形状可分为以下几种类型：1.盘形凸轮：适用于高速、轻载的凸轮机构。
2.圆柱凸轮：适用于低速、重载的凸轮机构。
3.圆锥凸轮：适用于特殊要求的凸轮机构。
二、基圆直径基圆直径是凸轮设计中的一个重要参数，它的大小直接影响凸轮的承载能力和使用寿命。
基圆直径的选择应考虑以下几点：1.基圆直径应不小于凸轮最大直径与最小直径之差的一半。
2.基圆直径应不小于凸轮轴直径的1.2倍。
3.基圆直径应不大于凸轮最大直径与最小直径之差的三倍。
三、升程和行程凸轮的升程和行程是凸轮设计中的两个重要参数，它们的大小直接影响凸轮机构的运动规律和性能。
升程和行程的选择应考虑以下几点：1.升程应不大于凸轮最大直径与最小直径之差的三倍。
2.行程应不小于所需运动行程的两倍。
3.升程和行程应满足设计要求，并保持一定的精度。
四、表面处理凸轮的表面处理对其使用寿命和性能具有重要影响。
常用的表面处理方法有以下几种：1.淬火处理：可以提高凸轮的硬度和耐磨性。
2.渗碳处理：可以在提高凸轮硬度的同时增强其耐蚀性。
3.氮化处理：可以提高凸轮的硬度和耐磨性，同时增强其耐蚀性。
4.电镀处理：可以在不改变凸轮基体材料的情况下增强其耐磨性和耐蚀性。
5.喷涂处理：可以在不改变凸轮基体材料的情况下增强其耐磨性和耐蚀性，同时可以保护凸轮免受腐蚀和摩擦损伤。
6.其他处理方法：如离子注入、激光熔覆等新型表面处理方法可以提高凸轮的性能和使用寿命。
在选择表面处理方法时，应根据实际需求和使用条件进行选择。
7.精度要求：凸轮的精度对其运动规律和性能具有重要影响。
根据不同的用途和使用条件，凸轮的精度要求可分为以下几种等级：8.一般用途凸轮：精度要求较低，适用于一般机械传动系统中的凸轮机构。
9.高精度凸轮：精度要求较高，适用于精密机械传动系统中的凸轮机构，如钟表、光学仪器等。
凸轮的分类
凸轮的分类凸轮是机械传动中常用的一种元件，用于控制和改变运动状态。
根据其形状和功能，凸轮可以分为多种类型。
本文将以凸轮的分类为标题，探讨各类凸轮的特点和应用。
一、斜面凸轮斜面凸轮是一种常见的凸轮类型，其特点是凸轮表面存在斜面结构。
斜面凸轮的作用是通过凸轮与其他机械部件的接触，实现运动状态的改变。
斜面凸轮广泛应用于各种机械设备中，如发动机的气门控制系统、自动化生产线中的传送带等。
斜面凸轮通过不同的斜面结构，可以实现不同的运动规律和速度变化。
二、圆柱凸轮圆柱凸轮是一种形状简单的凸轮类型，其外形类似于圆柱体。
圆柱凸轮的特点是表面平滑，运动规律简单。
圆柱凸轮常用于转动运动的传动系统中，如汽车发动机的凸轮轴。
圆柱凸轮的设计需要考虑到凸轮与其他部件的接触情况，以及凸轮表面的磨损和润滑等问题。
三、螺旋凸轮螺旋凸轮是一种特殊的凸轮类型，其表面呈螺旋状。
螺旋凸轮的特点是可以实现复杂的运动规律和速度变化。
螺旋凸轮广泛应用于机械传动系统中，如数控机床的进给系统、航天器的导航系统等。
螺旋凸轮的设计需要考虑到凸轮的螺旋角度、螺旋方向和螺旋周期等参数，以及凸轮与其他部件的配合精度和磨损问题。
四、椭圆凸轮椭圆凸轮是一种外形特殊的凸轮类型，其外形呈椭圆形。
椭圆凸轮的特点是可以实现不同方向的运动状态变化。
椭圆凸轮常用于复杂的机械传动系统中，如汽车变速器的离合器控制系统、机床的进给系统等。
椭圆凸轮的设计需要考虑到椭圆的长短轴比例、椭圆的倾斜角度等参数，以及凸轮与其他部件的配合精度和磨损问题。
五、心形凸轮心形凸轮是一种形状独特的凸轮类型，其外形呈心形。
心形凸轮的特点是可以实现非对称的运动状态变化。
心形凸轮常用于特殊的机械传动系统中，如钟表的摆轮系统、机器人的运动控制系统等。
心形凸轮的设计需要考虑到心形的尺寸比例、心形的倾斜角度等参数，以及凸轮与其他部件的配合精度和磨损问题。
凸轮是机械传动中常用的一种元件，根据其形状和功能可以分为斜面凸轮、圆柱凸轮、螺旋凸轮、椭圆凸轮和心形凸轮等多种类型。
凸轮的工作原理及作用
凸轮的工作原理及作用
嘿，朋友们！今天咱来聊聊凸轮这玩意儿。
凸轮啊，就像是机器世界里的一个小魔法师！
你看啊，凸轮长得奇形怪状的，可别小瞧了它。
它就像是一个有个性的指挥家，能让其他零件跟着它的节奏跳舞呢！它的工作原理其实挺简单的，就是通过自身独特的形状，在转动或者移动的时候，和其他零件产生互动。
想象一下，凸轮就像是一个会变戏法的大师，它一转起来，就能让与之接触的部件一会儿高一会儿低，一会儿快一会儿慢。
这不就像是我们跳舞的时候，领舞的人带着大家做出各种不同的动作嘛！
那凸轮有啥作用呢？哎呀，这作用可大了去了！比如说在发动机里，凸轮能控制气门的开闭，让燃料和空气能恰到好处地进入和排出，就像给发动机这个大力士喂饭一样，得喂得刚刚好，它才能有力气干活呀！在很多机械设备里，凸轮能实现各种复杂的动作和规律，让整个机器有条不紊地运行。
凸轮这东西啊，真的是很神奇！它虽然不大，但是却能发挥出巨大的作用。
没有它，很多机器可能就没法正常工作啦。
它就像是一个默默奉献的幕后英雄，不声不响地干着重要的活儿。
咱再想想，生活中不也有很多这样像凸轮一样的存在吗？那些看似不起眼，但却起着关键作用的人和事。
就好比一个团队里，那个总是默默地准备资料、安排细节的人，虽然可能不那么显眼，但没有他可不行呢！
所以啊，可别小看了凸轮，它可是机械世界里不可或缺的一份子呢！它用自己独特的方式，为各种机器的运行贡献着力量。
下次当你看到一台复杂的机器在运转的时候，不妨想想里面的凸轮，是它在悄悄地施展着魔法呢！它就像是一个小小的齿轮，带动着整个机械世界的运转，是不是很厉害？真的是让人不得不佩服啊！这就是凸轮，一个看似普通却又超级重要的小家伙！。
凸轮理论知识点总结
凸轮理论知识点总结一、凸轮的基本概念凸轮是一种用于把直线运动转变为回转运动的机械传动元件，它通常是一个环形的固定轮，上面有一定数量的凸起和凹槽。
凸轮主要用于控制气门、燃油喷射、点火正时等引擎系统的开合和正时。
凸轮的工作方式是通过外力推动凸轮导致其旋转，然后凸轮上的凸起部分布置在曲轴、凸轮轴等机械元件上，当凸轮旋转时，凸起部分会推动连杆、气门等机械元件实现相应的运动。
凸轮一般由钢铁等金属材料制成，具有较高的硬度和耐磨性，能够经受较大的转速和负载。
二、凸轮的分类根据凸轮的形状和应用场合，凸轮可以分为很多种类，常见的有以下几种：1. 圆柱凸轮：圆柱凸轮的截面为圆形，通常用于简单的运动控制，例如推动柱塞、针阀运动。
2. 高度相对其它凸轮较小，用于具有精密要求的运动控制。
3. 摇杆凸轮：摇杆凸轮的轮廓为椭圆形，用于控制具有复杂运动轨迹的机械元件，例如发动机气门控制。
4. 特殊形状凸轮：根据具体的运动要求，还可以设计出其他各种形状的凸轮，以满足特定的运动控制需求。
三、凸轮的工作原理凸轮的工作原理主要是通过两种运动方式来实现，一种是轴向运动，另一种是径向运动。
1. 轴向运动：当凸轮在轴向方向上被推动时，凸轮会沿着轴线方向做旋转，同时推动上面的凸起部分使相应的机械元件做相应的运动。
2. 径向运动：当凸轮在径向方向上被推动时，凸轮会沿径向方向做旋转，同时推动上面的凸起部分使相应的机械元件做相应的运动。
凸轮通过这两种运动方式的组合，可以实现各种复杂的运动控制，例如旋转、往复、摆动等运动。
四、凸轮的设计原则凸轮的设计主要依据以下几个原则：1. 运动轨迹的精确度：凸轮的轮廓设计应具有高精确度，能够确保与其他机械元件的配合精度。
2. 耐磨性和硬度：凸轮通常要承受较大的转速和负载，因此要具有足够的硬度和耐磨性，确保长期可靠的使用。
3. 结构的合理性：凸轮的结构设计应尽可能简洁，以降低成本和提高实用性。
4. 生产工艺的可行性：凸轮的生产应具有可行性，能够利用现有的生产设备和工艺来实现。
凸轮机构的工作原理
凸轮机构的工作原理
凸轮机构是一种常见的工程机械传动装置，它通过凸轮和连杆来实现转动运动的转化。
其工作原理如下：
1. 凸轮：凸轮是一个带有不规则曲线轮廓的轴，通常是圆柱体。
它的轮廓曲线根据需要进行设计，可以是圆弧、椭圆或其他形状。
凸轮的作用是带动连杆完成特定的运动。
2. 连杆：连杆是一个与凸轮相连的刚性杆件，它可以是直杆、摇杆、活塞杆等形式。
连杆的一端与凸轮相连，另一端则连接着被驱动的零件，如活塞、摇臂等。
3. 转动运动转化：当凸轮不断旋转时，凸轮轮廓上的凸点会使连杆发生相应的运动。
这是由于凸轮轮廓的不规则性，使得连杆在转动过程中受到不同大小和方向的力，从而引起连杆的运动。
4. 应用：凸轮机构在多种机械系统中被广泛应用，如汽车发动机、工业机械、制造业自动化等。
它的工作原理简单可靠，能够实现复杂的运动要求，起到了重要的传动和控制作用。
总之，凸轮机构通过凸轮和连杆的配合来实现传动和控制功能，具有可靠性高、准确性好等优点，是工程领域中常见的机械传动装置之一。
凸轮的推程运动角和回程运动角
凸轮的推程运动角和回程运动角1. 什么是凸轮运动说到凸轮，可能很多人第一反应就是那种神奇的机器，哎呀，真的是一个小小的零件，却能把简单的运动变得复杂多彩。
就像人生一样，咱们平时走路是直来直去的，但碰上凸轮，它就把这简单的动作搞得花样百出。
凸轮的推程运动角和回程运动角，听起来就像是一道数学题，其实它们更像是一场精彩的舞蹈，既有节奏又有韵律。
1.1 推程运动角先说说推程运动角，简单来说，就是凸轮推动某个零件向前运动的那一部分。
想象一下，你在公园里推着滑板车，那一推，车子一下子就飞了出去。
推程就有点这个意思。
在这个过程中，凸轮的形状决定了这个“推”的力度和距离。
就好比你推滑板车的速度，慢慢来还是一口气推得飞起来，完全取决于你怎么用力。
1.2 回程运动角再来说说回程运动角，顾名思义，就是从最远处返回的过程。
这一过程就像你玩过山车，车子飞驰到最高点，随后要往下走了。
这个回程同样重要，没它的话，推程就像没头苍蝇，根本不能结束。
回程运动的设计不仅要考虑速度和角度，还要确保安全，毕竟谁也不想在最刺激的时刻翻车嘛。
2. 为何这两个运动角很重要2.1 影响机械性能好啦，知道了推程和回程，咱们再聊聊它们为什么那么重要。
首先，这两个角度直接影响到机械的性能。
就好比咱们开车，油门和刹车要配合得当，才能让车开得稳当。
假如推程和回程角度不合适，机械的运转就会出现问题，甚至可能导致故障，哎呀，那就麻烦了，谁也不想遇到这种情况。
2.2 提高效率另外，推程和回程的设计还能大大提高工作效率。
想想你在做作业，如果每道题都卡在那儿，拖拖拉拉，效率能高吗？同样的道理，合理的角度设置能让机械工作得更快更顺畅，减少无谓的时间浪费。
对于那些需要高速运转的设备来说，这可是个不得了的好消息，简直就是锦上添花。
3. 小结一下3.1 总结推程与回程所以，朋友们，当我们在看一些复杂的机械装置时，别忘了那看似不起眼的凸轮。
它的推程运动角和回程运动角，像是舞蹈中的节奏，虽然细微却至关重要。
生活中运用凸轮机构的例子
生活中运用凸轮机构的例子凸轮机构是一种利用凸轮运动实现动力转换的装置，被广泛应用于生活中的各种场景。
以下是一些常见的生活中运用凸轮机构的例子：1.汽车发动机：汽车的发动机中使用了凸轮机构来控制汽缸的进气和排气过程。
凸轮通过凸轮轴驱动，控制气门的开闭，实现气缸中混合气的进出。
凸轮机构的运用使发动机能够高效地进行燃烧和动力输出。
2.洗衣机搅拌装置：在洗衣机中，搅拌装置通常通过凸轮机构来完成。
凸轮通过驱动电机的转动，使得洗衣桶内的衣物得到充分搅拌，提高洗涤效果。
3.手动缝纫机：手动缝纫机中也运用了凸轮机构。
缝纫机通过驱动轴上的凸轮，实现针杆的上下运动，从而使得针线逐针地贯穿织物，完成缝纫作业。
4.锁具：一些高级的锁具中也使用了凸轮机构。
凸轮的设计使得钥匙在正确插入后，凸轮与锁芯的齿轮形成匹配，进而可以顺利开启锁。
5.车钥匙：现代汽车的遥控钥匙中，通常有一个小型凸轮机构。
当按下按钮时，凸轮的运动会触发芯片，使其发送信号给车辆，实现远程开锁等功能。
6.矿山机械：在煤矿等地下工作场景中，常会使用凸轮机构来驱动提升机、输送机以及破碎机等设备的工作。
凸轮的旋转运动通过连杆来驱动相应机械部件，帮助完成矿山的开采和运输工作。
7.邮件分拣机：在邮件分拣中心，凸轮机构也广泛运用。
凸轮通过机械运动，将邮件按照不同的规则和范围进行分拣和归类，提高邮件处理效率。
8.噪音玩具：一些玩具中会使用凸轮机构来制造声音效果。
凸轮通过旋转时的布条和其他物体的摩擦，产生不同的声音，增加玩具的趣味性。
9.机器人手臂：机器人的手臂通常也运用了凸轮机构。
凸轮通过运动带动连杆的运动，从而使机器人手臂实现精确的抓取和定位功能。
10.雷达系统：在雷达系统中，凸轮机构能够实现收发天线的定位和转动。
凸轮机构可以控制天线的角度和方向，从而准确地接收和发送信号，帮助雷达系统实现目标探测和跟踪。
通过以上例子可以看出，凸轮机构在生活中被广泛运用。
它以其结构简单、运动灵活等特点，提高了各种装置的效率和功能，为我们的生活和工作提供了极大的便利。
凸轮设计说明书
凸轮设计说明书一、概述凸轮是机械传动系统中常用的元件，它通过不规则的形状来控制运动部件的运动轨迹和工作节奏。
凸轮设计的合理与否直接影响到机器的运行效率和性能稳定性。
本文将详细介绍凸轮的设计原理以及相关计算方法，旨在帮助工程师在机械设计中获得更好的凸轮性能。
二、凸轮的基本原理1. 运动行程要求：首先需要确定被控运动部件（如气门、活塞等）的运动行程要求，包括最大行程、最小行程以及行程的速度变化等。
这将直接影响凸轮的设计参数。
2. 运动类型选择：凸轮的设计需根据运动部件的性质选择合适的运动类型，如简谐运动或非简谐运动。
简谐运动是指在行程内运动部件速度恒定或变化规律简单等特点；非简谐运动则是指速度变化复杂或不规律的运动。
根据运动类型的选择，设计凸轮的形状和旋转角度。
3. 凸轮参数计算：根据凸轮的设计需求以及所需运动部件的行程要求，可以通过计算得到凸轮的几何参数。
这些参数包括凸轮半径、凸轮高度、凸轮底部半径等。
根据这些参数，可以绘制凸轮的剖面图，进一步验证设计的可行性。
三、凸轮的设计流程1. 确定运动要求：根据机械系统的运动要求确定被控运动部件的运动方式和行程要求。
2. 选择运动类型：根据运动要求和运动部件的性质选择合适的运动类型。
3. 计算凸轮参数：根据运动要求和所选择的运动类型，计算凸轮的几何参数。
4. 绘制凸轮图：根据计算得到的凸轮参数，利用CAD软件绘制凸轮的剖面图。
5. 验证设计：通过模拟分析或物理实验验证凸轮设计的合理性和可行性，如果需要，可以对设计进行修正和调整。
四、凸轮设计注意事项1. 凸轮的形状应尽可能简单，以便于加工和装配。
2. 凸轮的表面应经过精密处理，以减小摩擦阻力并延长使用寿命。
3. 凸轮的安装位置应合理，以保证凸轮与运动部件的配合精度。
4. 在设计凸轮时应充分考虑材料的强度和耐磨性，以满足长时间的高速运动。
五、结论凸轮的设计是机械传动系统中的重要环节，合理的凸轮设计能够提高机器的工作效率和性能稳定性。
凸轮的结构原理
凸轮的结构原理凸轮是机械传动中的一种重要装置，广泛应用于各种机械设备中，如发动机、机床和汽车等。
凸轮的结构原理是通过凸轮轴的旋转运动，将凸轮的凸起部位传递给其他部件，从而实现一定的机械运动。
凸轮的结构可以分为两个部分：凸轮轴和凸轮片。
凸轮轴是凸轮的主体部分，通常由钢铁等材料制成。
凸轮片是固定在凸轮轴上的凸起部分，通常为圆形或椭圆形。
凸轮片的形状和数量可以根据需要进行设计，以满足不同的运动要求。
凸轮的结构原理包括以下几个方面：1. 凸轮轴：凸轮轴是凸轮的主轴，也是凸轮的支撑部分。
它承受着凸轮的旋转运动，并通过轴承等装置来保持凸轮轴的稳定。
凸轮轴通常是圆柱形状，其一端装有轴承，另一端则可以通过带动装置（如齿轮或链条）与外部动力源相连。
2. 凸轮片：凸轮片是固定在凸轮轴上的凸起部分，通常呈圆形或椭圆形。
凸轮片的形状决定了它所传递的运动规律，如简单的往复运动、周期性的摆动运动或复杂的连续运动等。
凸轮片的数量可以根据需要进行设计，以实现不同的机械运动。
3. 凸轮轴的旋转：凸轮轴通过外部动力源（如电动机或发动机）的带动，进行旋转运动。
凸轮轴的旋转速度和方向可以根据需要进行调整，以适应不同的工作要求。
凸轮轴的旋转运动将凸轮片的凸起部分传递给其他部件，从而实现机械运动。
4. 凸轮的传动机构：凸轮通常通过齿轮、链条或传动带等传动机构与其他部件相连。
这些传动机构可以保证凸轮的旋转运动能够准确地传递给其他部件，并实现协调的机械运动。
凸轮的结构原理实际上是利用凸轮轴的旋转运动来传递凸轮片的凸起部分，并通过传动机构将凸轮的运动转化为其他部件的运动。
凸轮的结构和运动规律可以根据实际需要进行设计，以满足不同的工作要求。
凸轮在机械传动中具有重要的作用，它可以将旋转运动转化为其他各种形式的机械运动，如往复运动、摆动运动和连续运动等。
凸轮的结构原理是实现这种运动转化的基础，通过凸轮的结构和运动规律的设计，可以实现各种机械设备的功能和性能要求。
零件加工中的凸轮加工技术
零件加工中的凸轮加工技术凸轮是机械加工中常用的零件，减速器、燃油泵、车辆发动机以及其他机械的运动部分都会使用凸轮。
与常规的机械加工不同，凸轮具有对称的、非圆形的外形。
为了满足对凸轮形状的需求，制造凸轮需要特别的加工技术，下文将介绍凸轮加工方面的重点内容。
一、凸轮加工凸轮的外形特殊，不同于圆形或长方形这种常规形状。
传统的加工方式难以加工出精确的凸轮，需要精密的加工设备和加工方式。
凸轮加工的基本方法包括切削加工和非切削加工。
切削加工的方式包括铣削、车削等方法，而非切削加工包括电火花加工和激光加工等方法。
二、凸轮铣削凸轮铣削是常用的凸轮加工方式。
通过旋转刀具和床架，将工件放在床上进行旋转，从而进行凸轮的铣削加工。
凸轮铣削需要使用具有一定刚性和转速的铣削设备。
工具可以是不同形状的铣刀，同时需要精确的设备调整和加工操作。
铣削的机床需要有一定的高精度导轨以及刚性支持，以确保刀具对凸轮的铣削牢固有效。
三、凸轮车削凸轮车削是另一种常见的凸轮加工方式。
车削是通过转动工件在车床上，使车刀前进对工件进行车削。
凸轮车削的原理是不断向工件进给车刀，使其完成对工件的凸轮的加工。
然而，由于工件的非对称形状，凸轮加工需要不断调整车刀的位置，需要具有一定的经验和技能。
四、数控技术在凸轮加工中的应用随着数控技术的发展，数字化和自动化生产模式正在逐步普及，凸轮制造的数控加工也越来越受到广泛的关注。
数控加工，尤其是三轴、四轴和五轴数控加工可以精确地控制刀具的移动和位置，从而生产出具有精确外形的零件和复杂形状的凸轮。
在凸轮加工中，数控机床和包括CAD/CAM软件在内的各种技术可完全自动化地完成凸轮数字化设计和加工、刀具管理和审核、刀路生成和模拟。
与传统工艺相比，数控汽车凸轮加工具有加工效率高、加工精度高和加工重复性好等优点。
在未来，随着数控加工的技术发展和应用，凸轮加工的效率和质量将更加提高。
五、结论凸轮制造是一项十分重要的机械加工工作。
凸轮的分类
凸轮的分类
凸轮是一种机械元件，广泛应用于各种机械设备中。
根据凸轮的形状和功能，可以将凸轮分为以下几类。
一、交替凸轮：交替凸轮是指凸轮上的凸台对称分布，且相邻凸台的高度不同。
交替凸轮常用于驱动某些机械零件的运动，如气门机构中的凸轮，通过不同高度的凸台来控制气门的开启和关闭。
二、等高凸轮：等高凸轮是指凸轮上的凸台高度相同。
等高凸轮常用于传动机构中，通过凸轮的旋转来驱动其他零件做简谐运动。
三、对称凸轮：对称凸轮是指凸轮上的凸台关于凸轮中心线对称分布。
对称凸轮常用于机械设备中的传动机构，通过凸轮的旋转来驱动其他零件做往复运动。
四、非对称凸轮：非对称凸轮是指凸轮上的凸台不关于凸轮中心线对称分布。
非对称凸轮常用于一些特殊的机械设备中，通过凸轮的旋转来实现复杂的运动路径。
五、连杆凸轮：连杆凸轮是指凸轮与连杆相结合的一种机构。
连杆凸轮常用于发动机中的气门机构，通过凸轮的旋转和连杆的运动来控制气门的开启和关闭。
六、椭圆凸轮：椭圆凸轮是指凸轮的截面为椭圆形。
椭圆凸轮常用于一些需要实现复杂运动轨迹的机械设备中，通过凸轮的旋转来驱
动其他零件做复杂的运动。
七、多凸轮：多凸轮是指一个轴上有多个凸轮。
多凸轮常用于一些需要同时驱动多个零件的机械设备中，通过凸轮的旋转来驱动多个零件做不同的运动。
以上是凸轮的几种分类，每种凸轮都有其特定的应用领域和功能。
通过合理选择和设计凸轮，可以实现不同的机械运动需求，提高机械设备的性能和效率。
在机械设计和制造中，选择适合的凸轮类型是十分重要的一步，需要考虑机械设备的具体要求和工作条件，以实现最佳的运动控制效果。
凸轮机构及其设计PPT课件
产生非常大的惯性力。 柔性冲击——由于加速度发生有限值的突变，导致从动件产生有限值的惯性
力突变而产生有限的冲击。
压力角、许用压力角 ——从动件在高副接触点所受的法向力与从动件该 点的速度方向所夹锐角α 。压力角过大时，会使机 构的传力性能恶化。工程上规定其临界值为许用压 力角[α]。不同的机器的许用压力角要求不同，凸轮 机构设计时要求 α ≤ [α]。
2) 摆动从动件的压力角
如下图所示， ω1和ω2同向，P点是瞬心点，过 P作垂直于AB延长线得D。由ΔBDP得
tanα =BD/PD
（2）
由ΔADP得
BD =AD-AB= APcos(ψ0 +ψ)-l
P
PD= APsin(ψ0 +ψ)
n
由瞬心性质有 AP ω2 =OP ω1 = (AP-a) ω1
解得
s＝h[1-φ/Φ’ +sin(2πφ/Φ’)/2π] v＝hω[cos(2πφ/Φ’)-1]/Φ’ a＝-2πhω2 sin(2πφ/Φ’)/Φ’2
特点：无冲击，适于高速凸轮。
s
Φ v a
.
h φ
Φ’
φ
φ
21
改进型运动规律
单一基本运动规律不能满足工程要求时，
分别取一、二、五次项，就得到相应幂次的运动规律。
基本边界条件
凸轮转过推程运动角Φ ——从动件上升h 凸轮转过回程运动角Φ’——从动件下降h
将不同的边界条件代入以上方程组，可.求得待定系数Cபைடு நூலகம் 。
16
1） 一次多项式（等速运动）运动规律 边界条件
在推程起始点： φ =0， s=0 在推程终止点： φ =δ0 ，s=h 代入得：C0＝0， C1＝h/Φ
凸轮控制原理
凸轮控制原理
凸轮控制原理，顾名思义，是通过凸轮的运动来控制机械系统的运动。
凸轮通常是一个圆柱体，上面具有各种形状的凸起，这些凸起称为凸轮形状。
凸轮的运动可以使得与其接触的零件发生相应的运动，从而实现系统的控制。
凸轮的形状和运动规律是凸轮控制的核心。
不同的机械系统需要不同形状的凸轮来满足其特定的运动需求。
凸轮可以分为各种形状，如圆形、椭圆形、心形等等。
凸轮的形状将直接影响到被控制零件的运动轨迹和速度。
凸轮的运动规律可以通过凸轮曲线来描述。
凸轮曲线是一个二维曲线，描述了凸轮在运动过程中的位置和方向变化。
常见的凸轮曲线包括了简单闭合曲线和复杂曲线。
简单闭合曲线一般是一个周期的曲线，而复杂曲线则由多个周期的简单闭合曲线组合而成。
凸轮控制原理的实现通常需要使用凸轮机构和从动件。
凸轮机构是由凸轮和凸轮副组成的机构，可以将凸轮的转动运动转换为从动件的线性或旋转运动。
凸轮副使得凸轮能够与从动件保持接触，并将凸轮的运动传递给从动件。
在凸轮控制原理中，关键的要素是凸轮的形状设计、凸轮机构的选择以及凸轮的运动规律。
通过合理地设计凸轮形状和运动规律，可以实现各种复杂的运动控制。
凸轮控制原理被广泛应用在各种机械系统中，如发动机的气门控制、机床的工件加工等等，为机械系统的运动控制提供了有效的手段。
凸轮设计标准
凸轮设计标准导言凸轮是机械传动系统中常见的元件，其设计的合理性直接关系到机械系统的性能和使用寿命。
为了确保凸轮的设计能够满足使用要求，需要遵循一系列的凸轮设计标准。
本文将从凸轮的基本原理、设计要求、制造工艺等方面入手，对凸轮设计标准进行详细的分析和总结。
一、凸轮的基本原理凸轮是一种具有不规则外形的旋转零件，常用于传动机构中。
通过凸轮与相应的摩擦副作用，可实现连续往复运动或作往复运动。
在凸轮的设计中，需要考虑的主要因素包括凸轮外形的曲线形状、凸轮与运动副之间的运动关系、以及凸轮的材料和制造工艺等。
二、凸轮设计要求1.凸轮的运动规律要求要求：（1）顺从机构要求的往复或连续运动规律；（2）与实际工作过程中的负载、惯量、速度和加速度等参数相匹配；（3）保证与摩擦副之间的相对运动规律。
2．凸轮轮廓的设计：（1）凸轮运动规律的分析为轮廓线的基础；（2）保证摩擦副的工作可靠性和寿命；（3）减小凸轮与摩擦副的相对运动磨损。
3.凸轮的制造要求：（1）凸轮的材料要求；（2）凸轮的表面质量要求；（3）凸轮的装配和调试要求。
三、凸轮设计标准1.国际标准：（1）ISO 9075：1991机器构图中的一般凸轮和滑块图样的表示（2）ISO 8321：1986机器构图中的一般凸轮图型的表示-基本凸轮和增加凸轮2.国家标准：（1）GB/T 28790-2012凸轮轴技术条件（2）GB/T 4717-2005机械构图凸轴基本尺寸十（3）GB/T 6862-2013 凸轮滚轴型凸轮位总体技术条件四、凸轮的制造工艺凸轮的制造工艺涉及到材料选择、加工工艺和表面处理三个方面。
1.材料的选择：通常情况下，凸轮的制造常采用优质合金钢或高速钢，以保证其强度、硬度和耐磨性。
2.加工工艺：凸轮的加工工艺包括车削、铣削、磨削等多种工艺，以保证凸轮的准确性和表面质量。
3.表面处理：凸轮表面的热处理、表面喷涂等工艺，将影响凸轮的耐磨性、耐腐蚀性和表面硬度。
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。
解释凸轮运动的四个过程
解释凸轮运动的四个过程凸轮是一种机械传动元件，广泛应用于各种机械设备中。
它通过凸轮的旋转运动，能够带动其他零件实现各种复杂的运动功能。
凸轮运动的四个过程包括起始过程、上升过程、持续过程和下降过程。
下面将对这四个过程进行详细解释。
1. 起始过程凸轮运动的起始过程是指凸轮从初始位置开始旋转至起始点的过程。
在起始过程中，凸轮的转动速度逐渐增加，以达到适合后续过程的速度。
起始过程中的凸轮位置可以通过调节凸轮轴的位置和初始转速来控制。
起始过程的长度和速度是根据具体的机械运动需求来确定的。
2. 上升过程凸轮运动的上升过程是指凸轮从起始点开始，凸轮曲面与相关机构接触并开始推动机构上升的过程。
在上升过程中，凸轮曲面的形状决定了机构上升的速度和位移。
凸轮的凸点与机构接触后，机构将会受到凸轮的力推动并上升，直到凸点离开机构。
上升过程中，凸轮的曲面形状应根据机构需要的运动规律来设计，可以是直线上升、加速上升或匀速上升等。
凸轮上升过程的控制可以通过调整凸轮曲面的形状、凸点的位置和凸轮的转速来实现。
3. 持续过程凸轮运动的持续过程是指在凸轮上升过程完成后，凸轮曲面与机构始终接触并保持稳定的过程。
在持续过程中，凸轮的曲面形状和机构的设计决定了机构的运动特性。
通过凸轮曲面的形状设计，可以实现机构的任意曲线运动，如直线运动、圆周运动、椭圆运动等。
持续过程中，凸轮的转动速度和曲面形状的变化将直接影响机构的运动速度和位移。
通过合理设计凸轮曲面和控制凸轮的转速，可以实现复杂的机构运动，满足不同的功能需求。
4. 下降过程凸轮运动的下降过程是指凸轮接触机构结束后，凸轮继续旋转直到下降到初始位置的过程。
在下降过程中，凸轮的转动速度逐渐减小，直至停止。
凸轮下降过程的控制可以通过调节凸轮的转速和凸轮轴的位置来实现。
下降过程中凸轮曲面与机构不再接触，机构将恢复到初始状态或进入下一个阶段的运动。
凸轮的下降过程需要根据凸轮运动系统的需求来设计，以确保凸轮与机构之间的运动顺利结束。
凸轮运动规律
凸轮运动规律引言凸轮是一种常见的机械传动元件，通过其特殊的形状可以将旋转运动转化为直线或曲线运动。
在工程和日常生活中，凸轮被广泛应用于各种机械装置和机械工具中，如发动机气门控制系统、自动化生产线和纺织机械等。
本文将详细介绍凸轮的运动规律，包括凸轮的构造、凸轮的运动学和凸轮的运动学分析等方面。
一、凸轮的构造凸轮可以说是一种特殊的齿轮，其主要由凸轮面和轴部组成。
凸轮面的形状根据具体的需求而定，常见的有凸圆、椭圆、正弦曲线等。
轴部用来连接凸轮与传动装置，通常为圆柱体形状。
凸轮的构造要考虑到其与传动装置的配合，以及所需的运动规律。
在实际设计中，可以根据需要选择不同的凸轮轮廓，从而实现不同的运动。
二、凸轮的运动学凸轮的运动学研究凸轮的运动规律和运动参数。
在机械设计中，我们通常需要确定凸轮的运动学参数，如凸轮的转速、凸轮面上具体点的位置和速度等。
2.1 凸轮的转动运动学凸轮的转动运动学研究凸轮的转动规律。
根据凸轮的构造和传动装置的要求，我们需要确定凸轮的转动角度与时间的关系。
常见的凸轮转动规律有恒速转动、变速转动和周期性转动等。
其中，恒速转动的凸轮转动角度与时间成正比；变速转动的凸轮转动角度与时间不成线性关系；周期性转动的凸轮在一定周期内循环运动。
2.2 凸轮的运动学分析在凸轮的运动学分析中，我们主要研究凸轮面上的具体点的位置和速度等参数。
凸轮面上的点的位置可以通过解析几何方法或几何图形方法确定。
在解析几何方法中，我们通常采用参数方程或极坐标方程来描述凸轮的轮廓；在几何图形方法中，我们可以通过绘制凸轮的几何图形来确定凸轮面上的点的位置。
凸轮面上点的速度可以通过求解凸轮的速度分量来确定。
对于直线运动的凸轮点，我们可以直接求解其速度；对于曲线运动的凸轮点，我们可以通过变速率中心和凸轮点之间的瞬时转轴来确定凸轮点的速度。
三、凸轮的运动规律凸轮的运动规律是指凸轮在转动过程中，凸轮面上的点的运动规律。
凸轮的运动规律可以根据凸轮的轮廓和传动装置的要求来确定。
- 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)。
X1=(s0+s).*cos(x)-e.*sin(x); Y1=(s0+s).*sin(x)+e.*cos(x); %实际轮廓 X11=X1-(rr.*(cos(x).*(s + s0) e.*sin(x)))./((sin(x).*(s + s0) + e.*cos(x)).^2 + (cos(x).*(s + s0) - e.*sin(x)).^2).^(1./2); Y11=Y1-(rr.*(sin(x).*(s + s0) + e.*cos(x)))./((sin(x).*(s + s0) + e.*cos(x)).^2 + (cos(x).*(s + s0) - e.*sin(x)).^2).^(1./2); plot(X1,Y1,'r',X11,Y11,'r'),hold on; %远休 x=150.*pi/180:pi/200:200.*pi/180; s=50; X2=(s0+s).*cos(x)-e.*sin(x); Y2=(s0+s).*sin(x)+e.*cos(x); X22=X2-(rr.*(cos(x).*(s + s0) e.*sin(x)))./((sin(x).*(s + s0) + e.*cos(x)).^2 + (cos(x).*(s + s0) - e.*sin(x)).^2).^(1./2); Y22=Y2-(rr.*(sin(x).*(s + s0) + e.*cos(x)))./((sin(x).*(s + s0) + e.*cos(x)).^2 + (cos(x).*(s + s0) - e.*sin(x)).^2).^(1./2); plot(X2,Y2,'g',X22,Y22,'g'),hold on; %回程
yxx4=diff(y4,x4,2); for xx4=(300*pi/180):(pi/100):( 2*pi);
k4=subs(abs((tx4*yxx4txx4*yx4)/(tx4^2+yx4^2)^1.5),{x4},{xx4});
v=[v,1/k4]; end min(v) function f= lunkuo; h=50;x1=150;t1=50;x2=100;t2=60; x1=x1.*pi./180;x2=x2.*pi./180;t1=t1.*pi./180;t2=t2.*pi./180; s0=50;e=10;rr=15; %升程
y2 = (s0 + s2)*sin(x2) - e*cos(x2); tx2=diff(t2,x2); txx2=diff(t2,x2,2); yx2=diff(y2,x2); yxx2=diff(y2,x2,2); for xx2=(150*pi/180):(pi/100):(200*pi/180); k2=subs(abs((tx2*yxx2txx2*yx2)/(tx2^2+yx2^2)^1.5),{x2},{xx2}); v=[v,1/k2]; end s3 = 50*(1+cos(pi*(x3(200*pi/180))/(100*pi/180)))/2; t3 = (s3 + s0)*cos(x3)-e*sin(x3); y3 = (s0 + s3)*sin(x3) - e*cos(x3); tx3=diff(t3,x3); txx3=diff(t3,x3,2); yx3=diff(y3,x3); yxx3=diff(y3,x3,2); for xx3=(200*pi/180 ):(pi/100):(300*pi/180); k3=subs(abs((tx3*yxx3txx3*yx3)/(tx3^2+yx3^2)^1.5),{x3},{xx3}); v=[v,1/k3]; end s4 = 0; t4 = (s4 + s0)*cos(x4)-e*sin(x4); y4 = (s0 + s4)*sin(x4) - e*cos(x4); tx4=diff(t4,x4); txx4=diff(t4,x4,2); yx4=diff(y4,x4);
2.绘制凸轮机构dφ/ds – s线图
function f= jiyuan; x1=150;t1=50;x2=100;t2=60;h=50; x1=x1*pi/180;x2=x2*pi/180;t1=t1*pi/180;t2=t2*pi/180;
x= 0:0.001:150*pi/180; %升程 v/w s = h*(x/x1-sin(2*pi*x/x1)/(2*pi)); k =-h*(1-cos(2*pi*x/x1))/x1; plot(k,s,'r'),hold on; x=200*pi/180:0.001:300*pi/180; %回程 v/w
ห้องสมุดไป่ตู้
s = h*(1+cos(pi*(x-(x1+t1))/x2))/2; k = pi*h*sin(pi*(x-(x1+t1))/x2)/(2*x2); plot(k,s,'g'),hold on; %回程切线 for i=-11:1:-11;
f=@(k)k*tan(pi/6)+i; k =-40:0.1:50; s=f(k); plot(k,s),hold on; end %升程切线 for i=-25.9:0.2:-25.9; f=@(k)-k*tan(50*pi/180)+i; k =-40:0.1:50; s=f(k);
yxx1=diff(y1,x1,2); for xx1= 0:(pi/100):(150*pi/180);
k1=subs(abs((tx1*yxx1txx1*yx1)/(tx1^2+yx1^2)^1.5),{x1},{xx1});
v=[v,1/k1]; end
s2 = 50; t2 = (s2 + s0)*cos(x2)-e*sin(x2);
plot(k,s),hold on; end grid on f=@(k)k*tan(50*pi/180); k=-50:0.1:0; s=f(k); plot(k,s),hold on xlabel('ds/dφ'); ylabel('s(φ)'); title('类速度-位移图线 ');plot(-10,-50,’o’);
1.设计题目
第3题：
升 升程 升 升程 回程 回 回城 远休 近休
程/mm 运动 程 许用 运动 程 许用 止 止
角/。 运 压力 角/。 运 压力 角/。 角/。
动 角/。
动 角/。
规
规
律
律
50 150 正 40 100 余 60 50 60
弦
弦
加
加
速
速
度
度
2.运动方程式及运动线图
本实验由题可知凸轮逆时针旋转。 确定凸轮机构推杆升程、回程运动方程，并绘制推杆位移、速 度、加速度线图。（设定角速度为） 升程：(0<φ<150)
3.绘制凸轮轮廓曲线
function f=v; syms x1 x2 x3 x4
s0 = 51; e = 10; s1 = 50*(x1/(150*pi/180)sin(2*pi*x1/(150*pi/180))/(2*pi)); t1 = (s1 + s0)*cos(x1)-e*sin(x1); y1 = (s0 + s1)*sin(x1) - e*cos(x1); tx1=diff(t1,x1); txx1=diff(t1,x1,2); yx1=diff(y1,x1);
代入数值后得到计算公式为
远休： 回程：
代入数值得到计算公式为
近休： 由上述公式通过编程代入已知量得到位移、速度、加速度曲线
3.凸轮机构的线图及基圆半径r0和偏距e的确定
由题目知为压力角，升程许用压力角为，回程许用压力角为. 凸轮机构的线图如下图所示（代码详见附录）：
确定凸轮基圆半径与偏距： 由图中范围选定点（-10，-50）为凸轮转轴O点，则 取基圆半径为r0 =51mm，偏距e = 10mm。
x=200.*pi/180:pi/200:300.*pi/180; s = h.*(1+cos(pi.*(x-(x1+t1))./x2))./2;
X3=(s0+s).*cos(x)-e.*sin(x); Y3=(s0+s).*sin(x)+e.*cos(x); X33=X3-(rr.*(cos(x).*(s + s0) e.*sin(x)))./((sin(x).*(s + s0) + e.*cos(x)).^2 + (cos(x).*(s + s0) - e.*sin(x)).^2).^(1./2); Y33=Y3-(rr.*(sin(x).*(s + s0) + e.*cos(x)))./((sin(x).*(s + s0) + e.*cos(x)).^2 + (cos(x).*(s + s0) - e.*sin(x)).^2).^(1./2); plot(X3,Y3,'k',X33,Y33,'k'),hold on; %近休 x=300*pi/180:pi/200:2*pi; s=0; X4=(s0+s).*cos(x)-e.*sin(x); Y4=(s0+s).*sin(x)+e.*cos(x); X44=X4-(rr.*(cos(x).*(s + s0) e.*sin(x)))./((sin(x).*(s + s0) + e.*cos(x)).^2 + (cos(x).*(s + s0) - e.*sin(x)).^2).^(1./2); Y44=Y4-(rr.*(sin(x).*(s + s0) + e.*cos(x)))./((sin(x).*(s + s0) + e.*cos(x)).^2 + (cos(x).*(s + s0) - e.*sin(x)).^2).^(1./2); plot(X4,Y4,'b',X44,Y44,'b'),hold on; x=0:pi/200:2*pi; X4=(s0+s).*cos(x)-e.*sin(x); Y4=(s0+s).*sin(x)+e.*cos(x); plot(X4,Y4,'b');