凸轮机构解析精选课件PPT
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凸轮机构的应用和分类ppt课件
适用场合：中速、低速、轻载。
运动规律的组合原则
➢ 按凸轮机构的工作要求选择一种基本运动规律作为主体运动 规律，然后用其它运动规律与之组合，通过优化对比，寻求最 佳的组合型式。 ➢ 行程的起点和终点处有较好的边界条件。
➢ 根据不同的使用要求，运动规律的连接点处应满足位移、速 度、加速度甚至是更高一阶导数的连续条件，以减少或避免冲 击。
t
s
h
' S
360
t s
h
s'
四、凸轮与从动件的材料及结构
1、材料
凸轮机构工作时，往往承受动载荷的作用，同时凸轮表 面承受强烈磨损。因此，要求凸轮的工作表面硬度高，具 有良好的耐磨性，心部有良好的韧性。当低速、轻载时， 可以选用铸铁作为凸轮的材料。中速、中载时可以选用优 质碳素结构钢、合金钢作为凸轮的材料,并经表面淬火或滲 碳淬火，使硬度达到。高速、重载凸轮可以用优质合金钢 材料，并经表面淬火或滲氮处理。
从动件：材料与凸轮相同，但从动件磨损更严重更早。 所以一般从动件硬度比凸轮要高一些。
2、结构
(1)凸轮轴 当凸轮尺寸小且接近轴径时，则凸轮与轴做成一 体，称为凸轮轴，如图所示。
(2)整体式凸轮 当凸轮尺寸较小又无特殊要求或不需经常装拆 时，一般采用整体式凸轮，如图所示。
(3)可调式凸轮（组合式）
按凸轮与从动件维持高副接触的方式分类
力封闭式 型封闭式
三、凸轮传动的工作过程
★基圆：以凸轮最小半径r0所 作的圆，r0称为凸轮的基圆半
径。
★推程、推程运动角： t
★远休、远休止角： s
★回程、回程运动角： h ★近休、近休止角： s '
★行程：h
★位移：s=r-r0 ★推杆的运动规律：是指推杆 在运动过程中，其位移、速度 和加速度随时间变化（凸轮转 角δ变化）的规律。
运动规律的组合原则
➢ 按凸轮机构的工作要求选择一种基本运动规律作为主体运动 规律，然后用其它运动规律与之组合，通过优化对比，寻求最 佳的组合型式。 ➢ 行程的起点和终点处有较好的边界条件。
➢ 根据不同的使用要求，运动规律的连接点处应满足位移、速 度、加速度甚至是更高一阶导数的连续条件，以减少或避免冲 击。
t
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四、凸轮与从动件的材料及结构
1、材料
凸轮机构工作时，往往承受动载荷的作用，同时凸轮表 面承受强烈磨损。因此，要求凸轮的工作表面硬度高，具 有良好的耐磨性，心部有良好的韧性。当低速、轻载时， 可以选用铸铁作为凸轮的材料。中速、中载时可以选用优 质碳素结构钢、合金钢作为凸轮的材料,并经表面淬火或滲 碳淬火，使硬度达到。高速、重载凸轮可以用优质合金钢 材料，并经表面淬火或滲氮处理。
从动件：材料与凸轮相同，但从动件磨损更严重更早。 所以一般从动件硬度比凸轮要高一些。
2、结构
(1)凸轮轴 当凸轮尺寸小且接近轴径时，则凸轮与轴做成一 体，称为凸轮轴，如图所示。
(2)整体式凸轮 当凸轮尺寸较小又无特殊要求或不需经常装拆 时，一般采用整体式凸轮，如图所示。
(3)可调式凸轮（组合式）
按凸轮与从动件维持高副接触的方式分类
力封闭式 型封闭式
三、凸轮传动的工作过程
★基圆：以凸轮最小半径r0所 作的圆，r0称为凸轮的基圆半
径。
★推程、推程运动角： t
★远休、远休止角： s
★回程、回程运动角： h ★近休、近休止角： s '
★行程：h
★位移：s=r-r0 ★推杆的运动规律：是指推杆 在运动过程中，其位移、速度 和加速度随时间变化（凸轮转 角δ变化）的规律。
凸轮机构完整课件
与回程相应的凸轮转角δ0 ' 。
10、近停程角:
从动件在最近位置停止不动所 对应的凸轮转角δs'。
δs' =∠AOD 精品
O
B'
h
A
δs' D δt
δh δs
w
B
C
23
11.从动件位移线图：
以纵坐标代表从动件位移s2 , 横坐标代表凸轮转角δ1 或时间t, 所画出的图形为位移曲线图。
O
B'
h
A
δs' D δ0
凸轮 推杆
机架
精品
3
（一）凸轮机构的应用及分类
1.凸轮机构的应用
当圆柱凸轮１匀速转动时, 通过凹槽中的滚子驱使从动件２往 复移动。凸轮每回转一周, 从动件即从储料器中推出一个毛坯, 送到加工位置。
精品
4
（一）凸轮机构的应用及分类
1.凸轮机构的应用
精品
5
（一）凸轮机构的应用及分类 凸轮机构的优缺点 优点: 构件少, 运动链短, 结构简单紧凑, 易于
δ0 ' δs
w
B
C
s2
BC
h
A
δ0 δs
D Aδ1
δ0 ' δs' t
2p
升—停—降—停
从动件位移线图决定于 凸轮轮廓曲线的形状。
精品
24
（二）从动件常用的运动规律
1.等速运动规律 2.等加速-等减速运动规律 3.简谐运动规律
精品
25
s
1.等速运动规律
h
从动件在推程（或回程）的运动 速度为常数的运动规律。
7、远停程角: 从动件在最远位置停止 不动所对应的凸轮转角 δs。
10、近停程角:
从动件在最近位置停止不动所 对应的凸轮转角δs'。
δs' =∠AOD 精品
O
B'
h
A
δs' D δt
δh δs
w
B
C
23
11.从动件位移线图：
以纵坐标代表从动件位移s2 , 横坐标代表凸轮转角δ1 或时间t, 所画出的图形为位移曲线图。
O
B'
h
A
δs' D δ0
凸轮 推杆
机架
精品
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（一）凸轮机构的应用及分类
1.凸轮机构的应用
当圆柱凸轮１匀速转动时, 通过凹槽中的滚子驱使从动件２往 复移动。凸轮每回转一周, 从动件即从储料器中推出一个毛坯, 送到加工位置。
精品
4
（一）凸轮机构的应用及分类
1.凸轮机构的应用
精品
5
（一）凸轮机构的应用及分类 凸轮机构的优缺点 优点: 构件少, 运动链短, 结构简单紧凑, 易于
δ0 ' δs
w
B
C
s2
BC
h
A
δ0 δs
D Aδ1
δ0 ' δs' t
2p
升—停—降—停
从动件位移线图决定于 凸轮轮廓曲线的形状。
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（二）从动件常用的运动规律
1.等速运动规律 2.等加速-等减速运动规律 3.简谐运动规律
精品
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s
1.等速运动规律
h
从动件在推程（或回程）的运动 速度为常数的运动规律。
7、远停程角: 从动件在最远位置停止 不动所对应的凸轮转角 δs。
第4章凸轮机构课件
s=R-R cosθ
在此图中R=h/2， 当凸轮转角φ=Φ时，θ＝π，则θ/π=φ/Φ。 将R, θ代入上式并对φ求一阶和二阶导数，可得从动件在推程中 作简谐运动时的运动方程为
s
h 2
1
c
os
v
h
2
sin
(4-4)
a
2h
22
2
cos
当从动件按简谐运动规律运动时，如图4-1１所示，其加速 度曲线为余弦曲线，故又称为余弦加速度运动规律。由加速度 线图可知，这种运动规律在开始和终止两点处加速度有突变， 也会产生柔性冲击，只适用于中速场合。只有当加速度曲线保 持连续(如图4-1１中的虚线所示)时， 才能避免柔性冲击。
可以作出从动件的速度线图(v—φ线图)和从动件的加速度线图
(a—φ线图)， 它们统称为从动件的运动线图。
图4-7 尖顶移动从动件凸轮机构
4.2.1
1.
从动件在推程作等速运动时，其位移、速度和加速度的运 动线图如图4-8所示。在此阶段，经过时间t0(相应的凸轮转角为
Φ)，从动件完成升程h，所以从动件的速度v0＝h／t0为常数， 速
(2) 对从动件的运动规律有特殊要求，而凸轮转速又不高 时，应首先从满足工作需要出发来选择从动件的运动规律，其 次考虑其动力特性和是否便于加工。例如，对于图4-3所示的自 动机床上控制刀架进给的凸轮机构，为了使被加工的零件具有 较好的表面质量，同时使机床载荷稳定，一般要求刀具进刀时 作等速运动。在设计这一凸轮机构时，对应于进刀过程的从动 件的运动规律应选取等速运动规律。但考虑到全推程等速运动 规律在运动起始和终止位置时有刚性冲击，动力学特性较差， 可在这两处作适当改进，以保证在满足刀具等速进刀的前提下， 又具有较好的动力学特性。
在此图中R=h/2， 当凸轮转角φ=Φ时，θ＝π，则θ/π=φ/Φ。 将R, θ代入上式并对φ求一阶和二阶导数，可得从动件在推程中 作简谐运动时的运动方程为
s
h 2
1
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os
v
h
2
sin
(4-4)
a
2h
22
2
cos
当从动件按简谐运动规律运动时，如图4-1１所示，其加速 度曲线为余弦曲线，故又称为余弦加速度运动规律。由加速度 线图可知，这种运动规律在开始和终止两点处加速度有突变， 也会产生柔性冲击，只适用于中速场合。只有当加速度曲线保 持连续(如图4-1１中的虚线所示)时， 才能避免柔性冲击。
可以作出从动件的速度线图(v—φ线图)和从动件的加速度线图
(a—φ线图)， 它们统称为从动件的运动线图。
图4-7 尖顶移动从动件凸轮机构
4.2.1
1.
从动件在推程作等速运动时，其位移、速度和加速度的运 动线图如图4-8所示。在此阶段，经过时间t0(相应的凸轮转角为
Φ)，从动件完成升程h，所以从动件的速度v0＝h／t0为常数， 速
(2) 对从动件的运动规律有特殊要求，而凸轮转速又不高 时，应首先从满足工作需要出发来选择从动件的运动规律，其 次考虑其动力特性和是否便于加工。例如，对于图4-3所示的自 动机床上控制刀架进给的凸轮机构，为了使被加工的零件具有 较好的表面质量，同时使机床载荷稳定，一般要求刀具进刀时 作等速运动。在设计这一凸轮机构时，对应于进刀过程的从动 件的运动规律应选取等速运动规律。但考虑到全推程等速运动 规律在运动起始和终止位置时有刚性冲击，动力学特性较差， 可在这两处作适当改进，以保证在满足刀具等速进刀的前提下， 又具有较好的动力学特性。
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。
第六章凸轮机构分析PPT课件
•已知从动件的运动规律[s =s()、v=v()、a=a()]及凸轮
机构的基本尺寸（如r0、e）及转向，作出凸轮的轮廓曲线。
•反转法原理 -
-
B1
s
r0
B0
B
e
假想给正在运动着的整个凸
轮机构加上一个与凸轮角速度
s 大小相等、方向相反的公共角速 度（- ），这样，各构件的相对
运动关系并不改变，但原来以角
以凸轮的转角（或对应的时间）为横坐标， 以从动件的位移为纵坐标所作的曲线，称为从 动件的位移曲线。同样可以作出从动件的速度 曲线、加速度曲线。
设计凸轮机构时，通常只需根据工作 要求，从常用运动规律中选择适当的运 动曲线。在一般情况下，推程是工作行 程，要求比较严格，需要进行仔细研究。 回程一般要求较低，受力情况也比推程 阶段有利，故不作专门讨论。
4' o
3'
2'
1'
12
34
5
6
v
78
性可适冲a用击于、2 高又2h 速没2凸有s轮柔i机性n2 构冲(。击)，
o 123 456 7 8
a
56 78
o 123 4
-amax
当根据工作要求和结构条件选定凸轮机构型式、 从动件运动规律和凸轮转向，并确定凸轮基圆半径 等基本尺寸之后，就可以进行凸轮轮廓设计了。凸 轮轮廓设计的方法有图解法和解析法。
尖顶从动件：尖顶能与任意复杂凸轮轮廓保持接触， 因而能实现任意预期的运动规律。尖顶与凸轮呈点 接触，易磨损，只宜用于受力不大的场合。
滚子从动件：改善了从动件与凸轮轮廓间的接触条件， 耐磨损，可承受较大载荷，在工程实际中应用最为广 泛。
平底从动件：它只能与全部外凸的凸轮轮廓作用。其 优点是压力角小，效率高，润滑好，常用于高速运动 场合。
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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§ 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
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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。
凸轮机构ppt课件
容易磨损，为延长使用寿命，传递动力不 宜过大。 • (5)凸轮轮廓曲线不易加工。
凸轮机构的类型
按凸轮形式分
• 凸轮机构按凸轮的形状与从动件形式可分为不同类型。
• 1．按凸轮形状分
• （1）盘形凸轮 凸轮的基本形式，应用最广。但从动件的行程不能 太大，否则凸轮变化过大，对凸轮机构的工作不利，所以一般应用于 行程较短的场合。
• （2）移动凸轮（板状凸轮） 可视为回转中心趋向于无穷远的盘形 凸轮，它相对于机架作直线往复移动。图1中用以车制手柄的靠模就 是采用移动凸轮
• 机构。移动凸轮机构在靠模仿形机械中应用较广。上述两种凸轮组成 机构时，凸轮与从动件的相对运动是平面运动，因此，上述两种凸轮 机构称为平面凸轮机构，其凸轮称为平面凸轮。
• （3）圆柱凸轮 在圆柱面上开有曲线凹槽，或在圆柱端面上制出 曲线轮廓，可使从动件得到较大的行程。属于空间凸轮机构（图2)。
凸轮机构的类型 (按照凸轮形式分)
图2
图3
凸轮结构
凸轮结构
凸轮结构
滚子结构
滚子结构
滚子结构
凸轮和从动件接触端的材质
构ppt课件
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凸轮机构的特点
• 凸轮机构的应用特点有： • (1)便于准确地实现给定的运动规律。 • （2）结构简单紧凑，易于设计； • (3)凸轮机构可以高速起动，动作准确可靠。 • (4)凸轮与从动件为高副接触，不便润滑，
凸轮机构的类型
按凸轮形式分
• 凸轮机构按凸轮的形状与从动件形式可分为不同类型。
• 1．按凸轮形状分
• （1）盘形凸轮 凸轮的基本形式，应用最广。但从动件的行程不能 太大，否则凸轮变化过大，对凸轮机构的工作不利，所以一般应用于 行程较短的场合。
• （2）移动凸轮（板状凸轮） 可视为回转中心趋向于无穷远的盘形 凸轮，它相对于机架作直线往复移动。图1中用以车制手柄的靠模就 是采用移动凸轮
• 机构。移动凸轮机构在靠模仿形机械中应用较广。上述两种凸轮组成 机构时，凸轮与从动件的相对运动是平面运动，因此，上述两种凸轮 机构称为平面凸轮机构，其凸轮称为平面凸轮。
• （3）圆柱凸轮 在圆柱面上开有曲线凹槽，或在圆柱端面上制出 曲线轮廓，可使从动件得到较大的行程。属于空间凸轮机构（图2)。
凸轮机构的类型 (按照凸轮形式分)
图2
图3
凸轮结构
凸轮结构
凸轮结构
滚子结构
滚子结构
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凸轮机构的特点
• 凸轮机构的应用特点有： • (1)便于准确地实现给定的运动规律。 • （2）结构简单紧凑，易于设计； • (3)凸轮机构可以高速起动，动作准确可靠。 • (4)凸轮与从动件为高副接触，不便润滑，
凸轮ppt
CAD/CAM技术
利用CAD/CAM技术进行凸轮的精 确建模和仿真，实现优化设计。
有限元分析
通过有限元分析，对凸轮机构进行 应力、应变和振动等分析，优化其 结构性能。
凸轮机构的优化实例
高速列车受电弓的优化
01
通过优化受电弓凸轮机构，实现了提高受电弓性能、减小运动
失真和降低噪声的目标。
汽车刮水器的优化
精密控制
凸轮机构可以实现高精度的位置和速度控制，使得机械手可以准确地完成装 配、焊接等精密操作。
凸轮机构在汽车门窗中的应用
驱动机构
凸轮机构可以用于驱动汽车门窗的升降，通过调节凸轮的形状和运动轨迹，可以 实现车窗的平稳升降和准确控制。
防暴装置
凸轮机构还可以用于汽车防暴装置中，当车门受到外力袭击时，凸轮机构可以迅 速作出反应，提高车门的安全性能。
02
03
04
05
确定凸轮机构 的类型和布局
根据机器或系统的要求， 选择合适的凸轮机构类型 和布局。
确定从动件的 运动规律
根据机器或系统的要求， 选择合适的从动件运动规 律。
设计凸轮轮廓 曲线
根据从动件的运动规律， 设计凸轮的轮廓曲线。
确定机构的尺 寸参数
根据凸轮轮廓曲线和从动 件的运动规律，确定机构 的尺寸参数。
凸轮机构的精度直接影响机器或系 统的精度，因此必须满足精度要求 。
足够的强度和刚度
凸轮机构在运转过程中受到各种力 的作用，必须保证足够的强度和刚 度，以防止变形和损坏。
良好的润滑和散热
凸轮机构的润滑和散热性能对机构 的运转和使用寿命有很大影响，必 须采取有效的润滑和散热措施。
凸轮机构的设计步骤
01
1 2
盘形凸轮
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
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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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22
1 放音键
5
3
摩擦轮
录音机卷带机构
4 皮带轮
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15
自动车床凸轮机构
此自动车床在加工有台阶的销套时，其送料、夹
紧、车外圆与钻孔及切断四道工序的运动及其时序配
合要求，均由凸轮机构来实现。
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16
四、凸轮机构的有关参数
·1、基圆、基圆半径 2、行程 3、转角（运动角）
s
B’
h
应用： 适用于低速、传力小和动作灵敏的场合，如仪表机构中。
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8
2、滚子式从动杆
特点：
滚子和凸轮间为滚动摩擦，摩擦阻力小，可用 来传递较大的动力。
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9
3、平底式从动杆
特点：
凸轮对推杆的作用力始终垂直 于推杆的底边，故受力比较平稳， 且凸轮与底面接触面较大，容易形 成油膜，减少了摩擦。但灵敏性差。
A
D δ's
r0
t
o δ0 δs δ’0 δ's δ
δ0
δ’0
δs
ω
B
C
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17
凸轮机构运动过程
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五、从动件运动规律 1、等速运动规律
特点：速度有突变，加速度理 论上由零至无穷大，而使从动 件产生巨大惯性力，机构受强 烈冲击——刚性冲击
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s
δ0
v
a
+∞
是凸轮的最基本形式
特点：结构简单，应用最广泛， 但从动件行程不能太大，多用 于行程较短的场合。
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3
2、移动凸轮（板状凸轮）
凸轮相对机架作往复直线运动
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4
3、圆柱凸轮
是一种空间凸轮机构，可使从 动件得到较大的行程，主要适 用于行程较大的机械
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5
4、圆锥凸轮
应用： 适用于灵敏度要求不高，速度较大的场合。
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三、凸轮机构的应用 内燃机配气机构
属于盘形凸轮机构，移动从动杆
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移动凸轮
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13
3
线 2A 1
绕线机构
盘形凸轮，摆动从动杆凸轮机构
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卷带轮
也是空间凸轮
圆锥凸轮机构
可使从动件沿一倾斜导轨移动， 即从动件的移动方向与凸轮轴线倾斜一定角度。
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6
（二）按从动杆的运动方式分 1、移动从动杆凸轮机构 2、摆动从动杆凸轮机构
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7
（三）按从动件端部形式分
1、尖顶式从动件
优点： 结构简单，动作灵敏 缺点： 承载能力小，容易磨损
3.2 凸轮机构
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1
一、凸轮机构的组成、特点
1、组成
凸轮 从动件 机架
高副机构
凸轮：具有曲线轮廓， 一般为主动件。
作等速回转运动或往复移动。
从动件：一般 作往复直线运动或摆动
2、特点： 能使从动件获得较复杂的运动规律，从动件的 运动规律取决于凸轮轮廓曲线。
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2
二、凸轮机构的分类 （一）按凸轮的结构形式分： 1、盘形凸轮（圆盘凸轮）
-ω
件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。
s
8’ 9’10’
ω
7’
11’
5’
12’
3’
1’
13’ 14’
δ
1 3 5 7 8 9 11 13 15
设计步骤小结：
①选比例尺μl作基圆rmin。 ②反向等分各运动角。
③确定反转后从动件尖顶在各等份点的位置。
④2将021/各3/2 尖顶点连接成一条光滑曲线。
21
h
δ
δ
δ
－∞
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2、等加速等减速运动规律
在推程始、中、末三点有柔 性冲击，由加速度有限值的突 变引起的柔性冲击
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s
h/2
h/2
1 23 4 5
δ0
6δ
v 2hω/δ0
δ a 4hω2/δ02
δ
柔性冲击 20
六、对心直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
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