完整版机械原理 凸轮机构
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O2
杆长l
A
?0
?
?
O1
B
摆杆初始位置角 ? 0
角位移? 摆幅? max
基圆 D
C
? ? ? 0 ? arccos (a 2 ? l 2 ? rb2) /(2al )
四、凸轮机构的设计任务
1）从动件运动规律的设计
2）凸轮机构基本尺S寸(?的)设计
移 摆 摆 滚 平动动动子底?O从从中从从1 动动心动动(件件的件件? m： ： 距 ： ：ahx基 基 离 除 除) 圆 圆 上 上aΦ及半 半 述 述摆径 径 外 外Φ杆， ，rrS的bb还平，，Φ?长有底偏凸' O度滚长心轮1Φl子度距转; 'S半动2eLπ;径。中心?r r到。a从动件 O2
s (从动件位移)
行程
B'
h As
h
BC
(? ,s)
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O
A 0?
D ?s ?'
2π
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' s
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基圆
e
D 偏心距
B 推程运动角
回程运动角
C 远休止角
近休止角
?
推程角Φ为什么是∠BOB ‘ ？ 而不是∠BOA ？
推程运动角Φ
B'
A
?
?
O
D
问1：导致Φ ≠∠BOA的原因是 什么？
或： 什么条件下Φ=∠BOA？
c2
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o
? ? 0,s ? 0,v ? 0
a
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s
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h 2
???1 ?
?
3）凸轮机构曲线轮廓的设计
4）绘r b制凸e轮机构工作图
rb
§3-2 从动件常用运动规律
一、基本运动规律 二、组合运动规律简介 三、从动件运动规律设计
运动循环的类型
(S? )
(S? )
2π
Φ Φ S Φ'
Φ
' S
?
升-停-回-停型 (RDRD)
(S? )
2π
Φ
Φ'
Φ
' S
?
升-回-停型
(RRD) S (? )
?
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?2
2 a ? ? 4h ? 2
?2
0
-a max
j +∞
0
-∞
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柔性冲击
??
+∞ ??
（二）余弦加速度规律 sa?c1 c Nhomakorabeas ? t
?
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c1 cos( ?
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2π
Φ Φ S Φ'
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Φ
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升-回型 (RR)
从动件运动规律的数学方程式
位移 S ? f (? )
速度
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dS dt
?
dS
d?
d?
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类速度
加速度
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类加速度
跃动度
j?
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等加速等减速运动规律
s
h
0
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v
vmax
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0
? ? ? 2,s ? h 2
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2h ?2
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v?
4h?
?2
?
v ? 4h? (? ? ? )
?2
a
内燃机配气凸轮机构
凸轮机构的应用
打标机
进刀凸轮机构
内燃机配气凸轮机构
多缸内燃机-配气机构
冲压机
凸轮机构的优缺点
? 优点:
– 只需确定适当的凸轮轮廓曲线，即可实 现从动件复杂的运动规律；
– 结构简单，运动可靠。
? 缺点：
– 从动件与凸轮接触应力大,易磨损
? 用途：
– 载荷较小的运动控制
二、凸轮机构的分类
一）按凸轮的形状分 1、盘形凸轮
2、移动凸轮
3、圆柱凸轮
4、圆锥凸轮
二）按从动件上高副元素的几何形状分
1、尖顶从动件 2、滚子从动件
3、平底从动件
三）按凸轮与从动件的锁合方式分
? 力锁合的凸轮机构 ? 形锁合的凸轮机构
1、力锁合的凸轮机构
2、形锁合的凸轮机构
– 沟槽凸轮机构 - 等宽凸轮机构 - 等径凸轮机构 - 主回凸轮机构
1）沟槽凸轮机构
2）等径凸轮机构
3）等宽凸轮机构
4）主回凸轮机构
四）根据从动件的运动形式分
移
动 从 动
（ 对 心
件、
凸偏
轮置
机）
构
摆动从动件凸轮机构
有趣的凸轮机构名称
? 偏置滚子移动从动件盘形凸轮机构 ? 对心尖顶移动从动件盘形凸轮机构 ?…
三、凸轮机构的工作原理
图中推程运动角Φ是...
问2：考虑到：
? 推程运动角Φ =∠BOB'
? 近休止角Φs' =∠DOA ？
? 远休止角Φs =∠COB ？
B
? 回程运动角Φ' =∠DOC ？
那么凸轮旋转一周，4个角的
C
和岂不是>360° ？
回程运动角Φ'
B
C
A
回程角 Φ' DD'
O
?
现象: 只要偏心距e不为0,
即使AB与CD形状相同, 回 程速度比推程速度快。
为n +1个待定系数。
1）n = 1的运动规律
等速运动规律
s ? c0 ? c1?
v ? c1?
s
a ? 0问：回程的方程式h 呢？
? =0，s=0; ? =? ，s=h
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v
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2）n = 2的运动规律
s ? c0 ? c1? ? c2? 2 v ? ? c1 ? 2? c2? a ? 2? 2c2
《机械原理》
第三章 凸轮机构
目录
§3-1 凸轮机构的应用及分类 §3-2 从动件常用运动规律 §3-3 盘形凸轮机构基本尺寸的确定 §3-4 根据预定运动规律设计盘形凸轮轮廓曲线 §3-5 空间凸轮机构
§3.1 凸轮机构的应用及分类
一、凸轮机构的应用
凸轮 是一个具有曲线轮 廓的构件。含有凸轮的 机构称为凸轮机构 。它 由凸轮 、从动件 和机架 组成。
类跃动度
一、基本运动规律
（一）多项式运动规律
s = c0 + c1? + c2? 2 + c3? 3 + ……+ c n? n v = ? ( c1 + 2c2? + 3c3? 2 + ……+nc n? n-1) a = ? 2(2c2 + 6c3? +12c4? 2 + ……+n(n -1)cn? n-2) j = ? 3(6c3 + 24c4? + ……+n(n -1)(n-2)c n? n-3) 式中，? 为凸轮的转角（ rad ）； c0，c1，c2，… ，
如果从动件偏向O点左侧,
问1：回程速度和推程速度
哪个快？
问2：这样布置是否合理？
摆动从动件凸轮机构
能源0810班同学给出(2010 - 3 - 23)
推程角?
? ? BOA的条件 : LO1B'
?
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船海 1105 聂小云的答案 (2013-3-19)
B'
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中心距 a
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A
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B
摆杆初始位置角 ? 0
角位移? 摆幅? max
基圆 D
C
? ? ? 0 ? arccos (a 2 ? l 2 ? rb2) /(2al )
四、凸轮机构的设计任务
1）从动件运动规律的设计
2）凸轮机构基本尺S寸(?的)设计
移 摆 摆 滚 平动动动子底?O从从中从从1 动动心动动(件件的件件? m： ： 距 ： ：ahx基 基 离 除 除) 圆 圆 上 上aΦ及半 半 述 述摆径 径 外 外Φ杆， ，rrS的bb还平，，Φ?长有底偏凸' O度滚长心轮1Φl子度距转; 'S半动2eLπ;径。中心?r r到。a从动件 O2
s (从动件位移)
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B'
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基圆
e
D 偏心距
B 推程运动角
回程运动角
C 远休止角
近休止角
?
推程角Φ为什么是∠BOB ‘ ？ 而不是∠BOA ？
推程运动角Φ
B'
A
?
?
O
D
问1：导致Φ ≠∠BOA的原因是 什么？
或： 什么条件下Φ=∠BOA？
c2
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o
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a
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???1 ?
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3）凸轮机构曲线轮廓的设计
4）绘r b制凸e轮机构工作图
rb
§3-2 从动件常用运动规律
一、基本运动规律 二、组合运动规律简介 三、从动件运动规律设计
运动循环的类型
(S? )
(S? )
2π
Φ Φ S Φ'
Φ
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?
升-停-回-停型 (RDRD)
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（二）余弦加速度规律 sa?c1 c Nhomakorabeas ? t
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升-回型 (RR)
从动件运动规律的数学方程式
位移 S ? f (? )
速度
v?
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?
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类速度
加速度
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类加速度
跃动度
j?
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等加速等减速运动规律
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内燃机配气凸轮机构
凸轮机构的应用
打标机
进刀凸轮机构
内燃机配气凸轮机构
多缸内燃机-配气机构
冲压机
凸轮机构的优缺点
? 优点:
– 只需确定适当的凸轮轮廓曲线，即可实 现从动件复杂的运动规律；
– 结构简单，运动可靠。
? 缺点：
– 从动件与凸轮接触应力大,易磨损
? 用途：
– 载荷较小的运动控制
二、凸轮机构的分类
一）按凸轮的形状分 1、盘形凸轮
2、移动凸轮
3、圆柱凸轮
4、圆锥凸轮
二）按从动件上高副元素的几何形状分
1、尖顶从动件 2、滚子从动件
3、平底从动件
三）按凸轮与从动件的锁合方式分
? 力锁合的凸轮机构 ? 形锁合的凸轮机构
1、力锁合的凸轮机构
2、形锁合的凸轮机构
– 沟槽凸轮机构 - 等宽凸轮机构 - 等径凸轮机构 - 主回凸轮机构
1）沟槽凸轮机构
2）等径凸轮机构
3）等宽凸轮机构
4）主回凸轮机构
四）根据从动件的运动形式分
移
动 从 动
（ 对 心
件、
凸偏
轮置
机）
构
摆动从动件凸轮机构
有趣的凸轮机构名称
? 偏置滚子移动从动件盘形凸轮机构 ? 对心尖顶移动从动件盘形凸轮机构 ?…
三、凸轮机构的工作原理
图中推程运动角Φ是...
问2：考虑到：
? 推程运动角Φ =∠BOB'
? 近休止角Φs' =∠DOA ？
? 远休止角Φs =∠COB ？
B
? 回程运动角Φ' =∠DOC ？
那么凸轮旋转一周，4个角的
C
和岂不是>360° ？
回程运动角Φ'
B
C
A
回程角 Φ' DD'
O
?
现象: 只要偏心距e不为0,
即使AB与CD形状相同, 回 程速度比推程速度快。
为n +1个待定系数。
1）n = 1的运动规律
等速运动规律
s ? c0 ? c1?
v ? c1?
s
a ? 0问：回程的方程式h 呢？
? =0，s=0; ? =? ，s=h
0
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2）n = 2的运动规律
s ? c0 ? c1? ? c2? 2 v ? ? c1 ? 2? c2? a ? 2? 2c2
《机械原理》
第三章 凸轮机构
目录
§3-1 凸轮机构的应用及分类 §3-2 从动件常用运动规律 §3-3 盘形凸轮机构基本尺寸的确定 §3-4 根据预定运动规律设计盘形凸轮轮廓曲线 §3-5 空间凸轮机构
§3.1 凸轮机构的应用及分类
一、凸轮机构的应用
凸轮 是一个具有曲线轮 廓的构件。含有凸轮的 机构称为凸轮机构 。它 由凸轮 、从动件 和机架 组成。
类跃动度
一、基本运动规律
（一）多项式运动规律
s = c0 + c1? + c2? 2 + c3? 3 + ……+ c n? n v = ? ( c1 + 2c2? + 3c3? 2 + ……+nc n? n-1) a = ? 2(2c2 + 6c3? +12c4? 2 + ……+n(n -1)cn? n-2) j = ? 3(6c3 + 24c4? + ……+n(n -1)(n-2)c n? n-3) 式中，? 为凸轮的转角（ rad ）； c0，c1，c2，… ，
如果从动件偏向O点左侧,
问1：回程速度和推程速度
哪个快？
问2：这样布置是否合理？
摆动从动件凸轮机构
能源0810班同学给出(2010 - 3 - 23)
推程角?
? ? BOA的条件 : LO1B'
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船海 1105 聂小云的答案 (2013-3-19)
B'
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中心距 a