凸轮计算
凸轮练习题及答案
凸轮练习题及答案凸轮是机械工程中常用的一种机构，它能够将旋转运动转化为直线运动，广泛应用于各种机械设备中。
为了提高学生对凸轮的理解和运用能力，下面将介绍一些凸轮练习题及其答案。
第一题：求凸轮的基本参数已知凸轮的工作半径为50mm，凸轮轴的转速为1000rpm，求凸轮的线速度和加速度。
解答：凸轮的线速度可以通过下式计算：线速度= 2π × 半径× 转速线速度= 2 × 3.14 × 50 × 1000 / 60 = 523.33 mm/s凸轮的加速度可以通过下式计算：加速度 = 4π² × 半径× 转速²加速度= 4 × 3.14² × 50 × (1000 / 60)² = 172,417.03 mm/s²第二题：凸轮的运动曲线已知凸轮的轮廓是一个半径为30mm的圆，凸轮轴的转速为500rpm，求凸轮在60°、120°和180°时的凸点坐标。
解答：凸轮的凸点坐标可以通过下式计算：x = 半径× cos(角度)y = 半径× sin(角度)当角度为60°时：x = 30 × cos(60°) = 15 mmy = 30 × sin(60°) = 25.98 mm当角度为120°时：x = 30 × cos(120°) = -15 mmy = 30 × sin(120°) = 25.98 mm当角度为180°时：x = 30 × cos(180°) = -30 mmy = 30 × sin(180°) = 0 mm第三题：凸轮的运动周期已知凸轮的工作半径为40mm，凸轮轴的转速为800rpm，求凸轮完成一次完整运动所需的时间。
凸轮机构的设计和计算
凸轮机构的设计和计算凸轮机构是机械传动中常用的一种机构，它可以将旋转运动转化为直线或者非圆轨迹运动。
在机械设计中，凸轮机构的设计和计算是一个重要的环节，下面将从凸轮的选择、轮廓线的设计、凸轮刚度的计算以及凸轮与连接杆的配合等方面进行详细探讨。
一、凸轮的选择凸轮的选择主要考虑两个因素，一是工作台速度要求，二是工作台运动规律要求。
根据工作台速度要求，可以确定凸轮直径或转速，并结合工作台的惯性力矩计算，选取合适的凸轮惯量。
根据工作台运动规律要求，可以确定凸轮的轮廓线类型，如简单凸轮、非圆滚子凸轮等。
二、凸轮轮廓线的设计凸轮的轮廓线设计可以按照几何法或图形法进行。
几何法常用于简单凸轮的设计，通过几何学原理计算得到凸轮的轮廓线。
图形法常用于复杂凸轮的设计，通过图形法绘制凸轮的轮廓线。
对于简单凸轮的设计，可以先确定凸轮的中心轴线，然后根据工作台的运动规律要求，计算得到凸轮相对于中心轴的偏置量。
根据几何关系，可以发现工作台特定点的运动与该点到凸轮中心轴的距离成正比关系，因此可以画出凸轮轮廓线。
对于复杂凸轮的设计，可以根据工作台的运动规律要求，通过图形法绘制凸轮的轮廓线。
首先，在平面上绘制凸轮的中心轴线和工作台的运动轨迹，然后根据几何关系，绘制工作台各点与凸轮中心轴的距离曲线，最后得到凸轮的轮廓线。
三、凸轮刚度的计算凸轮机构在工作过程中会受到惯性力矩的作用，因此需要进行凸轮刚度的计算。
凸轮刚度可以通过应力分析的方法进行计算，可以分为弹性刚度和塑性刚度。
弹性刚度计算可以根据凸轮的材料及几何尺寸进行，通过几何学和材料力学的知识，可以得到凸轮的弹性变形及应力分布。
而塑性刚度计算则需要根据凸轮的材料本构关系及极限变形条件，通过材料损伤理论及极限分析法进行计算。
四、凸轮与连接杆的配合凸轮与连接杆的配合是凸轮机构中的关键问题。
凸轮与连接杆之间要保持一定的配合间隙，以确保运动的精度。
配合间隙的大小应根据凸轮的制造及组装精度、工作台的运动精度要求等因素进行综合考虑。
凸轮机构的设计和计算详解
凸轮机构的设计和计算详解1. 引言凸轮机构是一种常见的机械传动装置，通过凸轮的运动来实现对其他部件的控制和驱动。
凸轮机构广泛应用于发动机、机械加工、自动化设备等领域。
在本文中，我们将详细介绍凸轮机构的设计和计算方法。
2. 凸轮机构的基本原理凸轮机构由凸轮、从动件和控制件组成。
凸轮通过旋转或移动的方式，驱动从动件进行线性或旋转运动。
不同凸轮形状和运动方式将实现不同的功能。
3. 凸轮的设计要点凸轮的设计涉及凸轮形状、凸轮面积、凸轮运动规律等方面。
在进行凸轮设计时，需要考虑以下要点：•运动要求：根据从动件需要的运动类型（线性或旋转）、速度和加速度要求，确定凸轮的形状和运动规律。
•动态负载：凸轮在运动过程中所承受的动态负载应被考虑在内，以确保凸轮的强度和耐久性。
•材料选择：根据凸轮的工作条件和负载要求，选择适当的材料来制造凸轮，以保证其可靠性和寿命。
4. 凸轮机构的计算方法4.1 凸轮剖面的计算凸轮剖面的计算是凸轮机构设计中的重要一环。
根据凸轮的运动规律和从动件的运动要求，可以进行凸轮剖面的计算。
常用的凸轮剖面计算方法有：•凸轮剖面生成法：根据从动件的运动要求，通过几何构造和插值计算，生成凸轮剖面。
•凸轮运动分析法：通过分析凸轮的运动规律和从动件的运动要求，推导出凸轮剖面的数学表达式。
4.2 凸轮机构的运动学分析凸轮机构的运动学分析是确定凸轮机构各部件的运动规律和参数的过程。
通过运动学分析，可以计算凸轮机构的几何关系、速度和加速度等。
常用的凸轮机构运动学分析方法有：•图形法：通过绘制凸轮机构的运动示意图和运动曲线，分析凸轮机构的运动规律。
•解析法：通过建立凸轮机构的运动学方程，推导出各部件的运动参数，并进行计算。
4.3 凸轮机构的强度计算凸轮机构的强度计算是为了确定凸轮所承受的载荷是否安全，并选择适当的材料和结构来满足设计要求。
在强度计算中，需要考虑凸轮的静载荷、动载荷和疲劳载荷等。
常用的凸轮机构强度计算方法有：•静态强度计算：通过分析凸轮在静态载荷下的应力和变形情况，确定凸轮的强度和刚度。
连杆凸轮计算公式
连杆凸轮计算公式连杆凸轮是一种用于转动机械装置的机械装置，它可以将旋转运动转换为直线运动或者其他形式的运动。
在工程设计中，我们经常需要计算连杆凸轮的各种参数，以便确保它能够正常工作并满足设计要求。
在本文中，我们将介绍连杆凸轮的计算公式，以帮助工程师们更好地设计和使用这种机械装置。
1. 凸轮半径计算公式。
凸轮半径是指凸轮中心到凸轮轮廓上某一点的距离。
在设计连杆凸轮时，我们需要根据设计要求来计算凸轮的半径。
通常情况下，凸轮的半径可以通过以下公式来计算：R = L + (C / 2π)。
其中，R表示凸轮半径，L表示连杆长度，C表示连杆转动的角度。
这个公式是基于凸轮的轮廓为圆形的情况下得出的，如果凸轮的轮廓不是圆形，则需要根据实际情况进行调整。
2. 凸轮轮廓计算公式。
凸轮的轮廓是指凸轮表面的形状，它决定了凸轮在运动过程中对连杆的驱动效果。
在设计凸轮轮廓时，我们需要根据设计要求来计算凸轮的轮廓。
通常情况下，凸轮的轮廓可以通过以下公式来计算：y = R √(R^2 x^2)。
其中，y表示凸轮轮廓上某一点的纵坐标，x表示凸轮轮廓上某一点的横坐标，R表示凸轮半径。
这个公式是基于凸轮的轮廓为圆形的情况下得出的，如果凸轮的轮廓不是圆形，则需要根据实际情况进行调整。
3. 连杆长度计算公式。
连杆长度是指连杆两端轴心之间的距离，它决定了连杆在运动过程中的运动轨迹和速度。
在设计连杆时，我们需要根据设计要求来计算连杆的长度。
通常情况下，连杆的长度可以通过以下公式来计算：L = √(x^2 + y^2)。
其中，L表示连杆长度，x和y表示连杆两端轴心的横纵坐标。
这个公式是基于连杆为直线的情况下得出的，如果连杆的形状不是直线，则需要根据实际情况进行调整。
4. 连杆角度计算公式。
连杆角度是指连杆在运动过程中与水平方向的夹角，它决定了连杆在运动过程中的运动轨迹和速度。
在设计连杆时，我们需要根据设计要求来计算连杆的角度。
通常情况下，连杆的角度可以通过以下公式来计算：θ = arctan(y / x)。
圆柱凸轮机构设计结构计算
圆柱凸轮机构设计结构计算一、圆柱凸轮的几何关系计算在设计圆柱凸轮机构时，首先需要计算凸轮的几何关系。
圆柱凸轮的主要几何参数有凸轮高度、凸轮外径和跟随者的运动轨迹等。
1.凸轮高度计算：凸轮高度是指凸轮的周向高度，其取决于从动件的运动特性和受力情况。
一般情况下，凸轮高度应保证从动件在整个运动过程中不脱离凸轮。
2.凸轮外径计算：凸轮外径是指凸轮的圆周长度。
凸轮外径与凸轮半径和凸轮的周向高度有关。
凸轮外径的计算需要根据从动件的运动轨迹来确定，可以通过绘制凸轮的运动曲线图来确定凸轮外径。
3.跟随者的运动轨迹计算：跟随者的运动轨迹是指从动件在凸轮作用下所运动的路径。
跟随者的运动轨迹是由凸轮外径和凸轮的几何形状决定的。
可以通过绘制凸轮的运动曲线图来确定跟随者的运动轨迹。
二、从动件的运动特性计算在设计圆柱凸轮机构时，还需要计算从动件的运动特性，包括从动件的角速度、角加速度和运动轨迹等。
1.从动件的角速度计算：从动件的角速度是指从动件单位时间内绕凸轮中心旋转的角度。
从动件的角速度可以通过凸轮的转动速度和凸轮上的点的位置关系来计算。
2.从动件的角加速度计算：从动件的角加速度是指从动件单位时间内角速度的变化率。
从动件的角加速度可以通过凸轮的转动加速度和凸轮上点的位置关系来计算。
3.从动件的运动轨迹计算：从动件的运动轨迹是指从动件在凸轮作用下所运动的路径。
从动件的运动轨迹可以通过凸轮的几何形状和转动角度来计算。
三、受力计算在设计圆柱凸轮机构时，需要考虑凸轮和从动件的受力情况，以确保机构的安全稳定运行。
1.凸轮的受力计算：凸轮在工作过程中受到从动件的压力和惯性力的作用。
凸轮的受力计算需要考虑凸轮的材料强度和从动件的受力情况。
2.从动件的受力计算：从动件在与凸轮接触的过程中受到凸轮的压力和惯性力的作用。
从动件的受力计算需要考虑从动件的材料强度和凸轮的几何形状。
以上是圆柱凸轮机构设计结构计算的基本内容。
在实际应用中，还需要考虑其他因素，如凸轮的润滑和冷却等。
自动车床凸轮设计详细教程
自动车床主要靠凸轮来控制加工过程，能否设计出一套好的凸轮，是体现自动车床师傅的技术高低的一个标准。
凸轮设计计算的资料不多，在此，我将一些基本的凸轮计算方法送给大家。
凸轮是由一组或多组螺旋线组成的，这是一种端面螺旋线，又称阿基米德螺线。
其形成的主要原理是：由A点作等速旋转运动，同时又使A点沿半径作等速移动，形成了一条复合运动轨迹的端面螺线。
这就是等速凸轮的曲线。
凸轮的计算有几个专用名称：1、上升曲线——凸轮上升的起点到最高点的弧线称为上升曲线2、下降曲线——凸轮下降的最高点到最低点的弧线称为下降曲线3、升角——从凸轮的上升起点到最高点的角度，即上升曲线的角度。
我们定个代号为φ。
4、降角——从凸轮的最高点到最低点的角度，即下降曲线的角度。
代号为φ1。
5、升距——凸轮上升曲线的最大半径与最小半径之差。
我们给定代号为h，单位是毫米。
6、降距——凸轮下降曲线的最大半径与最小半径之差。
代号为h1。
7、导程——即凸轮的曲线导程，就是假定凸轮曲线的升角（或降角）为360°时凸轮的升距（或降距）。
代号为L，单位是毫米。
8、常数——是凸轮计算的一个常数，它是通过计算得来的。
代号为K。
凸轮的升角与降角是给定的数值，根据加工零件尺寸计算得来的。
凸轮的常数等于凸轮的升距除以凸轮的升角，即K=h/φ。
由此得h＝Kφ。
凸轮的导程等于360°乘以常数，即L＝360°K。
由此得L＝360°h/φ。
举个例子：一个凸轮曲线的升距为10毫米，升角为180°，求凸轮的曲线导程。
(见下图) 解：L＝360°h/φ=360°×10÷180°＝20毫米升角(或降角)是360°的凸轮，其升距(或降距)即等于导程。
这只是一般的凸轮基本计算方法，比较简单，而自动车床上的凸轮，有些比较简单，有些则比较复杂。
在实际运用中，许多人只是靠经验来设计，用手工制作，不需要计算，而要用机床加工凸轮，特别是用数控机床加工凸轮，却是需要先计算出凸轮的导程，才能进行电脑程序设计。
凸轮选型计算范文
凸轮选型计算范文凸轮选型是机械设计中重要的一环，主要用于控制机械运动的传动装置。
凸轮的选型需要考虑多个因素，包括凸轮形状、凸轮运动规律、凸轮驱动方式等等。
本文将介绍凸轮选型的计算过程，详细阐述凸轮选型中的关键要素和计算方法。
首先，确定凸轮的运动规律是凸轮选型的第一步。
常见的凸轮运动规律有简谐运动、直线运动、三角形运动等。
根据机械设计的需求，选择合适的凸轮运动规律。
简谐运动是最常见的一种凸轮运动规律，可以用正弦函数或余弦函数来表示凸轮的运动规律。
例如，如果需要实现简谐运动的凸轮，可以选择使用以下公式来计算凸轮运动规律：θ = θ₀ + A * sin(ω * t + φ)其中，θ表示凸轮的角度，θ₀表示凸轮的初始角度，A表示凸轮的振幅，ω表示凸轮的角频率，t表示时间，φ表示凸轮的初相位。
第二步，根据机械系统的需求，确定凸轮的形状。
凸轮的形状可以根据机械系统的运动要求和凸轮的运动规律来确定。
凸轮的形状决定了机械系统的动作方式和传动效果。
常见的凸轮形状有圆形凸轮、椭圆形凸轮、抛物线形凸轮等。
根据机械系统的需求和凸轮的运动规律，选择合适的凸轮形状。
确定凸轮形状后，需要计算凸轮的几何参数。
凸轮的几何参数包括凸轮的外径、基圆直径、凸轮高度等等。
凸轮的几何参数需要根据凸轮的运动规律和形状来计算。
以圆形凸轮为例，可以使用以下公式来计算凸轮的几何参数：外径=基圆直径+凸轮高度其中，凸轮高度可以根据凸轮的运动规律来计算。
最后，需要确定凸轮的驱动方式。
凸轮的驱动方式包括直接驱动、间接驱动等。
直接驱动是指凸轮与执行机构直接连接，通过凸轮的运动使得执行机构进行相应的动作。
间接驱动是指凸轮通过传动装置（如齿轮、皮带等）来传递运动，从而驱动执行机构。
选择合适的凸轮驱动方式需要考虑机械系统的实际情况和要求。
总结起来，凸轮选型计算的步骤包括确定凸轮的运动规律、确定凸轮的形状、计算凸轮的几何参数和确定凸轮的驱动方式。
这些步骤需要根据机械系统的需求和凸轮的运动规律进行综合考虑和计算。
sw凸轮设计与计算
sw凸轮设计与计算SW凸轮是一种常用的机械元件，广泛应用于各种机械设备中。
凸轮的设计和计算是凸轮机构设计的重要内容之一，本文将介绍SW 凸轮的设计原理和计算方法。
一、SW凸轮的设计原理SW凸轮是一种具有复杂曲线的凸轮，其工作原理是通过凸轮的曲线形状来控制与之配合的从动件的运动规律。
SW凸轮的设计原理主要包括以下几点：1. 凸轮的曲线形状：凸轮的曲线形状是设计的核心。
凸轮的形状根据从动件的运动规律和工作要求来确定，可以是圆弧形、抛物线形、椭圆形等。
凸轮的曲线形状决定了从动件的运动轨迹和速度。
2. 凸轮的基本参数：凸轮的基本参数包括凸轮半径、凸轮高度、凸轮角度等。
这些参数决定了凸轮的大小和形状，直接影响凸轮的运动规律。
3. 凸轮与从动件的配合：凸轮与从动件之间需要具有良好的配合性能，包括接触状态、运动规律和传动比等。
凸轮与从动件之间的配合关系决定了从动件的运动规律和工作效果。
二、SW凸轮的计算方法SW凸轮的计算是凸轮设计的重要环节，主要包括以下几个方面的计算：1. 凸轮曲线的计算：根据从动件的运动规律和工作要求，通过几何计算或数值计算的方法，确定凸轮的曲线形状和参数。
凸轮曲线的计算需要考虑从动件的运动规律、工作速度和传动比等因素。
2. 凸轮与从动件的配合计算：根据凸轮的曲线形状和从动件的运动规律，计算凸轮与从动件之间的接触状态、运动规律和传动比。
凸轮与从动件的配合计算需要考虑凸轮的几何参数、从动件的运动规律和工作要求等因素。
3. 凸轮机构的运动分析：根据凸轮的曲线形状和从动件的运动规律，通过运动分析的方法，确定凸轮机构的运动规律和工作效果。
凸轮机构的运动分析需要考虑凸轮的几何参数、从动件的运动规律和工作要求等因素。
三、SW凸轮的应用SW凸轮广泛应用于各种机械设备中，其应用范围包括机床、汽车发动机、印刷机械、纺织机械等。
SW凸轮的设计和计算是机械设备设计和制造的重要内容之一，准确的设计和计算可以提高机械设备的运行效率和工作精度。
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以纵坐标代表从动件位移s2 ，横坐标代表凸轮转角δ1或t， 所画出的位移与转角之间的关系曲线。
O
B'
h
A
δs' D δt
δh δs
w
B
C
s2
BC
h
A
δt
δs
D Aδ1
δh δs' t
2p
上升—停—降—停
凸轮轮廓曲线的形状决定了凸 轮机构从动件的运动规律。
谢谢
§6-2 凸 轮 机 构
目录
内容一 内容二 内容三 内容四 内容五
凸轮机构的组成、特点 凸轮机构的类型 凸轮机构的应用 凸轮机构的有关参数 凸轮机构运动规律
Frtyftuf4564564r
三、凸轮机构的应用
车床仿形机构
四、凸轮机构的有关参数
基圆 凸轮理论轮廓上最小半径所画
的圆
基圆半径 最小半径rmin称为基圆半径
四、凸轮机构的有关参数
行程（升程）
主动件转过一个角度，从动件 到达最高位置，此时从动 件的最大升距称为行程。
转角（运动角）
凸轮转过的角度δ称为转角。
B' A
δt
h
D
O
δs w
B
C
四、凸轮机构的有关参数
推程 AB——从动件被凸轮轮廓
推动从最低点A旋转到最高点B的 过程。
推程运动角δt——与推程对应的
凸轮转角。
远休止角δS——从动件在最高点
静止不动所对应的角。
回程CD ——从动件在弹力或重
力作用下，从最高点B'下降到最 低点A的过程
回程运动角δh ——与回程对应的
凸轮转角。
近休止角δs'——从动件在最低点
静止不动所对应的角。
B'
h
A
δs' D
C
五、凸轮机构的运动规律