凸轮机构各种类型【通用】.doc
凸轮机构的组成
凸轮机构的组成
凸轮机构是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成。
相同点是：都是两构件直接接触并能产生相对运动的活动联接，而区别如下：
1、运动副的分类不同：凸轮机构的运动副属于高副机构，连杆机构的运动副属于低副机构。
2、基础形式不同：连杆机构：面和面接触的运动副在接触部分的压强较低。
凸轮机构：属于点或线接触的运动副，高副比低副容易磨损。
3、构成不同：连杆机构的运动副：低副是面接触，耐磨损；加上转动副和移动副的接触表面是圆柱面和平面，制造简便，易于获得较高的制造精度。
凸轮机构运动副：机构中至少有一个运动副是高副。
凸轮轴驱动方式分类
凸轮轴驱动方式分类1.引言1.1 概述凸轮轴是内燃机中的一个重要部件，其主要作用是控制气门的开关时间和行程。
凸轮轴驱动方式是指凸轮轴与引擎其他部件之间的传动方式。
凸轮轴驱动方式的不同会直接影响到发动机的性能和功效。
凸轮轴驱动方式可以分为链条驱动、齿轮驱动和皮带驱动三种常见类型。
链条驱动是最常见的凸轮轴驱动方式之一。
它采用金属链条连接凸轮轴和曲轴，通过链条的传动使凸轮轴旋转。
链条驱动方式具有结构简单、可靠性高、寿命长的优点，广泛应用于各类内燃机中。
与链条驱动方式相比，齿轮驱动方式更多地采用直齿轮或斜齿轮进行传动。
凸轮轴上的齿轮与曲轴上的齿轮通过啮合传动，从而实现凸轮轴的旋转。
齿轮驱动方式具有传动效率高、噪音低等特点，被广泛应用于高性能发动机中。
皮带驱动方式是利用橡胶带来传递动力，将凸轮轴与曲轴相连。
皮带驱动方式具有减震和缓冲的功能，可以降低发动机运行时的震动和噪音。
此外，皮带驱动方式还具有结构简单、重量轻等优点，因此在一些小型发动机中得到了广泛应用。
综上所述，凸轮轴驱动方式是发动机设计中的重要环节。
选择适合的凸轮轴驱动方式，不仅能够提高发动机的性能和功效，还能够降低发动机的噪音和震动。
在实际应用中，需要根据具体的应用需求和经济条件来选择最适合的凸轮轴驱动方式。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以描述文章的组织架构和章节安排。
下面是一个可能的写作：文章结构：本文共分为三个主要部分，包括引言、正文和结论。
引言部分从整体上介绍了本文所要讨论的主题，即凸轮轴驱动方式的分类。
在引言部分中，我们将概述凸轮轴驱动的基本概念和应用背景，以及本文的目的和意义。
正文部分是本文的重点，主要探讨了两种不同的凸轮轴驱动方式。
在第二章中，我们将详细介绍第一种驱动方式，并对其特点、优势和应用进行分析和讨论。
紧接着，在第三章中，我们将重点关注第二种驱动方式，并深入探讨其原理、应用范围和发展前景。
通过对这两种驱动方式的比较和分析，我们将帮助读者更好地理解凸轮轴驱动的分类及其在实际应用中的差异。
第九章 凸轮机构
第九章 凸轮机构一．学习指导与提示凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成，是点或线接触的高副机构。
它主要用于对从动件运动规律有特定要求的场合。
读者应了解它和面接触的低副连杆机构的区别，比较他们的优缺点和适用场合。
按凸轮的形状和运动形式来分，有盘形回转凸轮、平板移动凸轮和圆柱回转凸轮；按从动件形状不同有尖顶从动件、滚子从动件和平底从动件；按从动件运动形式不同有直动从动件和摆动从动件；而直动从动件又可以根据其导路轴线是否通过凸轮轴线，分为对心直动从动件和偏直直动从动件。
建议读者熟练掌握偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的原理，用反转作图法进行运动分析和廓线设计，启迪理解其它类型的凸轮机构。
1．从动件的常用运动规律及其选择（1）对直动从动件而言，从动件的运动规律是指当凸轮以等角速度1ω转动时，从动件的位移2s 、速度2v 和加速度2a 随时间t 或凸轮转角1δ变化的规律，可用各自的表达式或线图表示。
用反转作图法进行从动件运动分析或凸轮廓线设计时，常以12δ-s 线图表示从动件的运动规律，而12δ-s 线图的一阶、二阶微分线图便是12δ-v 线图和12δ-a 线图。
（2）从动件常见的运动规律有等速运动、等加速等减速运动和简谐运动。
读者应掌握其位移、速度、加速度线图的变化、绘制方法、特点及其适用的场合。
（3）根据运动线图中速度线图和加速度线图的特征可判断机构是否存在刚性冲击和柔性冲击：凡在速度线图的尖点处，加速度线图阶跃变化（加速度值突然改变），必产生柔性冲击；凡加速度线图阶跃变化，加速度值趋向无穷大，必产生刚性冲击。
（4）选择从动件运动规律时需考虑的问题很多，核心是应满足凸轮在机械中执行工作的要求，要分清工作行程和回程，要考虑从动件只需实现一定的位移还是有特殊的运动规律；还应该考虑使凸轮有良好的动力特性以及使得所设计的凸轮便于制造等。
2．凸轮机构的运动分析及廓线设计（1）凸轮机构的运动分析是指按给定的凸轮廓线和机构配置求从动件的运动规律（即求12δ-s 线图），而廓线设计是指按给定的从动件运动规律（即给定12δ-s 线图）和机构配置求凸轮廓线。
机械原理课程设计——凸轮机构
目录（一）机械原理课程设计的目的和任务 (2)（二）从动件（摆杆）及滚子尺寸的确信 (4)（三）原始数据分析 (5)（四）摆杆的运动规律及凸轮轮廓线方程 (6)（五）程序方框图 (8)（六）运算机源程序 (9)（七）程序计算结果及其分析 (14)（八）凸轮机构示意简图 (16)（九）心得体会 (16)（十）参考书籍 (18)（一）机械原理课程设计的目的和任务一、机械原理课程设计的目的：一、机械原理课程设计是一个重要实践性教学环节。
其目的在于：进一步巩固和加深所学知识；二、培育学生运用理论知识独立分析问题、解决问题的能力；3、使学生在机械的运动学和动力分析方面初步成立一个完整的概念；4、进一步提高学生计算和制图能力，及运用电子运算机的运算能力。
二、机械原理课程设计的任务：一、摆动从动件杆盘型凸轮机构二、采纳图解法设计：凸轮中心到摆杆中心A的距离为160mm，凸轮以顺时针方向等速回转，摆杆的运动规律如表：3、设计要求：①确信适合摆杆长度②合理选择滚子半径rr③选择适当比例，用几何作图法绘制从动件位移曲线并画于图纸上；④用反转法绘制凸轮理论廓线和实际廓线，并标注全数尺寸（用A2图纸）⑤将机构简图、原始数据、尺寸综合方式写入说明书4、用解析法设计该凸轮轮廓，原始数据条件不变，要写出数学模型，编制程序并打印出结果 备注：一、尖底（滚子）摆动从动件盘形凸轮机构压力角:00[cos()]tan sin()d la l d a ψψψϕαψψ+-=+在推程中，当主从动件角速度方向不同时取“-”号，相同时取“+”号。
1、三、课程设计采纳方式：关于这次任务，要用图解法和解析法两种方式。
图解法形象，直观，应用图解法可进一步提高学生画图能力，在某些方面，如凸轮设计中，图解法是解析法的起点和基础；但图解法精度低，而解析法那么可应用运算机进行运算，精度高，速度快。
在本次课程设计中，可将两种方式所得的结果加以对照。
四、编写说明书：一、设计题目（包括设计条件和要求）；二、机构运动简图及设计方案的确信，原始数据； 3、机构运动学综合；4、列出必要的计算公式，写出图解法的向量方程，写出解析法的数学模型，计算流程和计算程序，打印结果； 五、分析讨论。
第九章凸轮机构及其设计
第九章凸轮机构及其设计第一节凸轮机构的应用、特点及分类1.凸轮机构的应用在各种机械，特别是自动机械和自动控制装置中，广泛地应用着各种形式的凸轮机构。
例1内燃机的配气机构当凸轮回转时，其轮廓将迫使推杆作往复摆动，从而使气阀开启或关闭(关闭是借弹簧的作用)，以控制可燃物质在适当的时间进入气缸或排出废气。
至于气阀开启和关闭时间的长短及其速度和加速度的变化规律，则取决于凸轮轮廓曲线的形状。
例2自动机床的进刀机构当具有凹槽的圆柱凸轮回转时，其凹槽的侧面通过嵌于凹槽中的滚子迫使推杆绕其轴作往复摆动，从而控制刀架的进刀和退刀运动。
至于进刀和退刀的运动规律如何，则决定于凹槽曲线的形状。
2.凸轮机构及其特点(1)凸轮机构的组成凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。
凸轮通常作等速转动，但也有作往复摆动或移动的。
推杆是被凸轮直接推动的构件。
因为在凸轮机构中推杆多是从动件，故又常称其为从动件。
凸轮机构就是由凸轮、推杆和机架三个主要构件所组成的高副机构。
(2)凸轮机构的特点1）优点：只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且机构简单紧凑。
2）缺点：凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损，所以凸轮机构多用在传力不大的场合。
3.凸轮机构的分类凸轮机构的类型很多，常就凸轮和推杆的形状及其运动形式的不同来分类。
（1）按凸轮的形状分1）盘形凸轮（移动凸轮）2）圆柱凸轮盘形凸轮是一个具有变化向径的盘形构件绕固定轴线回转。
移动凸轮可看作是转轴在无穷远处的盘形凸轮的一部分，它作往复直线移动。
圆柱凸轮是一个在圆柱面上开有曲线凹槽，或是在圆柱端面上作出曲线轮廓的构件，它可看作是将移动凸轮卷于圆柱体上形成的。
盘形凸轮机构和移动凸轮机构为平面凸轮机构，而圆柱凸轮机构是一种空间凸轮机构。
盘形凸轮机构的结构比较简单，应用也最广泛，但其推杆的行程不能太大，否则将使凸轮的尺寸过大。
（2）按推杆的形状分1）尖顶推杆。
这种推杆的构造最简单，但易磨损，所以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）。
凸轮机构的工作原理特点及应用
凸轮机构的工作原理特点及应用一、凸轮机构的工作原理凸轮机构是一种将圆周运动转化为复杂直线运动的机械装置。
它包括凸轮和随之运动的从动件。
凸轮是一个具有不规则形状的旋转零件，通过凸轮的不规则形状，使从动件在运动过程中产生复杂的直线运动。
凸轮机构的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：1.凸轮进行旋转运动；2.从动件由于凸轮的不规则形状而产生直线运动；3.从动件进行线性运动，完成特定的工作。
凸轮机构的工作原理主要基于凸轮的几何形状的变化。
通过不同形状的凸轮，可以实现不同的直线运动，从而适应不同的工作需求。
凸轮的几何形状可以通过计算和仿真进行设计，以确保从动件的运动满足特定的要求。
二、凸轮机构的特点凸轮机构具有以下几个特点：1.复杂的运动控制：凸轮机构可以通过设计不同形状的凸轮实现复杂的直线运动。
这使得凸轮机构在一些需要精确控制运动轨迹的应用中非常有用。
2.高效的能量转换：凸轮机构通过圆周运动转换为直线运动，实现了能量的高效转换。
相比于其他机械装置，凸轮机构能够更高效地利用能源。
3.稳定性和可靠性：凸轮机构的结构相对简单，因此具有较高的稳定性和可靠性。
凸轮的旋转运动相对平稳，从动件的直线运动也相对稳定，适用于长时间工作和高频率运动的场景。
4.易于维护和调整：凸轮机构的结构相对简单，凸轮和从动件相互作用的方式也比较清晰明了。
这使得凸轮机构在维护和调整方面较为便捷，可以快速进行修理和替换。
三、凸轮机构的应用凸轮机构在工业生产和日常生活中有广泛的应用。
以下列举了几个常见的凸轮机构应用场景：1.发动机气门控制：凸轮机构在内燃机中的应用非常常见。
凸轮机构通过控制气门的开闭动作，调节气门打开和关闭的时间和幅度，以实现燃油和空气的混合物进入和废气回收。
这对于内燃机的性能和燃烧效率非常重要。
2.彩铃制造：凸轮机构在手机和电子设备中的应用也比较常见。
通过凸轮机构，手机可以实现不同声音和音调的响铃，提供更加丰富多样的用户体验。
凸轮机构的结构特点和功能
凸轮机构的结构特点和功能一、引言凸轮机构是机械中常见的一种转动运动机构，广泛应用于各种机械设备中。
其结构特点和功能对于了解和应用凸轮机构的人员都非常重要。
二、凸轮机构的基本结构1. 凸轮：凸轮是凸出的圆柱面，通常由钢铁等材料制成。
凸轮可以根据需要设计成各种形状，如圆柱形、球形、棱柱形等。
2. 凸轮轴：凸轮轴是支撑凸轮的主要部件，通常由钢铁等材料制成。
凸轮轴和凸轮之间通过键槽或花键连接，以保证两者同步转动。
3. 摆杆：摆杆是连接凸轮和被控件（如阀门、气门等）的部件，通常由钢铁等材料制成。
摆杆通常具有可调节长度的特点，以适应不同的工作条件。
三、凸轮机构的工作原理1. 凸轮在旋转过程中将摆杆向上或向下推动，从而控制被控件的开启或关闭。
2. 凸轮上不同位置处的形状决定了摆杆的运动轨迹和速度，从而实现对被控件的精确控制。
3. 凸轮机构通常具有高精度、高可靠性、低噪音等特点，适用于各种工作环境和工作条件。
四、凸轮机构的应用领域1. 发动机：凸轮机构广泛应用于汽车、飞机等发动机中，用于控制气门的开启和关闭。
2. 工业生产设备：凸轮机构也广泛应用于各种工业生产设备中，如纺织机械、印刷机械等。
3. 其他领域：凸轮机构还可以应用于医疗器械、舞台灯光等领域。
五、凸轮机构的优缺点1. 优点：凸轮机构具有高精度、高可靠性、低噪音等特点，适用于各种工作环境和工作条件。
2. 缺点：凸轮机构需要经常进行润滑保养，且在高速运动时容易产生磨损和噪音。
六、结论凸轮机构是一种重要的转动运动机构，其结构特点和功能对于了解和应用凸轮机构的人员都非常重要。
凸轮机构具有高精度、高可靠性、低噪音等特点，在各种领域都有广泛的应用前景。
凸轮机构
第六章凸轮机构第一节凸轮机构的基本类型一．凸轮机构的组成凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件所组成的一种高副机构。
凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，当它运动时，通过其上的曲线轮廓与从动件的高副接触，使从动件获得预期的运动。
凸轮机构在各种机械，尤其是在自动化生产设备中得到了广泛的应用。
图6-1所示为一内燃机的配气机构。
凸轮1是一个具有变化向径的盘形构件，当它回转时，迫使推杆2在固定导路3内作往复运动，以控制燃气在适当的时间进入气缸或排出废气。
图6-1 内燃机配气机构图6-2所示为自动机床的进刀机构。
当具有凹槽的凸轮1回转时，其凹槽的侧面迫使从动件2绕O点作往复摆动，通过扇形齿轮2和刀架上的齿条3控制刀架作进刀和退刀运动。
图6-2 自动机床进刀机构二．凸轮机构的分类在工程实际中，凸轮机构的形式多种多样，常用的分类方法有以下三种：1．按凸轮的形状分（1）盘形凸轮机构（图6-1）凸轮是绕固定轴转动且具有变化向径的盘形构件，当凸轮绕其固定轴转动时，从动件在垂直于凸轮轴的平面内运动。
它是凸轮的基本形式，结构简单，应用广泛。
（2）移动凸轮机构（图6-3）凸轮是具有曲线轮廓且只能作相对往复直线移动的构件，它可看作是轴心在无穷远处的盘形凸轮。
（3）圆柱凸轮机构（图6-2）凸轮的轮廓曲线位于圆柱面上，它可以看作是把移动凸轮卷成圆柱体而得。
图6-3移动凸轮机构2．按从动件的形状分（1）尖底从动件（图6-4a）从动件的尖端能够与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，使从动件实现任意的运动规律。
这种从动件结构最简单，但易于磨损，故仅适用于速度较低和作用力不大的场合。
（2）滚子从动件（图6-4b）从动件端部装有可自由转动的滚子，凸轮与从动件之间的摩擦为滚动摩擦，减小了摩擦磨损，可用来传递较大的动力，故应用较广。
（3）平底从动件（图6-4c）从动件与凸轮之间为线接触，接触处易形成油膜，润滑状况好，传动效率高，常用于高速场合，但仅能与轮廓全部外凸的凸轮相配合。
- 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)。
第二十七讲下一讲
学时：2学时
课题：第十章凸轮机构 10.1 概述 10.2 常用的从动件运动规律
目的任务：熟悉凸轮机构的应用和特点及类型，理解常用的从动件运动规律，能够绘制位移线图
重点:凸轮机构的应用和特点及类型
难点：立体凸轮机构运动的实现
教学方法：利用动画演示机构运动，工程应用案例展示其应用场合。
第十章凸轮机构
10.1概述
凸轮机构由凸轮、从动件和机架三部分组成，结构简单，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任何预期的运动规律。
但另一方面，由于凸轮机构是高副机构，易于磨损，因此只适用于传递动力不大的场合。
10.1.1 凸轮机构的应用（工程应用案例）
内燃机配气机构凸轮机构
自动车床上的走刀机构分度转位机构
靠模车削机构
10.1.2 凸轮机构的分类
凸轮机构的类型很多，常就凸轮和从动杆的端部形状及其运动形式的不同来分类。
(1) 按凸轮的形状分
1)盘形凸轮(盘形凸轮是一个具有变化向径的盘形构件绕固定轴线回转)
尖顶移动从动杆盘形凸轮机构尖顶摆动从动杆盘形凸轮机构
滚子移动从动杆盘形凸轮机构
滚子摆动从动杆盘形凸轮机构
平底移动从动杆盘形凸轮机构平底摆动从动杆盘形凸轮机构2)移动凸轮(移动凸轮可看作是转轴在无穷远处的盘形凸轮的一部分，它作往复直线移动。
)
移动从动杆移动凸轮机构
摆动从动杆移动凸轮机构
3)圆柱凸轮(圆柱凸轮是一个在圆柱面上开有曲线凹槽，或是在圆柱端面上作出曲线轮廓的构件，它可看作是将移动凸轮卷于圆柱体上形成的。
)
圆柱凸轮自动送料机构
4)曲面凸轮
按锁合方式的不同凸轮可分为：力锁合凸轮，如靠重力、弹簧力锁合的凸轮等；形锁合凸轮，如沟槽凸轮、等径及等宽凸轮、共轭凸轮等。
沟槽凸轮槽凸轮机构
等宽凸轮等径凸轮
(2) 按从动杆的端部形状分
1) 尖顶
这种从动杆的构造最简单，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)。
2) 滚子
滚子从动杆由于滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，磨损较小，故可用来传递较大的动力，因而应用较广。
3) 平底
平底从动杆的优点是凸轮与平底的接触面间易形成油膜，润滑较好，所以常用于高速传动中。
(3)按推杆的运动形式分
1)移动
往复直线运动。
在移动从动杆中，若其轴线通过凸轮的回转中心，则称其为对心移动从动杆，否则称为偏置移动从动杆。
2)摆动
作往复摆动。
凸轮产品实物 /
凸轮轴盘形凸轮
各式凸轮
总结：
凸轮机构的组成
凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。
凸轮通常作等速转动，但也有作往复摆
动或移动的。
从动件是被凸轮直接推动的构件。
凸轮机构就是由凸轮、从动件和机架三个主要构件所组成的高副机构。
凸轮机构的特点
1)优点：只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，且机构简单紧凑。
2)缺点：凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损，所以凸轮机构多用在传力不大的场合。
10.2常用的从动件运动规律
凸轮机构设计的基本任务，是根据工作要求选定合适的凸轮机构的型式、从动杆的运动规律和有关的基本尺寸，然后根据选定的从动杆运动规律设计出凸轮应有的轮廓曲线。
所以根据工作要求选定从动杆的运动规律，乃是凸轮轮廓曲线设计的前提。
凸轮机构的运动过程
一、凸轮与从动杆的运动关系
名词：(以一对心移动尖顶从动杆盘形凸轮机构为例加以说明)
基圆——以凸轮的转动中心O为圆心，以凸轮的最小向径为半径r0所作的圆。
r0称为凸轮的基圆半径。
推程——当凸轮以等角速度ω逆时针转动时，从动杆在凸轮廓线的推动下，将由最低位置被推到最高位置时，从动杆运动的这一过程。
而相应的凸轮转角Φ称为推程运动角。
远休——凸轮继续转动，从动杆将处于最高位置而静止不动时的这一过程。
与之相应的凸轮转角Φs称为远休止角。
回程——凸轮继续转动，从动杆又由最高位置回到最低位置的这一过程。
相应的凸轮转角Φ'称为回程运动角。
近休——当凸轮转过角Φs'时，从动杆与凸轮廓线上向径最小的一段圆弧接触，而将处在最低位置静止不动的这一过程。
Φs'称为近休止角。
行程——从动杆在推程或回程中移动的距离h 。
位移线图——描述位移s与凸轮转角φ之间关系的图形。
二、从动件的常用运动规律
所谓从动杆的运动规律是指从动杆在运动时，其位移s、速度v 和加速度a 随时间t 变化的规律。
又因凸轮一般为等速运动，即其转角φ与时间t成正比，所以从动杆的运动规律更常表示为从动杆的运动参数随凸轮转角φ变化的规律。