08第八章凸轮机构
电子课件-《机械基础(第六版)》-A02-3658 8第八章 凸轮机构
§8—2 凸轮机构的类型
3．平底从动件
4．曲面从动件
易于形成楔形 油膜，润滑较好
可避免因安装位置偏 斜或不对中而造成的表 面应力过大和磨损增大
第八章 凸轮机构
§8—3 凸轮机构工作过程 及从动件运动规律
一、凸轮机构工作过程
凸轮回转时，从动件作“升—停—降—停”的运动循环
1．升
2．停
3．降
4．停
§8—1 凸轮机构概述
二、凸轮机构的特点 1．优点
结构简单紧凑，工作可靠，设计适当的凸轮 轮廓曲线可使从动件获得任意预期的运动规律
2．缺点
凸轮与从动件（杆或滚子）之间以点或线接触， 不便于润滑，易磨损，只适用于传力不大的场合
第八章 凸轮机构
§8—2 凸轮机构的类型
一、凸轮的类型
1．盘形凸轮
2．移动凸轮
凸轮机构是由凸 轮、从动件和机 架三个基本构件 组成的高副机构
Hale Waihona Puke §8—1 凸轮机构概述自动车床走刀机构
当凸轮回转时，其曲线凹槽驱使从动件绕
O 点摆动。从动件另一端的扇形齿轮与刀架
下的齿条相啮合，使刀架实现进刀和退刀
§8—1 凸轮机构概述
靠模车削机构
当工件回转时，刀架向左运动，并且在凸轮（靠模板）的 推动下作横向运动，从而切削出与靠模板曲线一致的工件
知识链接
凸轮常用材料
在低速、中小载荷等一般场合下，凸轮材料常 采用45钢、40Cr，并进行表面淬火（硬度为40 ～50HRC）。也可采用15钢、20Cr、20CrMnTi ，并进行渗碳淬火（硬度为56～62HRC）
第八章 凸轮机构
制作：王希波
机械基础
第八章 凸轮机构
第八章 凸轮机构
第八章凸轮机构(a卷)
第八章凸轮机构（A卷）年级第学期专业班级《机械基础》课程提示：（1）考试时间为100分钟。
满分值为99分。
（2）请把答案填入答题纸的相应位置。
一、填空题：（每空1分，共8分）1. 凸轮机构能使从动杆按照实现各种复杂的运动。
2. 在凸轮机构中，凸轮通常作并作等速或。
3. 在凸轮机构中，通过改变凸轮，可使从动件实现设计要求的运动。
4. 在凸轮机构中，按凸轮形状分类，凸轮可分为、和三类。
二、单选题：（每题2分，共30分）1. 有关凸轮机构的论述，正确的是（）。
A．不能用于高速启动B．从动件只能作直线移动C．凸轮机构是高副机构2. 作等速运动规律的从动件位移曲线形状是（）。
A．抛物线B．斜直线C．双曲线3. 作等加速等减速运动规律的从动件位移曲线形状是（）。
A．斜直线B．抛物线C．双曲线4. 等加速等减速运动的凸轮机构（）。
A．存在刚性冲击B．存在柔性冲击C．没有冲击5. 凸轮机构中，（）凸轮机构在生产实际中最为常见，应用广泛。
A．移动B．圆柱C．盘形6. 凸轮与从动件接触处的运动副属于（）。
A．高副B．转动副C．移动副7. 凸轮的（）决定了从动件的运动规律。
A．轮廓曲线B．转速C．形状8. 凸轮机构（）根据实际需要实现任意拟定从动件的运动规律。
A．可以B．不可以9. 通常情况下，避免滚子从动件凸轮机构运动失真的合理措施是（）。
A．增大滚子半径B．减小滚子半径C．增大基圆半径10. 凸轮机构主要由（）、从动件和机架等组成。
A．曲柄B．摇杆C．凸轮11. 等速运动的凸轮机构一般适用于凸轮作（）、轻载的场合。
A．低速回转B．中速回转C．高速回转12. 一个凸轮只能实现（）任意预定的运动规律。
A．三种B．二种C．一种13. 凸轮机构中，从动件构造最简单的是（）。
A．平底从动件B．滚子从动件C．尖顶从动件14. 内燃机的配气机构采用了（）。
A．凸轮机构B．铰链四杆机构C．齿轮机构15. 凸轮机构中，常用于高速传动的从动件是（）。
第八章凸轮机构
我们知道： 机构是机器的重要的不可缺少的组成部分， 他在机器中的作用是传递运动、力或改变运动 形式。生活中我们经常见到三大传动方式—— 带传动、链传动和齿轮传动，之前我们也学习 了平面连杆机构。这节课我们将要学习一种新 的常用机构——凸轮机构。到底什么是凸轮机 构呢？
第八章凸轮机构
在一些机械中，要求从动件的位移、速度和加速度 必须严格按照预定规律变化，此时可采用凸轮机构来实现。
应用：传递较大的动 力，应用较广。 （链接动画1 2）
⑶平底从动件 特点：凸轮与平底的接触 面间易形成油膜， 润滑较好。 应用：常用于高速传动 中。 （链接动画）
课堂小结
1、凸轮机构是含有凸轮的机构 2、凸轮机构由凸轮、从动件、机架组成 3、凸轮分类情况
布置作业
1、复习：凸轮机构概述与分类 2、预习：§8-3凸轮机构工作过程及从 动件运动规律
观察：内燃机的配气机构
关系：当凸轮回转时，气门杆的运动规律
自动车床的走刀机构，当具有曲 线凹槽的凸轮回转时，其曲线凹 槽的侧面与从动件末端的滚子接 触并驱使从动件绕o点摆动，从 动件另一端的扇形齿轮与刀架下 的齿条相啮合，使刀架实现进刀 和退刀运动。 （2）
⑶圆柱凸轮 是一个在圆柱面上开有曲线凹槽（见图2）或在 圆柱端面上作出曲线轮廓的构件。（见下图）
圆柱凸轮
2、按从动件端部形状和运动形式分
⑴尖顶从动件 特点：结构简单、易磨 损。 应用：作用力不大和速度 较低的场合。（如 仪表等机构中）
（链接动画1 2）
⑵滚子从动件 特点：滚动摩擦、磨损 较小。
第八章凸轮机构及其设计1方案
最大速度值越大，则从动件系统的动量也大。若机构 在工作中遇到需要紧急停车的情况，由于从动件系统动量 过大，会出现操控失灵，造成机构损坏等安全事故。因此 希望从动件运动速度的最大值越小越好。
§9-2 推杆的运动规律
2、最大加速度
最大加速度值的大小，会直接影响从动件系统 的惯性力，从动件与凸轮廓线的接触应力，从动件 的强度等。因此希望从动件在运动过程中的加速度 最大值越小越好。
1．凸轮廓线设计的基本原理
无论是采用作图法还是解析法设计凸轮廓 线，所依据的基本原理都是反转法原理。
§9-3 凸轮轮廓曲线的设计
直动尖顶推杆盘形凸轮机构
（1）凸轮的轮廓曲线与推杆的相对运动关系
-ω 1
3’
2’
2
s2 1’
1
ω
2
O
s2 3
3
§9-3 凸轮轮廓曲线的设计
（2）凸轮廓线设计方法的基本原理
follower
§9-1 凸轮机构的应用和分类
移动从动件
据导路与回转中心 的相对位置
对心式 偏置式
§9-1 凸轮机构的应用和分类
(4)按凸轮与从动件维持高副接触(封闭)的方式分
力封闭型凸轮机构 Force-closed cams
从动件与凸轮保持接触的 方式，保持运动不失真。
利用从动件自身重力、回复弹簧力或其它外力，
圆柱凸轮 Cylindrical cam
空间凸轮机构,可使从动件获得大的工作行程又不 致过于庞大。
§9-1 凸轮机构的应用和分类
(2) 按推杆的形状分
尖顶从动件 Knife-edge follower
滚子从动件 Roller follower
构造简单、易磨损、用于仪表机构。
第八章 凸轮机构第三节 凸轮机构的工作过程
式中 a 和ω都是常数，所以位移 s 和转角δ成二次函数的关系，所以，从动件作等加速 等减速运动的位移曲线是抛物线。因此，从动件在推程和回程中的位移曲线是由两段曲 率方向相反的抛物线连成。 (2)等加速等减速运动凸轮机构的工作特点 从动件按等加速等减速规律运动时，速度由零逐渐增至最大，而后又逐步减小趋近 零，这样就避免了刚性冲击，改善了凸轮机构的工作平稳性。因此，这种凸轮机构适合 在中、低速条件下工作。 当从动件运动规律选定后，即可根据该运动规律和其他给定条件（如凸轮转向、基 圆半径等）确定凸轮的轮廓曲线。确定凸轮轮廓曲线的方法有图解法和解析法。图解法 的特点是简便、直观，但不够精确，不过其准确度已足以满足一般机器的工作要求。
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二、从动件的运动规律
1．等速运动规律 当凸轮作等角速度旋转时，从动件上升或下降的速度为一常数，这种运动规律称为 等速运动规律。 （1） 位移曲线(S—δ曲线) 若从动件在整个升程中的总位移为 h，凸轮上对应的升程角为δ0，那么由运动学可 知，在等速运动中，从动件的位移 S 与时间 t 的关系为： S＝v·t 凸轮转角δ与时间 t 的关系为： δ＝ω·t 则从动件的位移 S 与凸轮转角δ之间的关系为: v 和ω都是常数，所以位移和转角成正比关系。因此，从动件 作等速运动的位移曲线是一条向上的斜直线。 从动件在回程时的位移曲线则与下图相反，是一条向下的斜直线。 （2）等速运动凸轮机构的工作特点 由于从动件在推程和回程中的速度不变，加速度为零，故运动平稳；但在运动开始 和终止时；从动件的速度从零突然增大到 v 或由 v 突然减为零，此时，理论上的加速 度为无穷大，从动件将产生很大的惯性力，使凸轮机构受到很大冲击，这种冲击称刚 性冲击。随着凸轮的不断转动，从动件对凸轮机构将产生连续的周期性冲击，引起强 烈振动，对凸轮机构的工作十分不利。因此，这种凸轮机构一般只适用于低速转动和 从动件质量不大的场合。 2．等加速、等减速运动规律
8-凸轮机构
§8-3 凸轮机构工作过程及从动件运动规律
2、等加速等减速运动规律 运动特性：当采用等加速等减速 运动特性 运动规律时，在起点、中点和终 点时，加速度有突变，因而推杆 的惯性力也将有突变，不过这一 突变为有限值，所以，凸轮机构 中由此而引起的冲击称为柔性冲 击。 适用场合：中速、轻载。
本章小结
1、凸轮机构的类型及应用特点 2、凸轮机构从动件常用运动规律的工作特点
§8-3 凸轮机构工作过程及从动件运动规律 一、凸轮机构工作过程 ★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： ★远休、远休止角： ★回程、回程运动角： ★近休、近休止角： ★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。
第八章 凸轮机构
凸轮传动是通过凸轮与从动件间的接触来传递运动和动力， 凸轮传动是通过凸轮与从动件间的接触来传递运动和动力，是一种 常见的高副机构，结构简单，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线， 常见的高副机构，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定的复杂运动规律。 可以使从动件实现任何预定的复杂运动规律。 §8-1 凸轮机构概述
(2)滚子从动件
凸轮机构概述
(3)平底从动件
§8 - 1
按从动件的运动形式 移动从动件
凸轮机构概述
摆动从动件
§8 - 2
凸轮机构的分类与特点
二、特点:(1)只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到所需的 特点:(1)只需设计适当的凸轮轮廓， :(1)只需设计适当的凸轮轮廓 运动规结构简单、紧凑，工作可靠，容易设计； 运动规结构简单、紧凑，工作可靠，容易设计； (2)高副接触 易磨损， 高副接触， (2)高副接触，易磨损，适用于传力不大的控制机构和调 节机构。 节机构。
凸轮机构教学课件
2 凸轮机构的基本构造和工作原理
阐述凸轮机构的组成和运行原理
3 凸轮机构的动力学分析方法
介绍分析凸轮机构运动特性和性能的方法
构造
凸轮的形状与参数
讨论不同形状和参数对凸轮机 构的影响
凸轮的制造工艺
介绍凸轮的 部分
分类
1
平面凸轮机构
解释平面凸轮机构的原理和应用
2
空间凸轮机构
介绍空间凸轮机构的特点和应用场景
3
伺服凸轮机构
详细阐述伺服凸轮机构的运动控制原理
应用
各种机械传动机构的凸轮 机构应用
说明凸轮机构在汽车引擎等机械 传动中的广泛应用
凸轮机构在机器人上的应用 凸轮机构的其他应用
展示凸轮机构在机器人运动控制 中的重要作用
凸轮机构教学课件PPT
欢迎观看凸轮机构教学课件PPT！在本课件中，我们将深入探讨凸轮机构的原 理、构造、分类和应用，并展望未来的发展趋势。
简介
什么是凸轮机构
解释凸轮机构的定义和作用
凸轮机构的分类
介绍不同类型的凸轮机构及其特点
凸轮机构的应用范围
介绍凸轮机构在各个领域的广泛应用
原理
1 凸轮定律的原理
介绍凸轮机构在工业生产和自动 化系统中的其他应用
总结
凸轮机构的优点和缺点
总结凸轮机构的优势和局限性
未来凸轮机构的应用前景
探讨凸轮机构在新兴领域的应用前景
凸轮机构的发展趋势
展望凸轮机构在未来的技术发展方向
凸轮机构教学课件PPT大纲完整！
感谢观看本课件，希望您对凸轮机构有更深入的了解。
机械基础 第八章 凸轮机构
滚子 从动
图8-5 内燃机的配气机构
凸轮机构概述
凸轮机构是依靠凸轮轮廓直接与从动件接触，迫使从动件作有规律的直线往复运动（直动）或 摆动。这种直动或摆动的运动规律决定了所需凸轮的轮廓形状。
图8-5 内燃机的配气机构
如图8-5所示，为内燃机的配气 机构。当主动件凸轮回转时，使得 气门杆按照一定的要求作上下往复 运动，控制气门的开启与关闭，保 证发动机在工作中定时将可燃混合 气充入气缸，并及时将燃烧后的废 气排出气缸。
式分
滚子 从动
件
平底 从动
件
表8-1
图例
凸轮机构的类型
特点
（续表）
从动件的尖端能够与任意复杂的凸轮轮廓保持接 触，从而使从动件实现任意的运动规律。
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）。
为减小摩擦磨损，在从动件端部安装一个滚轮， 把从动件与凸轮之间的滑动摩擦变成滚动摩擦。因此 ，摩擦磨损较小，可用来传递较大的动力，故这种形 式的从动件应用很广。
1.凸轮
图8-1 自动送料凸轮机构
这种自动送料凸轮 机构，能够完成输送毛 坯到达预期位置的功能， 但对毛坯在移动过程中 的运动没有特殊的要求。
凸轮机构概述
4.线轴
3.线
2.从动件
图8-2 绕线机构
1.凸轮
这种凸轮机构，在运 动中能够推动摆动从动 件2实现均匀缠绕线绳的 运动学要求。
凸轮机构概述
凸轮机构概述
如图8-6所示，为自动车床走刀机构，当具有曲线凹槽的 凸轮回转时，其曲线凹槽的侧面与从动件末端的滚子接触并驱 使从动件绕O点摆动，从动件另一端的扇形齿轮与刀架下的齿条 相啮合，使刀架实现进刀运动和退刀运动。
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机械基础第八章凸轮机构同步习题黄战
第八章凸轮机构
§8-1凸轮机构概述
§8-2凸轮机构的分类与特点
1、凸轮机构中，主动件通常作__________ 。
A、等速转动或移动
B、变速转动
C、变速移动
2、凸轮与从动件接触处的运动副属于（）。
A、高副
B、转动副
C、移动副
3、内燃机的配气机构采用了（）机构。
A、凸轮
B、铰链四杆
C、齿轮
4、凸轮机构中，从动件构造最简单的是（）从动件。
A、平底
B、滚子
C、尖顶
5、从动件的运动规律决定了凸轮的（）。
A、轮廓曲线
B、转速
C、形状
6、凸轮机构中，（）从动件常用于高速传动。
A、滚子
B、平底
C、尖顶
7、凸轮机构主要与（）和从动件等组成。
A、曲柄
B、摇杆
C、凸轮
&有关凸轮机构的论述正确的是（）。
A、不能用于高速启动
B、从动件只能做直线运动
C、凸轮机构是高副机构
二、判断题
1、（）在凸轮机构中，凸轮为主动件。
2、（）凸轮机构广泛应用于机械自动控制。
3、（）移动凸轮相对机架作直线往复移动。
4、（）在一些机器中，要求机构实现某种特殊的复杂的运动规律，常采用凸轮机构。
5、（）根据实际需要，凸轮机构可以任意拟定从动件的运动规律。
6、（）凸轮机构中，主动件通常作等速转动或移动。
三、填空题
1、凸轮机构主要有________ 、_________ 和____________ 三个基本构件所组成。
2、在凸轮机构中，凸轮为____________ ，通常作等速__________ 或___________ 。
机械基础第八章凸轮机构同步习题黄战
3、在凸轮机构中，通过改变凸轮_______________ ，使从动件实现设计要求的运动。
4、在凸轮机构中，按凸轮形状分类，凸轮有__________________ 、________________ 和三种。
5、凸轮机构工作时，凸轮轮廓与从动件之间必须始终___________ ，否则，凸轮机构就不能正常工作。
6、凸轮机构主要的失效形式是_______ 和______________ 。
§8-3凸轮机构工作过程及从动件运动规律
1从动件作等速运动规律的位移曲线形状是（）。
A、抛物线
B、斜直线
C、双曲线
2、从动件作等加速等减速运动的凸轮机构（）。
A、存在刚性冲击
B、存在柔性冲击
C、没有冲击
3、从动件作等速运动规律的凸轮机构，一般适用于（）、轻载的场合。
A、低速
B、中速
C、高速
4、从动件作等加速等减速运动规律的位移曲线是（）。
A.、斜直线B、抛物线C、双曲线
二、判断题
1（）凸轮机构中，从动件作等运动规律是指从动件上升时的速度和下降时速度必定
相等。
2、（）凸轮机构中，从动件作等速运动规律的原因是凸轮座等速转动。
3、（）凸轮机构中，从动件等加速等减速运动规律是指从动件上升时作等加速运动，
而下降时作等减速运动。
4、（）凸轮机构产生的柔性冲击，不会对机器产生破坏。
5、（）凸轮机构从动件的运动规律可按要求任意拟定。
三、填空题
1凸轮机构中，从动件的运动规律是多种多样的，生产中常用的有_____________
和_________________ 等。
2、凸轮机构中，从动件作等速运动规律是指从动件在运动过程中速度v为_______ 。
3、从动件的运动规律决定凸轮的_____________ 。
4、凸轮机构中最常用的运动形式为凸轮作__________________ 运动，从动件作___________ 。