凸轮机构(GDX2)
中职机械基础课件-凸轮机构
凸轮轮廓的加工方法 用于低速、轻载场合的凸轮，可以应用反转法原理在未淬火凸轮轮坯上通过作图法绘制轮廓曲线，采用铣床或用手工锉削办法加工而成。必要时可进行淬火处理，但用这种方法则凸轮的变形难以得到修正
1、铣、锉削加工
采用数控线切割机床对淬火凸轮进行加工，这是目前最常用的一种凸轮加工方法。加工时应用解析法，求出凸轮轮廓曲线的极坐标值(ρ，θ)，应用专用编程软件，切割而成。此方法加工出的凸轮精度高，适用于高速、重载的场合
移动凸轮
圆柱凸轮 在圆柱面上开有曲线凹槽的构件。(可看作是将移动凸轮卷成圆柱体而形成的。它是一种空间凸轮机构
按从动件型式分类
1、尖顶从动件
与凸轮是点接触，只用于受力小的低速机构；尖顶能与复杂的凸轮轮廓保持接触，传动精确
2、滚子从动件
与凸轮形成滚动磨擦，可传递较大载荷，应用极广；但凸轮上凹陷的轮廓未必能很好地与滚子接触，会影响实现预期的运动规律
3、平底从动件
受力较好，效率高，接触面油膜易形成，利于润滑，可用于高速
凸轮机构的应用特点
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。 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。 应用：多用于传力不大的场合，如自动机械、仪表、控制机构和调节机构中。
从动件
机架
凸轮
1 凸轮机构概述
内燃机配气机构
自动车床走刀机构
自动车床走刀机构
靠模车削机构
靠模车削机构
1－凸轮
2－从动件
3－机架 凸轮机构——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。
2 凸轮机构的分类与特点
机械原理凸轮机构及其设计PPT精品医学课件
终点： = 0 , s=h
升程运动规律：
同理，得回程运动规律：
作推程运动线图
h/2
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
5
6
7
8
4
推程运动线图
s
O
h
0
0/2
：0 = ：
=(/ 0)
位移线图
速度线图
5
6
7
8
1
2
3
5
6
7
8
4
h /20
0
0/2
v
O
1
2
3
4
2
A
O
B
180º
120º
60º
o
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
（1）作出角位移线图；
（2）作初始位置；
（4）找从动件反转后的一系 列位置，得 C1、C2、 等点，即为凸轮轮廓上的点。
A1
A2
A3
A5
A6
A7
A8
A9
A10
A4
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
（3）按- 方向划分圆R得A0、 A1、A2等点；即得机架 反转的一系列位置；
二．图解法设计凸轮轮廓曲线
1. 对心直动尖端从动件盘形凸轮机构
已知：推杆的运动规律、升程 h；凸轮的及其方向、基圆半径r0
设计：凸轮轮廓曲线
h
s
O
/2
h/2
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。
常用机构-凸轮机构
02 凸轮机构的工作原理
Байду номын сангаас
凸轮机构的运动规律
凸轮机构是一种常见的机械机构，其工作原理是通过凸轮的转动来驱动从动件按照 预定的运动规律进行往复运动或周期性摆动。
凸轮机构通常由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成，其中凸轮通常是主动件， 其转动通过从动件传递到执行机构，实现所需运动。
凸轮机构的运动规律取决于凸轮的轮廓形状和从动件的位移、速度、加速度等运动 参数。通过合理设计凸轮的轮廓，可以使得从动件实现预期的运动规律。
凸轮机构的工作过程
当凸轮转动时，其轮廓与从动件之间 产生接触力，推动从动件按照预定规 律运动。
在凸轮机构的工作过程中，凸轮与从 动件之间的接触力会随着凸轮的转动 而变化，从而影响从动件的加速度、 速度和位移等运动参数。
常用机构-凸轮机构
contents
目录
• 凸轮机构概述 • 凸轮机构的工作原理 • 凸轮机构的设计与优化 • 凸轮机构的常见问题与解决方案 • 凸轮机构的发展趋势与展望
01 凸轮机构概述
定义与特点
定义
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，主要用于实现从动件预期的往复运动规律或特定运动 形式。
从动件可以是平面或空间的，其运动 形式可以是往复直线运动、摆动或复 杂的曲线运动。
凸轮机构的设计要素
凸轮机构的性能和可靠性取决于多个 设计要素，包括凸轮和从动件的形状、 尺寸、材料、润滑、摩擦和热处理等。
从动件的设计应确保其运动稳定、可 靠，同时与凸轮的接触应力在允许范 围内，以防止过度磨损和破坏。
选择合适的凸轮形状
根据运动规律，选择合适的凸轮形状， 如平底、曲面或滚子凸轮。
凸轮机构完整课件
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。
凸轮机构
第5章凸轮机构3.1 凸轮机构的应用和类型凸轮机构是机械中的一种常用机构，在自动化和半自动化机械中应用非常广泛。
下左图所示为内燃机配气凸轮机构。
凸轮1以等角速度回转，它的轮廓驱使从动件2（阀杆）按预期的运动规律启闭阀门。
下右图所示为绕线机中用于排线的凸轮机构，当绕线轴3快速转动时，经齿轮带动凸轮1缓慢地转动，通过凸轮轮廓与尖顶A之间的作用，驱使从动件2往复摆动，从而使线均匀地缠绕在绕线轴上。
下左图所示为录音机卷带装置中的凸轮机构。
凸轮1随放音键上下移动。
放音时，凸轮1处于图示最低位置，在弹簧6的作用下，安装于带轮轴上的摩擦轮4紧靠卷带轮5，从而将磁带卷紧。
停止放音时，凸轮1随按键上移，其轮廓压迫从动件2顺时针摆动，使摩擦轮与卷带轮分离，从而停止卷带。
上右图为自动送料机构。
当带有凹槽的凸轮1转动时，通过槽中的滚子，驱使从动件2作往复移动。
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。
从以上所举的例子可以看出：凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。
根据凸轮和从动件的不同形状和型式，凸轮机构可分类如下：1．按凸轮的形状分（1）盘形凸轮它是凸轮的最基本型式。
这种凸轮是一个绕固定轴线转动并且具有变化半径的盘形零件。
（2）移动凸轮当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，凸轮相对机架作直线运动，这种凸轮称为移动凸轮。
（3）圆柱凸轮将移动凸轮卷成圆柱体即成为圆柱凸轮。
2 . 按从动件的型式分（l）尖顶从动件尖顶能与复杂的凸轮轮廓保持接触。
因而能实现任意预期的运动规律。
但尖顶与凸轮是点接触，磨损快，所以只宜用于受力不大的低速凸轮机构。
（2）滚子从动件为了克服尖顶从动件的缺点，在从动件的尖顶处安装一个滚子，即成为滚子从动件。
滚子和凸轮轮廓之间为滚动磨擦，耐磨损，可以承受较大载荷，所以是从动件中最常用的一种型式。
（3）平底从动件这种从动件与凸轮轮廓表面接触的端面为一平面。
显然，它不能与凹陷的凸轮轮廓相接触。
凸轮机械原
2023凸轮机械原理CATALOGUE目录•凸轮机构概述•凸轮机构的工作原理•凸轮机构的类型及特点•凸轮机构的常见问题及解决策略•凸轮机构的设计及优化•凸轮机构的应用前景与发展趋势01凸轮机构概述凸轮机构是一种广泛应用于各种机械中的高副机构，它由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成，通过凸轮的轮廓控制从动件的位移和运动规律。
凸轮机构的定义凸轮机构具有结构简单、易于制造、运动规律灵活、易于实现复杂运动等优点。
然而，由于接触应力大、磨损严重、寿命较短等问题，凸轮机构在某些场合下不如其他机构（如连杆机构）可靠。
凸轮机构的特点凸轮机构的定义与特点凸轮机构的应用范围凸轮机构在轻工机械中应用广泛，如制糖机、榨油机、面粉机等。
轻工机械纺织机械交通运输机械其他领域纺织机械中大量使用凸轮机构，如罗拉车、针织机、印染机等。
交通运输机械中，凸轮机构也得到广泛应用，如内燃机、喷气发动机、蒸汽机等。
凸轮机构在其他领域也有应用，如石油化工机械、冶金机械、矿山机械等。
凸轮机构的组成凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。
凸轮机构的分类根据凸轮的形状和运动形式，凸轮机构可分为盘形凸轮机构、圆柱形凸轮机构、圆锥形凸轮机构以及其他特殊形式的凸轮机构。
凸轮机构的组成与分类02凸轮机构的工作原理1凸轮机构的工作原理概述23凸轮机构是一种常见的机械传动系统，主要由凸轮、从动件和机架组成。
凸轮机构的工作原理是凸轮轮廓控制从动件的运动规律，使从动件能够按照预定轨迹进行往复运动。
凸轮机构的运动规律取决于凸轮的轮廓形状和从动件的结构形式。
凸轮机构的工作过程分析凸轮机构按其运动形式可以分为平面凸轮机构和空间凸轮机构。
凸轮机构的工作过程是凸轮转动时，从动件在凸轮轮廓控制下沿着一定轨迹进行往复运动。
平面凸轮机构又可以分为尖顶从动件、滚子从动件和平底从动件三种类型。
从动件的运动规律取决于凸轮的轮廓形状和从动件的结构形式。
凸轮机构的运动规律凸轮机构的运动规律取决于凸轮的轮廓形状和从动件的结构形式。
凸轮机构课件ppt
单元4 凸轮机构
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
任务2 从动件常用运动规律
3.内燃机凸轮机构的工作过程分析
表4-5 分析凸轮机构的工作过程
步骤
1.凸轮转动时
2.从动杆不动时,气门静 止,凸轮转动的角度 3.从动杆降时,气门开, 凸轮转动的角度
图例
特点
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）
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， 应用较广
凸轮与平底的接触面间易形成油膜， 润滑较好，常用于调整传动中
单元4 凸轮机构
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
A.存在刚性冲击 B.存在柔性冲击 C.没有冲击
⑶ 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
⑷ 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
2.判断题：
⑴ 凸轮机构中，所谓从动件作等速运动规律是指从动件上升时的速度和下降时的速度
描述
从动杆升,气门关,凸轮转动一定角度。从动件由最低位置被推 到最高位置，从动杆运动的这一过程称为推程。 凸轮转角称为推程运动角。 从动件静止不动，且从动件停在最高位置，这一过程称为远停 程。 凸轮转角称为远停程角。
从动件由最高位置点回到最低位置点，这一过程称为回程。 凸轮转角称为回程运动角。
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3.按从动件端部的结构分类 1. 尖底从动件 a） 2. 滚子从动件 b） 3. 平底从动件 c）
尖底从动件
(1)尖端从动件:从动件端部以尖顶与凸轮轮廓 接触，这种从动件结构最简单，尖顶能与 任意复杂的凸轮轮廓保持接触。
尖底从动件
优点：尖顶从动件能与任意复杂的 凸轮轮廓保持接触，因而能使从动 件实现任意的运动规律。
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
盘形凸轮种类：盘形外轮廓凸轮和盘形槽凸轮。
盘形外轮廓凸轮：利用外轮廓推动从动件。
盘形槽凸轮：利用曲线沟槽推动从动件。 盘形凸轮作等速回转时，从动件在垂直凸轮轴线的平面内运动 （往复移动或摆动），所以是平面凸轮。机构是平面凸轮机构。
▪ 盘形凸轮是一个具有变化半径的圆盘形构件，结 构简单，是凸轮的最基本形式。盘形凸轮分为两 种：利用外轮廓推动从动件的称为盘形外轮廓凸 轮；
凸 轮 机 构
凸轮机构
一、凸轮、凸轮机构的概述
凸轮是具有曲线或曲面轮廓且作为高 副元素的构件。含有凸轮的机构称为凸轮 机构。凸轮机动的的凸轮机构称为平面凸轮 机构，各构件间的相对运动包含空间运动 的凸轮机构称为空间凸轮机构。 凸轮机构 广泛用于传递动力不大的各种机器和机构 中。
▪ 利用曲线沟槽推动从动件运动的称为盘形 槽凸轮。
盘形凸轮
特点： （1）依靠回转半径的变化推动从动件移动或摆动， 但从动件行程不宜过大，否则会引起凸轮径向尺寸变 化过大，增大了机构的结构尺寸，不利于机构正常工 作。
（2）结构简单，适用于从动件行程或摆动较小的场 合。
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。
▪ 2.凸轮机构可以高速启动，动作准确可靠。 ▪ 3.凸轮机构是高副机构，两构件接触处为点接触或线接触
，单位面积上承载压力较高，难以保持良好的润滑，故容 易磨损，寿命低。 ▪ 4.凸轮机构能传递较复杂的运动，但对复杂的运动特性要 求，精确分析和设计凸轮的轮廓曲线比较困难，制造和维 修也较困难。
当位置要求准确 当受力较大时
缺点：结构简单, 但磨损快，多用 于受力不大的低速凸轮机构中。
滚子从动件
(2)滚子从动件:从动件端部装有可以自由转动
的滚子，滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦 ，借以减小与凸轮轮廓接触表面的磨损。
滚子从动件
优点：滚动摩擦，摩擦阻力小， 不易磨损，承载能力大。 缺点：但滚子轴有间隙，不宜 高速场合。
平底从动件
4、按锁合方式分：
锁合——保持从动件与凸 轮之间的高副接触。
（1）力锁合凸轮机构 ：
依靠重力、弹簧力或其 他外力来保证锁合（内燃 机配气凸轮机构、刀架送 给机构等）。
内燃机配气凸轮机构
（2）形锁合凸轮机构 ： 依靠凸轮和从动件几何形状来保证锁合。
四、凸轮机构的应用特点
▪ 1.凸轮机构可以用在对从动件运动规律要求严格的场合， 也可以根据实际需要任意拟定从动件的运动规律。
▪ 1.凸 轮——具有曲线状轮廓的构件 ▪ 2.从动件——作往复移动或摆动的构件 ▪ 往复移动——直动从动件 ▪ 往复摆动——摆动从动件 ▪ 3.机 架——机构中固定不动的构件
三、凸轮机构的分类
1．按凸轮的形状分类 （1）盘形凸轮，如图所示。 （2）移动凸轮，如图所示。 （3）柱体凸轮，如图所示。
盘形凸轮的演变：移动凸轮
（1）演化方式：盘形凸轮的回转中心趋于无穷远处，即r→∞； （2）凸轮从回转运动→往复直线移动 （3）应用：靠模仿形机械 （4）移动凸轮机构也是平面凸轮机构
■ 靠模车削机构
工件1回转，凸轮3作为 靠模被固定在床身上, 刀 架2 在弹簧作用下与凸轮 轮廓紧密接触。
当拖板4纵向移动时,刀 架2 在靠模板(凸轮)曲线 轮廓的推动下作横向移动， 从而切削出与靠模板曲线 一致的工件。
(3)平底从动件：从动件的端部是一平底，这 种从动件与凸轮轮廓接触处在一定条件下 易形成油膜，利于润滑，能传动较大的作 用力。
平底从动件
优点：凸轮与从动件间的作用力 始终垂直于从动件的平底 ，因此传 动平稳；接触面间容易形成油膜 ， 润滑较好，效率高。
缺点：但运动规律受到一定的限制。 F
常用于高速重载的场合。
凸轮机构是一种高 副机构，可将连续转动 和移动转换成从动件的 移动和摆动。凸轮机构 从动杆的运动规律，是 由凸轮轮廓曲线决定的。 广泛应用于各种机械， 尤其是自动机械中。
二、凸轮机构的组成
凸轮机构主要是由机架，凸轮和从动件组成，凸轮 和从动件之间形成高副。在凸轮机构中，凸轮通常作 主动件并作等速回转或移动，借助其曲线轮廓（或凹 槽）使从动件作相应的运动（摆动或移动）。
特点：
（1）圆柱凸轮和端面凸轮统称 圆柱凸轮；
（2）凸轮等速回转时，从动件在平行于 凸轮轴线的平面内运动，是空间凸轮机构； （3）从动件可以通过直径不大的柱体凸轮 获得较大的行程。
■自动送料机构 2
1 3
2. 按从动件的运动方式分类
（1）移动（直动）从动件 （2）摆动从动件
从动件作往复移动
从动件作往复摆动
圆柱凸轮
▪ 圆柱凸轮和圆柱端面凸轮统称圆柱凸轮。 ▪ 轮廓曲线位于圆柱面上并绕其轴线旋转的
凸轮称为圆柱凸轮。
▪ 轮廓曲线位于圆柱端部并绕其轴线旋转的 凸轮，称为圆柱端面凸轮。它可看作是将 移动凸轮卷于圆柱体上形成的。
▪ 在圆柱凸轮机构中，当凸轮等速回转时， 从动件在平行于凸轮轴线的平面内运动， 因此，凸轮与从动件的相对运动是空间运 动。圆柱凸轮和圆柱端面凸轮属于空间凸 轮，柱体凸轮机构属于空间凸轮机构。在 柱体机构中，从动件可以通过直径不大的 圆柱凸轮或端面凸轮获得较大的行程。
从动 件使 用的 场合
当转速较高时
按从动件分类的凸轮机构
▪ CV夹钳往复装置
▪ 1.法兰座2.轴3.摆杆4.凸轮5.轴承 ▪ 6、12.销轴7.支撑块8、17.滚子 ▪ 9.导板10.固定架11.轴13.连杆 ▪ 14.销15.夹钳架16.滑座
▪ CV夹钳开合
▪ 1.支架2.摆杆3.偏心销4.连接块 ▪ 5.弹簧6.轴承7.小臂8、16.销轴 ▪ 9.活动夹钳 10.滑座 11.固定夹钳 ▪ 12.压杆13.轴14.连杆15.凸轮 ▪ 17.轴承18.摆杆19.关节轴承 ▪ 20导轨 21.轴