机械设计基础课件!凸轮机构H
机械设计基础课件凸轮机构H(2024)
速度曲线
表示从动件在运动过程中 的速度变化，反映机构的 运动平稳性。
加速度曲线
反映从动件在运动过程中 的加速度变化，体现机构 的冲击和振动情况。
动力性能分析指标
01
压力角
表示凸轮与从动件接触点处法线 方向与从动件运动方向之间的夹 角，影响机构的传动效率。
受力分析
02
03
摩擦与磨损
对凸轮和从动件进行受力分析， 计算机构在不同位置时的受力情 况，为强度设计提供依据。
律等参数。
运动仿真分析
通过CAD软件对凸轮机 构进行运动仿真分析， 观察从动件的运动轨迹 和速度变化等情况。
优化设计
根据仿真分析结果，对 凸轮机构进行优化设计 ，如调整基圆半径、偏 心距等参数，以改善机
构的运动性能。
04
凸轮机构性能分析与优化
运动性能分析指标
01
02
03
位移曲线
描述凸轮从动件在不同角 度下的位移变化，反映机 构的运动规律。
03
凸轮机构设计方法
图解法设计凸轮轮廓
选择基本运动规律
根据工作要求，选择等速、等加 速或简谐运动等基本运动规律作
为凸轮从动件的运动规律。
绘制位移线图
根据选定的运动规律，绘制凸轮 从动件的位移线图。
确定基圆半径和偏心距
根据结构要求和强度条件，确定 凸轮的基圆半径和偏心距。
绘制凸轮轮廓
在位移线图上选取一系列点，通 过几何作图方法绘制出凸轮的轮
凸轮机构工作时，凸轮与从动件之间 为点或线接触，易磨损，故多用于传 力不大的控制机构。
凸轮机构应用领域
自动机械
在自动机械中，凸轮机构可用于实现 各种复杂的动作顺序和动作时间。
机械设计基础课件第三章凸轮机构
第二节 从动件的常用运动规律
• δs—远休止角、δs΄—近休止角、δh—回程运动 角
• 推程——停程——回程——停程
• δt
δs΄
δh
δs
• 图3-5b所示，为从动件位移线图。它反映了 从动件位移s与转角δ之间的关系。所谓从动 件运动规律，是指从动件在运动过程中，其 位移s、速度v、加速度a随凸轮转角δ的变化 规律。
• 当从动件的运动规律已经选定并作出位移 线图以后，各种平面凸轮的轮廓曲线都可 以用图解法作出。
• 已知：s-δ曲线，基圆半径rmin，ω转向。
• 方法：反转法，如图，设想将整个机构以 角速度（- ω ）绕轴心o转动，此时凸轮将 静止，从动件尖点的运动轨迹就是凸轮的 轮廓曲线。
• 一、直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制 • 尖顶直动从动件盘形凸轮
偏心）、摆动从动件。 • 按凸轮与从动件维持接触的方式分：外力锁合
（重力、弹簧力、其他力）、几何锁合（通过 几何形状来锁合）
2020/6/29
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第二节 从动件的常用运动规律
• 一、凸轮的运动 • 推程：从动件尖顶被凸轮轮廓推动，以一
定运动 规律由离回转中心o最近的位置到 达最远位置的过程。 • 从动件的升程：从动件沿导路方向上升的 距离h。 • 推程运动角：推程对应凸轮的转角δt。 • 停程：凸轮轮廓上两个圆弧段BC、DA与尖 顶相接触时，从动件静止不动。 •202回0/6/2程9 ：从动件由离回转中心o最远的位置回
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中职机械基础课件凸轮机构
中职《机械基础》课件凸轮机构pptxx年xx月xx日contents •凸轮机构概述•凸轮机构的工作原理•凸轮机构的基本参数•凸轮机构的常见故障与排除•凸轮机构的设计方法•凸轮机构的案例分析目录01凸轮机构概述由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成，通过凸轮的轮廓曲线对从动件产生一定的运动规律的机构。
凸轮机构的定义结构简单、紧凑，能够实现多种复杂的运动规律，因此在机械系统中得到广泛应用。
凸轮机构的特点凸轮机构的定义与特点凸轮机构的应用在各种机械中，凸轮机构主要用于改变运动形式、传递动力和实现预定运动规律。
例如，内燃机中的进气和排气阀、汽车的变速器、洗衣机中的进水和排水装置等。
凸轮机构的分类根据凸轮的形状和从动件的运动形式，凸轮机构可分为盘形凸轮机构、圆柱形凸轮机构、圆锥形凸轮机构等。
凸轮机构的应用与分类1凸轮机构的基本组成23凸轮的轮廓曲线控制着从动件的运动轨迹，是凸轮机构的核心构件。
凸轮从动件受到凸轮轮廓的控制，实现一定的运动规律。
从动件机架是凸轮机构的支撑框架，确定凸轮和从动件的位置关系。
机架02凸轮机构的工作原理凸轮机构的运动规律主要涉及凸轮机构中从动件的运动规律，即从动件在运动过程中跟随凸轮的轮廓曲线做出的运动。
凸轮机构的运动规律通常分为三种类型：等速运动规律、等加速等减速运动规律和简谐运动规律。
这些运动规律的特点和应用范围各不相同。
凸轮机构的运动规律凸轮机构的压力角与传动角01凸轮机构的压力角是指凸轮与从动件接触点处的法线与从动件运动方向之间的夹角。
02凸轮机构的压力角大小直接影响到凸轮机构的传动性能和使用寿命。
一般情况下，较小的压力角可以减小凸轮机构的动力学性能，而较大的压力角则会导致凸轮机构的使用寿命下降。
03传动角是指从动件的运动方向与凸轮的基圆切线之间的夹角。
传动角的大小直接影响到凸轮机构的传动效率和刚度。
凸轮机构的滑动摩擦是指凸轮与从动件接触表面之间的摩擦现象。
这种摩擦不仅会消耗能量，还会加速零件表面的磨损和疲劳。
机械设计基础课件!凸轮机构H(带目录)
机械设计基础课件：凸轮机构一、引言在机械设计中，凸轮机构是一种常见的传动机构，它通过凸轮与从动件之间的啮合，实现运动和动力的传递。
凸轮机构具有结构简单、传动可靠、运动平稳等特点，广泛应用于各种机械设备中。
本课件将详细介绍凸轮机构的基本原理、类型、运动规律和设计方法。
二、凸轮机构的基本原理凸轮机构由凸轮、从动件和机架三部分组成。
凸轮是一个具有特定轮廓的旋转件，从动件是与凸轮啮合的部件，机架则是固定凸轮和从动件的支撑结构。
当凸轮旋转时，其轮廓与从动件接触，使从动件产生预期的运动规律。
根据从动件的运动规律，凸轮机构可分为直线运动凸轮机构、摆动凸轮机构和圆柱凸轮机构等。
三、凸轮机构的类型1.直线运动凸轮机构：直线运动凸轮机构是指从动件作直线运动的凸轮机构。
根据从动件的运动方向，直线运动凸轮机构可分为直线往复运动凸轮机构和直线单向运动凸轮机构。
2.摆动凸轮机构：摆动凸轮机构是指从动件作摆动的凸轮机构。
根据从动件的摆动方向，摆动凸轮机构可分为单向摆动凸轮机构和双向摆动凸轮机构。
3.圆柱凸轮机构：圆柱凸轮机构是指凸轮的轮廓呈圆柱形的凸轮机构。
圆柱凸轮机构可分为直圆柱凸轮机构和斜圆柱凸轮机构。
四、凸轮机构的运动规律凸轮机构的运动规律是指从动件在凸轮旋转过程中的运动轨迹。
根据从动件的运动规律，凸轮机构的运动可分为等速运动、等加速运动、等减速运动和组合运动等。
在设计凸轮机构时，应根据实际需求选择合适的运动规律，以满足设备的工作要求。
五、凸轮机构的设计方法1.确定从动件的运动规律：根据设备的工作要求，确定从动件的运动规律，如等速运动、等加速运动等。
2.确定凸轮的轮廓曲线：根据从动件的运动规律，利用数学方法求出凸轮的轮廓曲线。
常用的方法有作图法、解析法和数值法等。
3.确定凸轮的尺寸：根据凸轮的轮廓曲线，计算凸轮的尺寸，如直径、宽度等。
4.确定从动件的结构和尺寸：根据凸轮的尺寸和运动规律，设计从动件的结构和尺寸，如摆杆长度、滚子直径等。
机械设计基础第七章凸轮机构
C
s
h
o δ0 δ01 ω
B
t δ’0 δ02 δ
运动规律：推杆在推程或回程时，其位移S、速度V、
和加速度a 随时间t 的变化规律。
S=S(t)
V=V(t)
a=a(t)
形式：多项式、三角函数。 B’
A
D δ02
r0
δ0
δ’0 δ01
s 位移曲线
h
t o δ0 δ01 δ’0 δ02 δ ω
B
C
精选PPT
在起始和终止处理论上a为精有选PP限T 值，产生柔性冲击。
2.正弦加速度（摆线）运动规律
s
推程：
h
s＝h[δ/δ0-sin(2πδ/δ0)/2π]
δ
v＝hω[1-cos(2πδ/δ0)]/δ0 a＝2πhω2 sin(2πδ/δ0)/δ02
v
δ0
回程：
δ
s＝h[1-δ/δ0’ +sin(2πδ/δ0’)/2π]
缺点：高副，线接触，易磨损，传力不大。
应用：内燃机 、牙膏生产等自动线、补 鞋机、配钥匙机等。 分类：1)按凸轮形状分：盘形、 移动、
圆柱凸轮 ( 端面 ) 。 2)按推杆形状分：尖顶、 滚子、 特点： 平底从动件。 尖顶－－构造简单、易磨损、用于仪表机构； 滚子――磨损小，应用广； 平底――受力好、润滑好精，选PP用T 于高速传动。
2)推杆运动规律; 3)合理确定结构尺寸;
4)设计轮廓曲线。
而根据工作要求选定推杆运动规律，是设计凸轮轮廓曲线的前提。
凸轮机构及其设计PPT课件
产生非常大的惯性力。 柔性冲击——由于加速度发生有限值的突变，导致从动件产生有限值的惯性
力突变而产生有限的冲击。
压力角、许用压力角 ——从动件在高副接触点所受的法向力与从动件该 点的速度方向所夹锐角α 。压力角过大时，会使机 构的传力性能恶化。工程上规定其临界值为许用压 力角[α]。不同的机器的许用压力角要求不同，凸轮 机构设计时要求 α ≤ [α]。
2) 摆动从动件的压力角
如下图所示， ω1和ω2同向，P点是瞬心点，过 P作垂直于AB延长线得D。由ΔBDP得
tanα =BD/PD
（2）
由ΔADP得
BD =AD-AB= APcos(ψ0 +ψ)-l
P
PD= APsin(ψ0 +ψ)
n
由瞬心性质有 AP ω2 =OP ω1 = (AP-a) ω1
解得
s＝h[1-φ/Φ’ +sin(2πφ/Φ’)/2π] v＝hω[cos(2πφ/Φ’)-1]/Φ’ a＝-2πhω2 sin(2πφ/Φ’)/Φ’2
特点：无冲击，适于高速凸轮。
s
Φ v a
.
h φ
Φ’
φ
φ
21
改进型运动规律
单一基本运动规律不能满足工程要求时，
分别取一、二、五次项，就得到相应幂次的运动规律。
基本边界条件
凸轮转过推程运动角Φ ——从动件上升h 凸轮转过回程运动角Φ’——从动件下降h
将不同的边界条件代入以上方程组，可.求得待定系数Cபைடு நூலகம் 。
16
1） 一次多项式（等速运动）运动规律 边界条件
在推程起始点： φ =0， s=0 在推程终止点： φ =δ0 ，s=h 代入得：C0＝0， C1＝h/Φ
机械设计基础第三章凸轮机构PPT课件
e
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凸轮机构 ——由凸轮，从动件和 机架构成的三杆高副机构。
h
e
第9页/共39页
第10页/共39页
凸轮机构的分类
h
e
第11页/共39页
Байду номын сангаас
按从动件分： a.按从动件的运动分类
直动从动件凸轮机构 摆动从动件凸轮机构
凹槽凸轮 滚子
h
e
第12页/共39页
b.按从动件的形状分类
滚子从动件 凸轮机构
第4页/共39页
凸轮机构的特点
凸轮机构的优点：
只要适当地设计凸轮的轮廓曲线， 便可使从动件获得任意预定的运 动规律，且机构简单紧凑。
h
凸轮机构的缺点：
凸轮与从动件是高副接触， 比压较大，易于磨损，故
这 动种 力e机 不构 大一 的般 场仅 合用 。于传递
第5页/共39页
小 结 按从动件的运动分类
第30页/共39页
1.偏心尖顶直动从动件
• 已知基圆半径及从动件位移曲线
第31页/共39页
直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
2.偏置直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的绘制
已知r0,偏心距e及从动件的运动规律
e
s
120 90 ° 90 ° 60 °
°
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1.偏置直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的绘制
s成的运动规律称为简谐运动 2
推程
位移 H
0
v2
a2
1(t)
速度
回程
1(t)
加速度
1(t)
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三、其他运动规律
位移 S2 1(t) 曲线：
改进的等加速等减速运动规律 正弦运动规律 高次代数方程
机械原理凸轮机构精品ppt课件
38
二、从动件运动规律的选择
1.机器的工作过程只要求凸轮转过一角度时，推杆完成 一行程h或φ，对运动规律并无严格要求。
则应选择直线或圆弧等易加工曲线作为凸轮的轮廓曲 线。如夹紧凸轮。
φ ω
工件
39
2. 机器的工作过程对推杆运动有要求，则应严格按工作 要求的运动规律来设计凸轮廓线。如刀架进给凸轮。
设计：凸轮轮廓曲线。
ω
r0
o
44
μs＝（ ）mm/mm
8’ 9’
7’
11’
5’ 3’
1’
12’
13’ 14’
12 345 67 8 9 11 13 15
μφ＝（ ）°/mm
取适当的比例尺μl＝μs
-ω ω
15
o
45
设计步骤：
① 按给定从动件的运动规律绘制从动件的位移线图。 ② 确定从动件尖底的初始位置。 ③ 确定导路在反转过程中的一系列位置。 ④ 确定尖底在反转过程中的一系列位置。 ⑤ 绘制凸轮廓线。
偏置尖底直动从动件盘形
凸轮机构
20
9.从动件的运动线图
从动件的运动规律——从动件 的位移、速度和加速度与时间 或凸轮转角间的关系。
位移方程 s = f(φ)
速度方程
v
ds dt
ds d
d dt
ds d
加速度方程
a
d
2 s
dt 2
dv dt
dv d
d dt
2
d
2 s
d 2
21
M s1 M1
M’ s1
第一节 凸轮机构的类型
一、凸轮机构的组成
内 燃 机 的 配 气 凸 轮 机 构
1