教案凸轮机构
第六章 凸轮机构
升程——从动件从最低位置升到最高位置的过程。
推程角φ1——推动从动件实现推程时的凸轮转角。
远休止角φ2——当凸轮继续回转时，从动件在最高位置停止不动，与此对应的凸轮转角，又称远停角。
回程——从动件从最高位置下降到最低位置的过程。
回程角φ3——回程时所对应的凸轮转角。
学生回答
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挂图
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挂图
教学环节
教 学 内 容
教学方法
巩固小结：
布置作业：
合考虑作出决定。
1．等速运动规律
从动件上升（或下降）的速度为一常数的运动规律——等速运动规律。
等速运动规律的凸轮，其轮廓工作曲线上各点的半径与凸轮转角成线性关系，因此工作轮廓曲线设计简单，加工时工件与刀具间相对运动容易实现。
等运动规律凸轮的缺点是：当从动件处于推程的开始位置时凸轮开始回转的一瞬间，从动件由静止状态突然以速度υ1上升运动，当从动件上升到最高位置时速度由υ2骤变为零，两者均使加速度达到无穷大而引起刚性冲击，对构件产生很大的破坏力。
2．凸轮机构的类型。
P107 1、2、5、8、9。
板书
挂图
作图
江苏省淮安市技工学校
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授课日期
班级
课题：
§6-2凸轮机构的工作原理
教学目的：
1.掌握凸轮机构从动件的运动规律；2.了解凸轮轮廓曲线的画法。
教学重点、难点：
掌握凸轮机构从动件的运动规律
授课方法：讲授法。
教学参考及教具（含电教设备）：挂图，模型。
凸轮是具有曲线可曲面轮廓肯且作为高副元素的构件,凸轮轮廓按输出运动学特性和动力学特性的要求设计。
含有凸轮的机构称为凸轮机构。凸轮机构分为平面凸轮机构和空间凸轮机构两大类。所有构件间的相对运动均为平面运动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。
机械设计与实践教案 项目2 凸轮机构设计 (教案)
项目2 凸轮机构设计1．教学目标（1）了解凸轮机构的分类及应用；（2）了解推杆常用运动规律的选择原则；（3）掌握在确定凸轮机构的基本尺寸时应考虑的主要问题；（4）能根据选定的凸轮类型和推杆运动规律设计凸轮的轮廓曲线。
2．教学重点和难点（1）推杆常用运动规律特点及选择原则；（2）盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计；（3）凸轮基圆半径与压力角及自锁的关系。
难点：“反转法原理”与压力角的概念。
3．讲授方法多媒体课件4．讲授时数8学时任务一凸轮机构的应用【任务导入】凸轮机构是由凸轮、从动件、机架以及附属装置组成的一种高副机构。
其中凸轮是一个具有曲线轮廓的构件，通常作连续的等速转动、摆动或移动。
从动件在凸轮轮廓的控制下，按预定的运动规律作往复移动或摆动。
受奥拓汽车零部件制造有限公司委托带领学员分析汽车内燃机凸轮机构的工作过程。
【任务分析】在各种机器中，为了实现各种复杂的运动要求，广泛地使用着凸轮机构，汽车机构也不例外，如图2.1是汽车内燃机凸轮机构的工作简图。
【力学知识】平面汇交力系的简化与平衡方程按照力系中各力的作用线是否在同一平面内，可将力系分为平面力系和空间力系。
若各力作用线都在同一平面内并汇交于一点，则此力系称为平面汇交力系。
按照由特殊到一般的认识规律，我们先研究平面汇交力系的简化与平衡规律。
设刚体上作用有一个平面汇交力系F 1、F 2、…、F n ，各力汇交于A 点（图2.2a ）。
根据力的可传性，可将这些力沿其作用线移到A 点，从而得到一个平面共点力系（图2.2b ）。
故平面汇交力系可简化为平面共点力系。
连续应用力的平行四边形法则，可将平面共点力系合成为一个力。
在图2.3b 中，先合成力F 1与F 2（图中未画出力平行四边形），可得力F R1，即 F R1＝F 1+ F 2；再将F R1与F 3合成为力F R2，即F R2＝F R1+ F 3；依此类推，最后可得F R ＝F 1+ F 2+…+ F n ＝∑F i （2－1）式中 F R 即是该力系的合力。
凸轮机构工作过程及从动件运动规律的教法
91ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ2016 12P RACTICE实习实训凸轮机构工作过程及从动件运动规律的教法文／周元忠凸轮机构是常用机构的典型机构，可使从动件的位移、速度和加速度严格地按照预定规律变化。
所以，凸轮机构广泛应用于各种机械和自动控制装置中。
“凸轮机构工作过程及从动件运动规律”是机械类专业基础课的必设章节内容，如机械基础、机械设计基础等课程。
笔者在实际教学中对此部分内容的教法有些心得体会，现拿出来以供大家探讨。
本文将从凸轮机构工作过程分析和该机构从动件运动规律表述这两方面进行阐述。
一、凸轮机构工作过程分析凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。
其中，凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，主动件凸轮通常作等速转动或移动，凸轮机构是通过高副接触使从动件得到所预期的运动规律。
凸轮的分类有多种，这里只研究最常见、最基本的盘形凸轮，且该机构从动件以尖顶从动件为例进行探讨，如图1所示。
图1图1中，凸轮以逆时针方向等速转动，与凸轮接触的从动件在其带动下进行上下往复运动。
那么，需要分析的是：当凸轮如图1所示逆时针等速转动一个周期即转动一周时，从动件的动作变化情况。
这也是学生学习时需要解决的问题，即该章节内容的学习任务。
要解决这个问题即完成此项任务，首先需要对该机构中的凸轮轮廓进行正确分段。
这也正是为了弄清从动件的运动规律打下基础。
所谓凸轮轮廓进行正确分段，是指将该盘形凸轮的轮廓曲线，用尺规画图的方法以一定的方式进行分段。
具体步骤如下：步骤一，以凸轮的转动中心O 为圆心，以该凸轮的最小转动半径为半径画圆，画出的圆称之为基圆。
当基圆画出时，基圆与凸轮重合部分的轮廓（或称圆弧）需要标注好该轮廓（或称圆弧）的首尾端点，如图2所示，首尾标注分别标注D 、A 字母。
此步骤也简称为“画基圆”。
图2步骤二，以凸轮的转动中心O 为圆心，以该凸轮的最大转动半径为半径画圆弧交从动件轴线（或中心线）于点B ′。
此步可确定从动件被凸轮顶起的最大高度h （称之为行程）。
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。
第五章 凸轮机构
第五章凸轮机构5.1 概述凸轮机构是最基本的高副机构，由凸轮、从动件和机架所构成，具有结构简单、紧凑、工作可靠的特点。
凸轮机构可以通过设计合理的凸轮轮廓曲线，推动从动件精确地实现各种预期的运动规律，还易于实现多个运动的相互协调配合，它广泛地应用于各种机械，特别是自动机械、自动控制装置和装配生产线中。
本章主要介绍凸轮机构的基本类型和特点、平面凸轮机构中高副的轮廓曲线设计方法、平面凸轮机构基本尺寸的确定。
5.1.1 凸轮机构的组成及应用一、凸轮机构的组成如图5-1所示，是内燃机气门控制机构，凸轮1旋转，从动件气阀杆随着凸轮轮廓做有规律的运动，完成气门定时的开启、闭合动作。
图5-2所示，为自动车床的进刀凸轮机构。
具有曲线凹槽的构件为凸轮1，当它以等速转动时，利用其曲线凹槽侧面推动从动摆杆2绕固定轴O往复摆动，并通过扇形齿轮和固定在刀架上的齿条啮合，控制刀架的运动。
刀架的运动规律取决于凸轮1上曲线凹槽的形状。
图5- 1 内燃机气门控制机构图5—2 自动机床的进刀凸轮机构1—凸轮 2—气阀 1—圆柱凸轮 2—从动摆杆 3—滚子由以上两个例子可以看出，凸轮机构由凸轮、从动件和机架所构成，其最大优点是：只要设计出适当的凸轮轮廓，就可以使从动件得到预期的运动规律，并且结构简单、紧凑，易于设计。
凸轮通常是具有曲线轮廓或凹槽的构件，当它运动时，通道力（常用弹簧）封闭或几何封闭使其曲线轮廓与从动件形成高副接触，使从动件获得预期的运动。
二、凸轮机构的应用由于凸轮轮廓与从动件之间为高副接触，接触应力较大，易于磨损，因此凸轮机构多用于传递动力不大的场合。
因此，凸轮机构主要具有以下几方面的功能：(1)实现预期的位置及动作时间要求图5—3所示为自动送料凸轮机构，当带有凹槽的圆柱凸轮1转动时，推动从动件2作往复移动，将待加工毛坯3推到加工位置。
凸轮每转动一周，从动件2就从储料罐4中推出一个待加工毛坯。
这种自动送料凸轮机构能够完成输送毛坯到达预期位置并与其他工艺动作的时间相协调配合，但对毛坯的运动规律无特殊要求。
凸轮机构说课稿
《凸轮机构概述》说课稿各位老师下午好！我是机电系专业基础教研室的曹晓颖。
今天，我说课的题目是：《凸轮机构概述》。
我主要从教材分析，学情分析，教法设计，学法指导，教学过程，教学反思这六个部分进行阐述。
第一部分教材分析（一）教材的地位和作用《凸轮机构概述》是中国劳动社会保障出版社出版的《机械基础》第四版第八章第一节的内容。
教材主要从分析应用实例出发，以丰富的图形和实例阐述凸轮机构的组成及应用，他是分析凸轮机构工作过程及从动件运动规律的基础，对生产实践有重要指导意义，是第八章的教学重点章节。
为了更适应车工专业学生的学习，在对教材的处理过程中，我删减了内燃机配气机构的介绍，补充了凸轮式自动车床的应用实例。
（三）教学目标根据教材、教学大纲对学生的要求，结合学生现有的知识水平和学生的特点，深入体现知识的应用性，使学生学有所用，让学生学会技能，本节课的教学目标定为：1、知识目标：掌握凸轮机构的组成。
了解凸轮机构的分类。
2、能力目标：培养学生理论联系实际的能力，在自动车床应用时，能排除凸轮出现的故障。
为后续车工工艺中车床结构的学习奠定基础，并提高继续学习的能力。
3、情感目标：激发学生的求知欲，调动主动学习的意识。
培养学生形成爱惜维护设备的习惯，提高学生的安全意识。
德育渗透，养成良好的行为规范。
（四）教学重点和难点由于凸轮机构在很多复杂的现代机器和机构中出现，特别在车床中应用较多，对于指导实践生产有着重要意义，所以凸轮机构的组成是本节课的教学重点。
而要使学生掌握凸轮机构的组成，学生要对凸轮机构有一定的认识，相对技校学生的基础而言，要求他们分析凸轮机构组成及应用是有一定的难度的，所以把它定为教学难点。
第二部分学情分析《机械基础》是机械类专业的专业基础课，对于我所教的车工专业的学生来说，纯理论的学习内容枯燥乏味，这使得他们学习兴趣不高，对知识的掌握存在死记硬背的现象。
但是我们的学生聪明好动，喜欢新鲜事物，动手能力和接受能力都较强，根据这一情况，我设计了以下教法和学法。
凸轮机构解说PPT课件
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4.5.1 凸轮机构的压力角
压力角：不计摩擦时，凸轮对 从动件的作用力（法向力）与从 动件上受力点速度方向所夹的锐 角。
将从动件所受力F分解为两个 力：
F2 F cos
F1
F
sin
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§ 凸轮机构设计中的几个问题
αmax≤［α］(许用压力角)。 凸轮机构的许用压力角［α］可取如下数值:
推程时，移动从动件 ［α］=30°～40°,
摆动从动件 ［α］=45°～50°；
回程时，通常取 ［α］=70°～80°。
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4.5.2 凸轮基圆半径的确定
基圆半径愈小，压力角愈大；反之，压力角则愈小。 因此，在选取基圆半径时应注意：
凸轮机构的从动件的常用运动规律及凸轮轮 廓曲线的设计。
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2
4.1 概述
4.1.1 凸轮机构的应用
1. 组成
凸轮机构由凸轮1、从动件2、机 架3三个基本构件组成，是一种高 副机构。其中凸轮是一个具有曲线 轮廓或凹槽的构件，通常作连续等 速转动，从动件则在凸轮轮廓的控 制下按预定的运动规律作往复移动 或摆动。
有等速运动规律、等加速-等减速运动规律、余弦加速度 运动规律、正弦加速度运动规律等。
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14
1.等速运动规律：
从动件在推 程或回程过程 中的运动速度 为常数的运动 规律。
s
v
h 0
h 0
a 0
从动件在推程始末两处，速度
有突变，瞬时加速度理论上为无
穷大，因而产生理论上无穷大的
第3章凸轮机构设计
第一篇 机械传动设计
1
第三章 凸轮机构设计
重点内容
1. 用反转法绘制盘状凸轮轮廓线。
2. 凸轮机构旳压力角和自锁旳关系， 压力角和基圆半径旳关系，滚子半径 与轮廓曲线形状旳关系。
2
3
盘状凸轮
4
盘状凸轮
5
圆柱凸轮
§3-1 凸轮机构旳应用和分类
一. 凸轮机构旳应用 1. 凸轮机构旳构成：凸轮、从动件和机架。
ω
δh
δs
22
4) 量取位移线图C1B1=11’、C2B2=22’、…， 得B0、B1、B2 、 …。
5) 以光滑曲线连接B0、B1、B2 、 …，即得 凸轮旳轮廓曲线。若是滚子从动件，则此轮 廓曲线为该凸轮旳理论轮廓曲线。
23
§3-5 设计凸轮机构应注意旳问题
一、凸轮机构旳压力角和自锁
n Fα
ω1
h
A
δt
B
3. 远休止角δs
δs’ O δs
凸轮回转δs从动件在最远距 离处停止不动。
r0 δh D
C 10
§3-2 从动件旳常用运动规律
一. 基本术语
1. 基圆
以凸轮轮廓最小向径r0为半径旳圆
2. 推程(升程)
B’
δt
从动件从距离回转中心 近来位置A到达最远距离 B’所走过旳距离
ω1
h
A
B
3. 远休止角δs
和从动件质量较小旳凸轮机构。 O
h
δ1
(a)
t
v0
δ1
(b)
t
+∞ δ1 t
(c) -∞ 14
O’
三. 等加速等 1
s2
减速运动规律 4
机械原理-凸轮
（3）、上面讲到，凸轮机构的压力角对凸轮机构受力有较大的影响，而且凸轮廓线上不同点处的压力角的大小一般也不相同，那么如何计算凸轮廓线上任一点处的压力角，压力角又取决于哪些因素呢？
（2）基圆半径 的确定。在偏距一定，推杆的运动规律已知的条件下，加大基圆半径 ，可减小压力角 ，从而改善机构的传力特性；凸轮的基圆半径愈小，凸轮尺寸则愈小，凸轮机构愈紧凑。然而，基圆半径的减小受到了压力角的限制，而且在实际设计工作中，还要受到凸轮结构尺寸及强度条件的限制。因此，在实际设计工作中，基圆半径的确定必须从凸轮机构的尺寸、受力、安装、强度等方面予以综合考虑。但仅从机构尺寸紧凑和改善受力的观点来看，基圆半径 确定的原则是：在保证 的条件下，应使基圆半径尽可能小。
至于滚子推杆和平底推杆盘形凸轮机构凸轮轮廓线的设计，可首先将滚子中心或推杆导路的中心线与推杆平底的交点视为尖顶推杆的尖顶，按尖顶推杆凸轮机构的设计方法，求出尖顶推杆的凸轮轮廓线，以此为理论廓线，在理论廓线上的各点作一系列滚子圆或作一系列垂直于各导路的平底，最后做出其包络线，便可求得相应的凸轮工作曲线。
2、在讲述按凸轮形状分类时，应指出：
盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮机构的运动特点及其内在联系（即移动凸轮可看作回转轴心在无穷远的盘形凸轮机构，而把移动凸轮卷成一圆筒则为圆柱凸轮）
讲述推杆型式分类时，应说明尖顶推杆虽然容易磨损，在生产实际中很少应用，但可把尖顶作为中心，加一圆滚子，即得到滚子推杆，并由此说明理论廓线与实际廓线的概念，同时说明尖顶推杆凸轮机构的设计是其它形式的凸轮机构的设计基础。
凸轮机构
二凸轮机构的分类 : 1.按凸轮的形状分类
(1)盘形凸轮 通过径向尺寸的变化构成曲线廓线。结构简单，易于加工，在工程中应用广泛。
(2)移动凸轮 呈板状，相对机架作往复直线移动，并通过其曲线轮廓推动从动件2 实现预期的上下往复移 动。它可视为盘形凸轮的回转轴心处于无穷远处时演化而成。
盘形凸轮和移动凸轮与从动件产生的相对运动为平面运动，故统称为平面凸轮机构。
组合型运动规律是分段函数。在各段的连接点处，需建立邻接条件，以保证各分段函数在连接点处具有相同的 位移、速度、加速度（甚至更高阶的导数）。构造组合型运动规律的难点在于：选取什么样的分段函数，才能 使设计出的运动规律具有良好的综合指标。
图a)所示修正正弦运动规律。在运动起始 的AB段和终止的CD段，采用周期相同的正弦 函数；在两段中间的BC段则采用一段周期较长 的简谐函数。该组合运动规律具有较好的综合 动力特性指标。 图b)所示修正梯形运动规律。它可视为对 等加速等减速运动规律的改进。为了避免加速 度的突变，用几段简谐函数使加速度成为连续 曲线。加速段和减速段的加速度曲线是对称的。 这两种组合运动规律均具有较好的综合特 性指标，因此广泛应用于各种中、高速分度凸 轮机构的凸轮曲线设计。
在前面介绍的各种形式的凸轮机构中，都是将凸轮作为主动件，推动从动件实现预期 的运动。在工程实际中也有将凸轮作为从动件的，这种凸轮机构称为反凸轮机构。
第二节 从动件的运动规律
一.凸轮机构的基本概念
图7-9 从动件运动示意图(a)凸轮机构 (b)从动件位移
1.从动件的运动规律 从动件的运动规律是指在凸轮廓线的推动下，从动件的位 移、速度、加速度、跃度（加速度对时间的导数）随时间变化的规律，常以图线表 示，又称为从动件运动曲线。 2.凸轮的基圆 盘形凸轮廓线的径向尺寸是在以半径r0为圆的基础上变化而形成 曲线轮廓的。显然r0为盘形凸轮的最小半径，我们将凸轮上具有最小半径r0的圆称 为凸轮的基圆，r0称为基圆半径。 3.推程与推程角B0B1当凸轮廓线上的曲线段 与从动件接触时，推动从动件沿 导路由起始位置B0运动到离凸轮轴心最远的位置B＇。从动件的这一运动行程称为 推程。此过程对应凸轮所转过的角度称为推程角Φ，从动件沿导路移动的最大位移 称为升距h。 4.远休止与远休止角 当凸轮廓线上对应的圆弧段B1B2与从动件接触时，从动 件在距凸轮轴心的最远处B＇静止不动。这一过程称为远休止，此过程对应凸轮所 转过的角度称为远休止角Φs。 5.回程与回程角 当凸轮廓线上的曲线段B2B3与从动件接触时，引导从动件由 最远位置返回到位移的起始位置B3(B0)。从动件的这一运动行程称回程，此过程对 应凸轮所转过的角度称为回程角Φ＇。 6.近休止与近休止角 当凸轮廓线上对应的圆弧段B3B0与从动件接触时，从动 件处于位移的起始位置B0，静止不动，这一过程称为近休止。此过程对应凸轮所转 过的角度称为近休止角Φs。
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课题：凸轮机构 课时：2节
教学要求：熟悉凸轮机构的分类及其应用特点
教学方法：讲练结合法。
教学用具：模型和挂图。
复习提问：导杆机构是如何演化而来的
导入新课：在机械工业中，当需要从动件按照复杂的运动规律运动或
从动件的位移、速度、加速度按照预定的规律变化时，常采用凸轮机构实现。
凸轮机构是一种常用的机构，特别是在自动化机械中，它的应用更为广泛。
讲授新课：
§8—1凸轮机构概述
§8—2凸轮机构的分类与特点
凸轮—— 是具有曲线或曲面轮廓且作为高副元素的构件。
凸轮机构—— 含有凸轮的机构，分平面凸轮机构和空间凸轮机构两
大类。 凸轮机构是一种常用机构，特别是在自动化机械中，应用更广泛。
一、凸轮机构的基本组成
1.应用实例（介绍工作情形）
图8—1 内燃机气阀控制机构
图8—2 刀架进给机构
图8—3 变速操纵机构
2.通过三个例子看出：
1）凸轮是一个能够控制运动件运动规律的具有曲线轮廓或凹槽的构件。
2）凸轮机构组成：凸轮、从动件、固定架等。
3）机构工作：凸轮转动时可使从动件作相对运动，改变凸轮轮廓外形，
能使从动件实现不同的运动规律。
二、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
际需要任意拟订从动件的运动规律。
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，难以保持良好的润滑， 故易磨损，寿命低。
4）凸轮机构能传递较复杂的运动，但要精确的分析和设计凸轮轮廓曲线
较困难。随着电子计算机和数控机床的广泛应用，凸轮轮廓型面的设计、制
造将变得方便、容易。
三、凸轮机构的基本类型
1、按凸轮的形状分类
1）盘形凸轮
（1）定义：仅具有径向尺寸变化并绕其轴线旋转的凸轮。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。
（2）分类：盘形外轮廓凸轮：利用外轮廓推动从动件运动（图8—1、
2、4）
盘形槽凸轮：利用曲线沟槽推动从动件运动。
（3）特点：结构简单，应用广泛，一般用于从动件行程或摆动较小的
场合。
（4）移动凸轮（板状凸轮）当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，即
成为移动凸轮。移动凸轮通常作往复直线移动。（图8—4）
以上两种凸轮，其凸轮和从动件的相对运动是在一平面运动的，叫平面
凸轮
2）柱体凸轮：
（1）圆柱凸轮：轮廓曲线位于圆柱面上并绕其轴线旋转的凸轮。是具有
曲线沟槽的圆柱体构件。（表8—1）
（2）端面凸轮：轮廓曲线位于圆柱端部并绕其轴线旋转的凸轮。（表8—1）
（3）柱体凸轮也称空间凸轮机构，从动件可以通过直径不大的圆柱凸轮
获得较大的行程
2、按从动件的形式分类
（1）按运动形式分：移动式和摆动式
（2）按从动件端部结构形式分：
尖顶：结构简单，多用于传力小，速度低，传动灵敏的场合。
滚子：承载能力大，不宜高速。
平底：结构紧凑，适宜高速，凸轮轮廓不允许呈凹形。
曲面：介于滚子和平底之间。
课堂小结：通过这两节课的学习，同学们要熟悉凸轮机构的分类及其
应用特点。
作业布置：习题册
课题：凸轮机构的工作过程及从动件运动规律 课时：2节
教学要求：掌握凸轮机构等速运动规律的工作特点
教学方法：讲练结合法。
教学用具：模型和挂图。
复习提问：凸轮机构的基本组成
导入新课：通过上次课的学习，同学们已对凸轮机构有了基本的了解，
那么凸轮机构的工作过程是怎样的呢从动件又是如何运动的呢我们这节课
来学习。
讲授新课：
§8—3凸轮机构的工作过程及从从件运动规律
一、凸轮机构的工作过程和有关参数
1.参数
1）基圆：凸轮轮廓上最小半径所画的圆，用r0表示。
2）推程：从动件自最低位置升到最高位置的过程。
3）推程运动角：推动从动件实现推程时凸轮的转角。
4）远休止角：从动件在最高位置停止不动时，凸轮的转角。
5）回程：从动件自最高位置升到最低位置的过程。（相对应的有回程
角）
6）近休止角：从动件在最低位置停止不动时，凸轮的转角。
7）行程：从动件在推程或回程中移动的距离，用h表示。
2.位移曲线（S—φ曲线）
图8—6表示，横坐标代表凸轮的转角φ（或运动时间t），纵坐标表示
从动件的位移S，位移曲线直观地表示了从动件的位移变化规律，是凸轮轮
廓设计的依据。
二、从动件的常用运动规律
1. 等速运动规律：从动件上升（或下降）的速度为一常数的运动规律。
1）图8—7为一等速盘形凸轮机构。凸轮以角速度ω转动，从0 ~ φ1 上
升；从动件以等速度ν1上升
从动件的位移 S = ν t
凸轮转角 φ = ω t
由此可得 S = vφ/w （ 8—7 ）
式中ν 和 ω都是常数，所以位移曲线为一倾斜直线。
2）特点：凸轮开始回转的一瞬间，从动件由静止状态突然以速度ν1上升
运动，当从动件上升到最高位置时速度由ν1骤变为零，使加速度达到无穷
大而引起刚性冲击，对构件产生很大破坏力。因此它只适合于凸轮作低速回
转、从动件质量小和轻载的场合。
3）为避免刚性冲击，可在A、B两点圆弧过渡，对曲线修正。图8—7所
示。
2. 等加速等减速运动规律
从动件在行程中先作等加速运动，后作等减速运动的运动规律。
图8—8为一等加速等减速盘形凸轮
1） 位移曲线：由运动
学可知，从动件作等加速直线运动时，
S = at2/2 ν = a t
得从动件在推程中前一半作等加速运动时的位移方程
2
2
1
2h
s
（角变化范围为0~21 1）
同理，可推得从动件在推程中后一半坐等减速运动时得位移方程
2
1
2
1
)(2hhs
（角变化范围为1/2~1）
2）位移曲线作图方法 （图8—9）
(1) 根据选定的比例分别在x，y两轴上截取φ1和h及φ1/2和h/2。……
(2)连接0与h/2的各分点线段 ……
(3)用光滑曲线连接各点
(4)用同样方法可绘出等减速段的位移曲线。
3）工作特点
从动件在整个运动过程中，v没有发生突变，无刚性冲击。在两段上升
过程中，加速度a只发生有限值的突变，引起惯性力的突变，结果使凸轮机
构发生柔性冲击。只适用于凸轮作低速转动，从动件质量不大的场合。
除上述两规律外，还有简谐运动、摆线等，需要时可参阅有关资料。
课堂练习：习题8
课堂小结：
1、凸轮回转的过程中，从动件作往复移动，而其位移曲线是设计凸轮
轮廓的依据，通过这次课的学习，同学们要掌握等速运动规律的工作特点。
2、等速运动规律和等加速等减速运动规律是凸轮机构中从动件的常用
运动规律，它们各有不同的工作特点和应用，是我们学习的重点。
作业布置：习题册