中职汽车机械基础教案：凸轮机构的组成和分类
凸轮机构的分类PPT课件
图 4-2
由于前两类凸轮运动平面 与从动件运动平面平行，故称 平面凸轮，后一种我们就称为 空间凸轮。
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2．按从动 件的形状分 类
根据从 动件与凸轮 接触处结构 形式的不同， 从动件可分 为三类：
图 4－4
（1）尖顶从动件； （2）滚子推杆从动件； （3）平底推杆从动件。
图 4－6
图示凸轮的轮廓由AB、BC、CD及DA四 段曲线所组成，而且BA和CD两段为圆弧，A点 为基圆与凸轮轮廓的切点。
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如图中所示，当推
杆与凸轮轮廓在A点
接触时，推杆尖端
处于最低位置（或
者说：推杆尖端处
于与凸轮轴心O最
近的位置）。当凸
轮以等角速度 沿
图 4－6
顺时针方向转动时，
maxvmaxamaxvmaxamaxvmaxa表表31从动件运动规律特性比较?0??h?202??h运动规律冲冲击推荐应用范围等速运动100刚性低速轻载等加速等减速运动200400柔性中速轻载余弦加速度157493柔性中速中载正弦加速度200628高速轻载五次多项式188577高速中载变形梯形加速度200489高速轻载33凸轮轮廓廓线曲线设计在合理地选择了从动件运动规律以后结合一些具体条件就可以进行凸轮轮廓的设计
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图 4-2
然后重复上 述运动循环。这 样一个复杂的运 动规律是由一个 作等速回转运动 的圆柱凸轮通过 摆动从动件来控 制实现的。其运 动规律完全取决 于凸轮凹槽曲线 形状。
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图 4-2
由上述例子可以看出，从动件的运动规 律是由凸轮轮廓曲线决定的，只要凸轮轮廓 设计得当，就可以使从动件实现任意给定的 运动规律。
中职机械基础课件PPT
机械、机器、机构、构件、零件之间的关系
零件
构件
机构
机器
（制造单元）
（传递、转变运动形式）
（运动单元） 机械
（利用机械能做功 或实现能量转换）
本章小结
1．机器、机构的特征及异同点。 2．构件与零件的概念。 3．机械、机器、机构、构件、零件之间的关系。 4．机器的组成。
第五章 连接
§5－1 键连接 与销连接 §5－2 螺纹连接 §5－3 弹性连接 §5－4 联轴器与离合器
常见机器的类型及应用
机构——具有确定相对运动的构件的组合，它是用来 传递运动和力的构件系统。
汽油机传动机构
机 器 与 机 构 的 区 别
2．机器的组成
机器各组成部分的作用
3．零件与构件
零件——机器及各种设备的基本组成单元。 构件——机构（由许多具有确定的相对运动的构件组 成的）中的运动单元体。
四杆机构——最常用的平面连杆机构，具有 四个构件（包括机架）的低副机构。
平面铰链四杆机构——构件间用四个转动 副相连的平面四杆机构，简称铰链四杆机构。
铰链四杆机构：四根杆均 用转动副连接。
滑块四杆机构：杆件间的连 接，除了转动副以外，构件3 与4使用移动副连接。
一、 铰链四杆机构的组成与分类
机架：固定不动的构件4。 连杆：不与机架直接相连的构件2。 连架杆：与机架相连的构件1、3。
2．右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹则用LH表示。 3．旋合长度有长旋合长度L、中等旋合长度N和短旋合 长度S三种，中等旋合长度N不标注。 4．公差带代号中，前者为中径公差带代号，后者为顶 径公差带代号，两者一致时则只标注一个公差带代号。内 螺纹用大写字母，外螺纹用小写字母。
梯形螺纹的代号标注
机械设计基础凸轮机构
机械设计基础凸轮机构凸轮机构是机械设计中常见的一种机构，用于实现转动运动和直线运动的转换。
它由凸轮和连杆机构组成，具有简单、可靠、紧凑的优点。
本文将介绍机械设计基础凸轮机构的工作原理、应用领域以及设计要点。
一、凸轮机构的工作原理凸轮机构是通过凹凸轮运动对连杆机构施加力，使其发生直线运动。
凸轮的外轮廓形状决定了连杆机构的运动规律。
凸轮可以分为四种基本形状：圆形、椭圆形、心形和指字形。
不同形状的凸轮在工作过程中会给连杆机构带来不同的速度和加速度。
凸轮机构的工作过程可以分为四个阶段：进给段、暂停段、退出段和暂停段。
在进给段，凸轮逐渐使连杆机构向前运动，实现直线运动。
在暂停段，凸轮暂停与连杆机构接触，使连杆机构停止运动。
在退出段，凸轮逐渐使连杆机构向后运动，实现回程。
最后，在暂停段凸轮继续暂停与连杆机构接触，使连杆机构再次停止。
二、凸轮机构的应用领域凸轮机构广泛应用于机械设计中的各个领域。
以下是几个常见的应用领域：1. 发动机：凸轮机构用于气门控制，通过凸轮来控制气门的开闭，实现燃烧室内的气体进出，从而实现发动机的工作。
2. 压力机：凸轮机构用于控制压力机的上下运动，实现工件的压制或切割。
3. 包装机械：凸轮机构用于控制包装机械的送料、密封和分切等工作，实现自动化包装的功能。
4. 自动化流水线：凸轮机构用于控制流水线上的传送带、工作台等部件的运动，实现产品的加工和组装。
5. 机床：凸轮机构用于控制机床上的工作台、进给机构等部件的运动，实现加工工件的精确定位和运动控制。
三、凸轮机构的设计要点在设计凸轮机构时，需要注意以下几个要点：1. 凸轮的轮廓形状：根据实际需求选择合适的凸轮轮廓形状，确保连杆机构的运动规律符合设计要求。
2. 凸轮与连杆机构的配合方式：凸轮与连杆机构之间应具有良好的配合性能，避免偏差和间隙过大导致机构失效或运动不稳定。
3. 连杆机构的设计：根据实际应用需求设计连杆机构，包括长度、角度和材料等参数的选择，确保机构的工作性能满足要求。
机械设计教案：凸轮机构的认识与盘形凸轮轮廓的设计
授课教案No任务3.1 凸轮机构的认识一、复习10分钟复习上次课学习内容二、教师导课与课程学习：（1）学习提示，教师介绍本任务的学习内容。
15分钟本项目以直动从动件的盘形凸轮机构为例，在从动件等速运动、等加速等减速运动、余弦加速度运动（简谐运动）规律条件下，分析了凸轮机构中存在的柔性冲击与刚性冲击。
教师介绍本任务的学习内容：凸轮机构的分类；常用术语；从动件的运动规律；凸轮机构的结构形式；常用材料及热处理（2）分小组学习: 40分钟3.1.1常用设备中的凸轮机构1. 凸轮机构的组成如图所示的凸轮机构是由凸轮、从动件和机架等三个基本构件组成的机构。
2.凸轮机构应用实例自动钻床进给机构、冲床凸轮机构等。
3.1.2凸轮机构的分类凸轮机构的类型很多，按凸轮和从动件的形状及其运动形式的不同，凸轮机构的分类方法有以下几种：1.按凸轮形状分类(1）盘形凸轮（2）移动凸轮。
（3）圆柱凸轮2.按从动件形式分类（1）尖顶从动件（2）滚子从动件（3）平底从动件从动件的结构形式3.按从动件的运动形式分类学生发言汇报、记录学习笔记学生发言汇报并记录学习笔记阅读教材和PPT、分组讨论、撰写发言提纲、学生发言汇报，课，记录学习笔记No（1）直动从动件直动从动件指相对于机架作直线往复移动的从动件，如图3.1.1中所示。
直动从动件又分为对心直动从动件和偏置直动从动件。
（2）摆动从动件：绕某一固定转动中心摆动的从动件。
4.按凸轮与从动件的锁合方式分类 （1）力锁合利用从动件的重力、弹簧力或其他外力使从动件与凸轮轮廓保持接触，（2）形锁合利用从动件和凸轮特殊的几何形状来维持接触，例如圆柱凸轮机构是利用滚子与凸轮凹槽两侧面的配合来实现形锁合。
3.1.3凸轮机构的常用术语如下：1.凸轮基圆与基圆半径b r2.凸轮的转角δ凸轮相对于某一位置转过的角度，称为凸轮转角δ。
具体包括推程运动角0δ、远停程运动角S δ回程运动角0′δ和近停程运动角Sδ'。
凸轮机构的应用和分类PPT课件
凸轮机构的优点
结构简单、紧凑，占据空间较小；具有多 用性和灵活性，从动件的运动规律取决于 凸轮轮廓曲线的形状。对于几乎任意要求 的从动件的运动规律，都可以毫无困难地 设计出凸轮廓线来实现。
2021/3/9
授课：XXX
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凸轮机构的缺点
凸轮轮廓线与从动件之间是点或线接触的 高副，易于磨损，故多用于传力不大的场 合。
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凸轮机构的分类
按照凸轮的形状分类 按照从动件的型式分
类 按照凸轮与从动件维
持高副接触的方法分 类
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授课：XXX
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凸轮机构的分类
按照凸轮的形状分类 盘形凸轮 移动凸轮 圆柱凸轮
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盘形凸轮
这种凸轮是一个绕固 定轴转动并且具有变 化向径的盘形零件， 如。当其绕固定轴转 动时，可推动从动件 在垂直于凸轮转轴的 平面内运动。它是凸 轮的最基本型式，结 构简单，应用最广。
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平底从动件
从动件与凸轮轮廓之 间为线接触，接触处 易形成油膜，润滑状 况好。此外，在不计 摩擦时，凸轮对从动 件的作用力始终垂直 于从动件的平底，受 力平稳传动效率高， 常用于高速场合。
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凸轮机构的分类
按照凸轮与从动件维持 高副接触的方法分类
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§4-2 从动件的运动规律
Knowledge Points
多项式运动规律 三角函数运动规律 组合运动规律
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授课：XXX
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基本概念
基圆
以凸轮理论轮廓的最 小向径r0为半径作的 圆。
机械设计基础——凸轮机构
适用场合：中速、轻载。
A
B
t
S
t
a
t t
c).简谐运动规律（余弦加速度运动规律）
简谐运动：当一点在圆周上等速
运动时，它在直径上 的投影的运动.
运动特性：这种运动 规律的加速度在起点和终 点时有有限数值的突变， 故也有柔性冲击。
适用场合：中速、中载。
d).正弦加速度运动规律
——摆线运动规律
凸轮和滚子的工作表面要求：硬度高 耐磨 有足够接触强度
经常受冲击的：凸轮芯部有较强的韧性 凸轮材料：40Cr钢（表面淬火，HRC40～45) 20Cr、20CrMnTi（表面淬火,HRC56～62) 滚子材料：①20Cr钢（渗碳淬火，HRC56～62) ②用滚子轴承作为滚子
5.2 常用从动件运动规律
r0↑， α↓， 凸轮机构传力性能越好， 但机构不紧凑。
∴可通过增大基圆半径r0来获得较小的压力角α 。 根据结构条件→基圆半径r0
凸轮轴：r0略 r轴 单独凸轮：r0 （ 1.6 2）r轴
5.4.3 滚子半径的确定
设：滚子半径为rT ，理论廓线的曲率半径为ρ，
实际廓线的曲率半径为ρ’。
已知：基圆半径为r0, ω逆时针，推杆的运动规律如图所示。 设计：对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构的凸轮廓线。
2.对心直动滚子从动件盘形凸轮机构
已知: 基圆半径为r0,滚子半径rT, ω逆时针。 推杆的运动规律如图所示。 设计：对心直动滚子从动件盘形凸轮机构的凸轮廓线。
3.对心直动平底从动件盘形凸轮机构
◆使凸轮机构具有良好的动力特性；
◆使所设计的凸轮便于加工。 2.根据工作条件确定从动件运动规律 (1)对无一定运动要求,只需对从动件工作行程有要求。
凸轮机构组成与类型
圆锥凸轮机构
在这两种凸轮机构中凸轮与从 动件之间的相对运动是空间运 动，故属于空间凸轮机构
温州大学机电工程学院
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3-8
直动从动件 3
摆动从动件
机械原理
2
1
1
e 直动（移动）从动件凸轮机构又可根
据其从动件轴线与凸轮回转轴心的相 对位置分成 对心和偏置两种
温州大学机电工程学院
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滚子从动件 凸轮机构
机械原理
温州大学机电工程学院
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自动送料机构
机械原理
温州大学机电工程学院
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3-18
分度转位机构
机械原理
温州大学机电工程学院
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自动进刀机构
机械原理
温州大学机电工程学院
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盘形凸轮机构
机械原理
当其绕固定轴转动时，可推动从动件在垂直于 凸轮转轴的平面内运动。它是凸轮的最基本型 式，结构简单，应用最广
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3-29
尖顶从动件凸轮机构
机械原理
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。这 种从动件结构最简单，但尖端处易磨损，故只 适用于速度较低和传力不大的场合
温州大学机电工程学院
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平底从动件凸轮机构
机械原理
从动件与凸轮轮廓之间为线接触，接触处易形成油 膜，润滑状况好。此外，在不计摩擦时，凸轮对从 动件的作用力始终垂直于从动件的平底，受力平稳， 传动效率高，常用于高速场合
主回凸轮
优点：克服了等宽、等径凸轮的缺点
缺点：结构复杂，制造精度要求高
温州大学机电工程学院 3-ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ6
凸轮机构组成
凸轮机构组成一、什么是凸轮机构凸轮机构是一种由凸轮和连杆机构组成的机械装置，用于将旋转运动转换为直线或曲线运动。
凸轮机构由凸轮、从动件（如连杆、滑块等）和基座构成，通过凸轮的形状和运动方式，通过连杆等连接凸轮和从动件，实现各种运动变换。
二、凸轮机构的组成凸轮机构主要由以下组成部分构成：1. 凸轮凸轮是凸轮机构的核心组件，它通常是一个圆柱体或椭圆体。
凸轮的轮廓形状决定了从动件的运动方式，包括直线运动、旋转运动、摆动运动等。
凸轮可以通过几何学计算或图形设计软件进行设计，以满足特定的运动需求。
2. 连杆连杆是凸轮机构的重要组成部分，它与凸轮和从动件之间建立起连接。
连杆一端通过铰链连接凸轮，另一端则连接从动件，如滑块、摇杆等。
通过连杆的长度和形状设计，可以实现不同的运动变换，如直线运动、往复运动、角度转换等。
3. 从动件从动件是凸轮机构中受到凸轮作用的部件，它可以是滑块、摇杆、推杆等。
从动件在凸轮的作用下，根据凸轮轮廓的运动规律，实现不同的运动变换。
从动件的形状和材料选择需要根据具体的应用场景和运动要求来确定。
4. 基座基座是凸轮机构的支撑结构，用于固定凸轮、连杆和从动件。
基座要具备足够的强度和刚性，以保证凸轮机构的稳定运行。
基座通常由金属材料制成，可以通过铆接、焊接或螺栓连接等方式与其他部件连接在一起。
三、凸轮机构的工作原理凸轮机构的工作原理是通过凸轮的运动带动连杆和从动件进行运动变换。
具体的工作过程如下：1.当凸轮旋转时，凸轮的形状会使得连杆作直线运动、旋转运动或摆动运动；2.连杆的运动将传递给从动件，从动件根据凸轮的形状和运动规律进行相应的运动；3.从动件的运动可以用于驱动其他机械部件，实现各种复杂的运动需求。
凸轮机构通过凸轮的形状和运动方式以及连杆的设计，可以实现非常复杂的运动变换。
凸轮的形状可以根据具体的要求进行设计，使得从动件的运动满足特定的运动路径和速度需求。
四、凸轮机构的应用凸轮机构广泛应用于各个领域，包括机械制造、汽车工业、航空航天等。
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江苏省XY中等专业学校2022-2023-1教案
编号：
备课组别 机械 课程 名称 汽车机械基础 主备教师 授课
教师
课题
6-2-1 凸轮机构的组成与分类
教学
目标
1.掌握凸轮机构的类型
2.明确凸轮机构的应用和特点
重点 凸轮机构的分类方法
难点 凸轮机构的应用选择
教法 讲授法
教学
设备
多媒体
教学
环节
教学活动内容及组织过程 个案补充
教
学
内
容
一、凸轮机构的组成和应用
1.组成：
由凸轮、从动件和机架三部分组成
2.特点：
1）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。
2）结构简单、紧凑。
3）凸轮机构是高副机构，易于磨损。
4）凸轮轮廓加工比较困难。
应用：只适用于传递动力不大的场合。
应用实例：内燃机配气机构 绕线机的凸轮机构
凸轮自动送料机构
教学
环节
教学活动内容及组织过程 个案补充
教
学
内
容
结论：从动杆的运动规律取决于凸轮轮廓曲线或凹槽
曲线的形状。
二、凸轮机构的分类
(一)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)
特点：结构简单，但是从动件行程不能太大，否则凸
轮运转沉重。
教学
环节
教学活动内容及组织过程 个案补充
教
学
内
容
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。)
特点：凸轮和从动件都可作往复移动。
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。）
特点：从动件可获得较大的行程。
(二)按从动杆的端部型式分
1．尖顶从动件凸轮机构
特点：
（1）传动灵敏。
（2）从动杆的构造最简单，但易磨损。
应用：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．滚子从动件凸轮机构
特点：磨损较小，可用来传递较大的动力，但结构复杂。
应用：常用于速度不高、载荷较大的场合。
教学
环节
教学活动内容及组织过程 个案补充
教
学
内
容
3．平底从动件凸轮机构
特点：传动平稳，润滑较好，传动效率高。
应用：常用于高速传动中。但平底从动件不能用于具有
内凹轮廓曲线的凸轮。
课堂小结：
课后作业：
板 书 设 计
教后札记