第五次课凸轮机构
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。
《凸轮机构基本知识》课件
推程运动角
从动件由最低位置开始 上升到最高位置时对应
的凸轮转角。
回程运动角
从动件由最高位置开始 下降到最低位置时对应
的凸轮转角。
03
凸轮机构的分类
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
按形状分类的凸轮机构
盘形凸轮机构
凸轮的形状类似于盘子， 通常用于实现连续的旋转 运动。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
《凸轮机构基本知识》PPT
课件
• 凸轮机构概述 • 凸轮机构的工作原理 • 凸轮机构的分类 • 凸轮机构的设计与优化 • 凸轮机构的维护与保养
目录
CONTENTS
01
凸轮机构概述
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凸轮和从动件都做往复直线运动。
按从动件分类的凸轮机构
刚性从动件凸轮机构
从动件的位移和速度由凸轮精确确定 ，适用于高精度和高速的场合。
柔性从动件凸轮机构
从动件的位移和速度有一定的柔性， 适用于对冲击和振动有一定承受能力 的场合。
04
凸轮机构的设计与优化
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
凸轮机构的定义
总结词
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。
详细描述
凸轮机构是一种常见的机械机构，它利用凸轮的转动来驱动 从动件进行往复运动。凸轮机构中的凸轮是一个具有曲线轮 廓的盘形构件，而从动件则是一个与凸轮轮廓相接触的构件 。机架是支撑整个机构的固定构件。
凸轮机构的特点
凸轮机构的工作过程
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'。
机械原理课程设计凸轮机构设计说明书
全面探究凸轮机构设计原理及方法凸轮机构是一种常用的机械传动装置，通过凸轮和摆杆的配合组成，具有可逆性、可编程性和高精度的特点。
本文将从设计原理、设计方法和优化策略三个方面探究凸轮机构设计的要点。
一、设计原理
凸轮机构的设计原理是在摆杆与凸轮配合时，摆杆可以沿凸轮轮廓实现规定的运动规律，如直线运动、往返运动和旋转运动等。
凸轮可以根据运动轨迹、运动频率和运动速度等要求，通过凸轮轮廓的设计来完成。
凸轮轮廓的设计包括了初步设计、动力学分析、运动规划等步骤。
二、设计方法
凸轮机构的设计方法包括手工绘图及设计软件辅助。
手工绘图是传统的凸轮轮廓设计方法，适用于简单的凸轮机构，如往复式转动机构、转动转动机构等；而对于复杂的凸轮机构，可以利用计算机辅助设计软件，如ProEngineer、CATIA、AutoCAD等，进行三维建模、运动模拟和优化设计。
此外，对于凸轮机构的设计还需要考虑到强度计算、可靠性分析等相关问题。
三、优化策略
凸轮机构的设计优化策略主要包括凸轮轮廓的形状优化、摆杆的长度优化和机构传动效率的优化等。
凸轮轮廓的形状优化通常是通过
Cycloid、Involute、Bezier等曲线的拟合来实现；摆杆的长度优化可以通过数学模型来建立，利用遗传算法、粒子群算法等优化算法进行
求解；传动效率的优化可以通过轮廓优化、材料优化、润滑优化等途
径来进行。
凸轮机构的设计是机械工业中非常重要的一环，它涉及到运动学、动力学、力学等多个学科的知识，需要学习者在多方面进行深入研究
和实践。
通过对凸轮机构的深入探究，我们可以更好地理解机械原理
的精髓，提高机械设计的水平和能力。
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。
凸轮机构ppt课件-精品文档
图2
图3
8.2.2 凸轮机构的类型
2．按从动件的形式分类 根据从动件的运动形式和端部形状区分，基本类型列于表1。
表1 凸轮机构从动件的基本类型
接触形式 尖顶 滚子 平底
移动
运动形式
摆动
主要特点
结构简单、紧凑，可准确地 实现任意运动规律。但易磨 损，适用于低速、传力小和 动作灵敏的场合，如仪表机 构中
如凸轮做等速运动，转 角δ与时间成正比，所以 推杆的运动规律一般也
表示为推杆运动的上述 参数随δ变化的规律。
凸轮与轴的连接结构 法兰连接凸轮结构来自凸轮结构凸轮结构
凸轮结构
滚子结构
滚子结构
滚子结构
凸轮和从动件接触端的材质
圆盘凸轮的铣削
再见
滚子接触，摩擦阻力小，不 易磨损，承载能力较大，但 运动规律有局限性，不宜于 高速，故可用于传递较大的 动力
结构紧凑，润滑性能好，摩 擦阻力小，适用于高速。但 不能与内凹的轮廓接触，因 此运动规律受到一定限制
曲面
介于滚子和平底之间
凸轮机构的封闭形式
凸轮的工作图
推杆的运动规律
S—位移 δ0—推程运动角 δ'0—回程运动角 运动规律：位移s、速度 v、加速度a随时间t的变 化规律。
机械基础第5章凸轮机构
20
小型抓片机抓片机构
南京农业大学食品科技学院刘登勇
21
绕线机构
南京农业大学食品科技学院刘登勇
22
自动送刀机构
南京农业大学食品科技学院刘登勇
23
自动机床
南京农业大学食品科技学院刘登勇
24
驱动动力头机构
南京农业大学食品科技学院刘登勇
动力头的快速引进——等速进给——快速退 回——静止等动作均取决于凸轮上凹槽的曲线 形状。
从动件的运动规律是指从动件的位移、速度、加速度等随时 间t或凸轮转角j变化的规律
基圆（以凸轮轮廓最小向径所组成的圆），基圆半径r0 推程，推程运动角t 远休止，远休止角s
s2
A’
h
s’ D
t’
A
r0 s
s
29
C
0
t
推程
s
远休止
t’
回程
t1
1 s’
近休止
回程，回程运动角t B 近休止，近休止角s
5、一般凸轮机构的命名原则
布置形式+运动形式+推杆形状+凸轮形状
对心直动尖顶推杆 偏置直动滚子推杆 摆动平底推杆
盘形凸轮机构
盘形凸轮机构 盘形凸轮机构
14
南京农业大学食品科技学院刘登勇
6、按机构封闭性质分
力封闭式 利用弹簧力或从动件重力使从动件 与凸轮保持接触。
重力锁止凸轮
15
形封闭式
南京农业大学食品科技学院刘登勇
在其它条件不变的 情况下，基圆半径越小， n α
3
压力角越大，机构越紧
v
凑。
2
B 1
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
机械原理课程设计凸轮机构
机械原理课程设计凸轮机构一、课程设计目标本课程设计旨在通过对凸轮机构的学习，使学生了解凸轮机构的基本工作原理、结构特点和应用领域，掌握凸轮机构的设计和分析方法，培养学生的机械原理分析和设计能力。
二、课程设计内容1. 凸轮机构的基本概念和分类（1）凸轮机构的定义和基本概念（2）凸轮机构的分类和特点2. 凸轮机构的工作原理和运动分析（1）凸轮机构的工作原理和运动规律（2）凸轮机构的运动分析方法3. 凸轮机构的设计和优化（1）凸轮机构的设计原则和方法（2）凸轮机构的优化设计方法4. 凸轮机构的应用和发展（1）凸轮机构在机械传动系统中的应用（2）凸轮机构的发展趋势和前景三、教学方法本课程采用多种教学方法，包括课堂讲授、案例分析、实验演示、课外阅读和小组讨论等。
通过多种教学手段，引导学生深入理解和掌握凸轮机构的基本原理和设计方法，提高学生的分析和设计能力。
四、教学评价本课程的教学评价主要包括平时作业、课堂表现、实验报告和期末考试等。
通过对学生的综合评价，评估学生的学习成果和能力提高情况，为学生提供有效的反馈和指导。
五、参考教材1.《机械设计基础》（第四版），郑育新、刘道玉编著，清华大学出版社，2017年。
2.《机械原理》（第五版），唐光明编著，高等教育出版社，2018年。
3.《机械设计手册》（第三版），机械工业出版社，2015年。
六、教学进度安排本课程的教学进度安排如下：第一周：凸轮机构的基本概念和分类第二周：凸轮机构的工作原理和运动分析第三周：凸轮机构的设计和优化第四周：凸轮机构的应用和发展第五周：实验演示和案例分析第六周：课外阅读和小组讨论第七周：期末考试和总结回顾。
机械原理课程设计凸轮机构
Part Three
机械原理课程设计 凸轮机构方案
设计目的和要求
设计目的：掌握凸轮机构的基本原 理和设计方法
设计内容：包括凸轮机构的设计、 制造、装配和调试
添加标题
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添加标题
添加标题
设计要求：满足凸轮机构的运动要 求，如速度、加速度、行程等
设计步骤：明确设计任务、选择设 计方案、进行设计计算、绘制设计 图纸、制作模型、进行实验验证等
凸轮轮廓曲线的设计方法包括解析法、图 解法和计算机辅助设计等。
凸轮轮廓曲线的设计需要满足凸轮机构 的运动规律、负载、速度、加速度等要 求，同时需要考虑到凸轮的制造工艺和 成本等因素。
凸轮机构压力角计算
压力角定义：凸轮与从动件接触点 处法线与凸轮轮廓线之间的夹角
压力角影响因素：凸轮轮廓线形状、 从动件形状、凸轮半径、从动件半 径
凸轮机构工作原理
凸轮机构通过凸轮与从动件 的接触，实现从动件的位移 和运动
凸轮机构由凸轮、从动件和 机架组成
凸轮机构的工作原理是利用 凸轮的轮廓曲线，使从动件
产生预定的运动
凸轮机构的应用广泛，如汽 车、机床、机器人等领域
凸轮机构分类
按照凸轮运动规律分类：等 速运动凸轮、等加速运动凸 轮、等减速运动凸轮等
Part Six
凸轮机构运动仿真 与优化
运动仿真模型的建立
确定凸轮机构的类型和参数 建立凸轮机构的三维模型 设定运动仿真的初始条件和边界条件 设定运动仿真的时间步长和仿真时间 设定运动仿真的输出变量和观察点 运行运动仿真，观察仿真结果，并进行优化
运动仿真结果分析
凸轮机构运动仿 真结果：包括位 移、速度、加速 度等参数
凸轮从动件的类 型：滚子从动件、 滑块从动件、圆 柱从动件等