江苏省XY中等专业学校2022-2023-1教案编号：
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
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。故平面汇交力系的合成结果是一个合力，合力的作用线 通过汇交点，其大小和方向由力系中各力的矢量和确定。 若已知F 的大小及其与x 轴所夹的锐角α ，则有 ? ??-==ααsin cos F F F F y x （2－2） 如将F 沿坐标轴方向分解，所得分力F x 、F y 的值与在同轴上的投影F x 、F y 相等。但须 注意，力在轴上的投影是代数量，而分力是矢量，不可混为一谈。 若已知F x 、F y 值，可求出F 的大小和方向，即 ?? ???=+=x y y x F F F F F αtan 22 （2－3） 【设计知识】 一、凸轮机构的分类及应用 根据凸轮及从动件的形状和运动形式的不同，凸轮机构的分类方法有以下四种： （1）按凸轮的形状分类
第九章凸轮机构及其设计 §9．1 凸轮机构的应用及分类 一、凸轮机构的应用 凸轮机构是由具有曲线轮廓或凹槽的构件，通过高副接触带动从动件实现预期运动规律的一种高副机构。 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。（尤其是需要从动件准确地实现某种预期的运动规律时） 常用于将“简单转动”→“复杂移动”、“复杂摆动”、“与其它机构组合得到复杂的运动”。 图示为内燃机配气凸轮机构。具有曲线轮廓的构件1叫做凸轮，当它作等速转动时，其曲线轮廓通过与推杆2的平底接触，使气阀有规律地开启和闭合。工作对气阀的动作程序及其速度和加速度都有严格的要求，这些要求都是通过凸轮的轮廓曲线来实现的。 组成：凸轮、从动件、机架（高副机构）。 二、凸轮机构的特点 1）只需改变凸轮廓线，就可以得到复杂的运动规律； 2）设计方法简便； 3）构件少、结构紧凑； 4）与其它机构组合可以得到很复杂的运动规律 5）凸轮机构不宜传递很大的动力； 6）从动件的行程不宜过大； 7）特殊的凸轮廓线有时加工困难。 三、凸轮机构的类型
凸轮机构的分类： 1）盘形凸轮 按凸轮形状分：2）移动凸轮 3）柱体凸轮 1）尖底从动件； 按从动件型式分：2）滚子从动件； 3）平底从动件 1）力封闭→弹簧力、重力等 按维持高副接触分（封闭）槽形凸轮 2）几何封闭等宽凸轮 等径凸轮 共轭凸轮
§9．2 从动件常用运动规律 设计凸轮机构时，首先应根据工作要求确定从动件的运动规律，然后再按照这一运动规律设计凸轮廓线。 以尖底直动从动件盘形凸轮机构为例，说明从动件的运动规律与凸轮廓线之间的相互关系。 基本概念： 基圆——凸轮理论轮廓曲线最小向径.r 0所作的圆。 行程——从动件由最远点到最近点的位移量h （或摆角 ） 推程——从动件远离凸轮轴心的过程。 回程——从动件靠近凸轮轴心的过程。 推程运动角——从动件远离凸轮轴心过程，凸轮所转过的角度。 名称 图形 说明 尖 端 从 动 件 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（实用性较差，但理论意义强）。 曲 面 从 动 件 为了克服尖端从动件的缺点，可以把从动件的端 部做成曲面，称为曲面从动件。这种结构形式的从动 件在生产中应用较多。 滚 子 从 动 件 为减小摩擦磨损，在从动件端部安装一个滚轮， 把从动件与凸轮之间的滑动摩擦变成滚动摩擦，因 此摩擦磨损较小，可用来传递较大的动力，故这种形 式的从动件应用很广（并不适宜高速）。 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。缺点是与之配合的 凸轮轮廓必须全部为外凸形状。
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 r 2.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S δ'。 3从动件行程：从动件在推程和回程中移动的距离h 。 3.1.4从动件的运动规律 1.从动件的运动线图 在上图所示凸轮机构中，以从动件位移s 为纵坐标，对应的凸轮转角δ为横坐标，描述s 与δ之间关系的线图，称为从动件的位移线图。 从动件有等速运动、等加速等减速和余弦加速度运动规律（简谐运 动规律）等常用运动规律。 1.等速运动规律 No
第5章凸轮机构 （一）教学要求 1．了解凸轮机构的工作原理 2．掌握常用从动件运动规律及特性 3．掌握盘形凸轮轮廓的设计 4．了解凸轮机构的尺寸的确定 （二）教学的重点与难点 1．凸轮的工作原理 2．用反转法设计凸轮轮廓 3．凸轮的尺寸对其机构的影响 （三）教学内容 5.1概述 5.1.1 概念 1．凸轮机构的组成：凸轮是由从动件、机架、凸轮三部分组成的高幅机构。2．凸轮：是一种具有曲线轮廓或凹糟的构件，它通过与从动什的高副接触，在运动时可以使从动件获得连续或不连续的任意预期运动。 3．特点：结构相当简单，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。但另一方面，由于凸轮机构是高副机构，易于磨损，因此只适用于传递动力不大的场合。 4．凸轮机构的应用 例：内燃机配气机构（如下图所示） 靠模车削机构（如下图所示） 自动送料机构（如下图所示） 分度转位机构（如下图所示）
5.1.2 凸轮机构的分类 1、按照凸轮的形状分为： (1)盘形凸轮 凸轮中最基本的形式。凸轮是绕固定铂转动且向径变化的盘形零件，凸轮与从动件互作平面运动，是平面凸轮机构。 (2)移动凸轮 可看作是回转半径无限大的盘形凸轮，凸轮作往复移动，是平面凸轮机构。 (3)圆柱凸轮 可看作是移动凸轮绕在圆柱体上演化而成的，从动件与凸轮之间的相对运动为空间运动，是一种空间凸轮机构。 (4)曲面凸轮 当圆柱表面用圆弧面代替时，就演化成曲面凸轮，它也是一空间凸轮机构。 2、按锁合方式的不同凸轮可分为： (1)力锁合凸轮，如靠重力、弹簧力锁合的凸轮等； (2)几何锁合凸轮，如沟槽凸轮、等径及等宽凸轮、共轭凸轮等。
《汽车机械基础》教学大纲 一说明 l课程的性质和内容 本课程是高级技工学校汽车检测与维修专业的专业课，主要内容包括,工程力学基 础知识汽车站机械传动与常用机构.液压与气压传动。具体内容包括链动与带传动, 齿轮传动、轮系,平面曲连杆机构、凸轮机构、理论力学基础、材料力学基础、轴系 零件,连接,液压与气压传动等 2课程的任务和要求 本课程的主耍任务是使学生掌握理论力学材料力学的基础知识，汽车常用机构的结 构和工作原理,液压与气压传动的基本知识,为学习汽车专业课提洪必要的机械知识。 本课程的具体要求如下 （！)掌握理论力学与材料力学的基础知识 （2）具有对汽车各类机械传动和常用机构及常用维修机具进行运动和受力分析的 能力, （3)掌握机械装配的基本知识，具有运用机械高计工具书进行简单机构设计的能 力。 〔4)掌握—殷机械零件的结钩和标准,及其强度和刚度校核的基本知识。 （5）掌握液压与气压传动的概念.熟悉液压与气压元件，掌握典型汽车回路的工作 原理 教学中应注意的问题 （1)救师应以汽车上所用到的机械为主开展教学,以便培养学生分析和解决实际问题的能力 （2）在各模块的教学实施过程中,要注意把握各知识点的深度和广度，不可面面俱到 （3)在教学过程中要注意采用多种教学手段,要充分利用多媒体、机构模型、到生产现 场参观等多种直观形式进厅教学
二、课时分配表
注:本课时分配表适用于招招收收初中毕业生的5年制高级技工学校,对于招收高中毕业生的3年制高级技工学校, 本课程的学时为了120学时各校在教学中可根据具体情况行当调整各模块的课时数
三、教学要求、内容及建议 模块一链传动与带传动 教学要求 1了解链传动的工作原理、特点及传动比的计算方法 2了解链轮与链条的结构、类型和特点 3掌握带传动的类型，传动特点和应用场合、 4熟悉带传动的有关计算、安装维护和使用方法。 教学内容 课题一链传动 课题二带传动 教学建议 1本模块重点是V带传动的原理、传动比及其特点 2使学生掌握V带传动的主要参数及V带标记, 3讲解带传动时,可以带学生到实习车间现场讲解,强化学生的记忆和理解,以扩大学生的应用知识面 模块二齿轮传动 教学要求 1掌握齿轮传动的工作原理及传动比的计算方法 2了解渐开线的形成,熟悉直齿圆柱齿轮各部分的名称,主要参数及几何尺寸 3掌握标准直齿圆柱齿轮传动和其他类型齿轮传动的特点和啮合条件.了解它们的应用场合 4了解齿轮轮齿的失效形式与齿轮材料的选择方法 5了解蜗杆传动的特点及应用 教学内容 课题—齿轮传动概述 课题二直齿圆柱齿轮 课题三其他类型齿轮传动 课题四齿轮轮齿的失效形式材料选择 课题五蜗杆传动 教学建议 1车模块重点是直齿圆柱齿轮的主委参数几何尺寸和齿轮传动传动比的概念
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
一、填空 1.凸轮主要由（凸轮），（从动件）和（机架）三个基本构件组成。 2.凸轮机构从动件的形式有（尖顶）从动件，（滚子）从动件和（平底）从动件。 3.按凸轮的形状可分为（盘形）凸轮、（移动）凸轮、（圆柱）凸轮。 5.螺纹的旋向有（左旋和右旋），牙形（有三角形，矩形，梯形，和锯齿形）。 10.在铰链四杆机构中，与机架相连的杆称为（连架杆），其中作整周转动的杆称为（曲柄），作往复摆动的杆称为（摇杆），而不与机架相连的杆称为（连杆）。 11.平面连杆机构的死点是指（连杆和从动件共线）位置。 平面连杆机构曲柄存在的条件是①（曲柄应为最短杆）②（曲柄与最短杆之和小于或等于另外两杆长度之和）。 12.凸轮机构主要由（凸轮）、（从动件）和（机架）三个基本构件组成。 14.普通Ｖ带的断面型号分为（Y、Z、A、B、C、D、E）七种，其中断面尺寸最小的是（Y）型。 17.渐开线的形状取决于（基）圆。 18.一对齿轮的正确啮合条件为：（模数相等）与（分度圆压力角相等）。 19.一对齿轮连续传动的条件为：（一对齿轮必须满足正确啮合条件，而且重合度ε＞1。） 21.蜗杆传动是由（蜗杆）和（蜗轮）组成。 22.螺旋传动是由（螺杆）和（螺母）组成。 24.普通三角螺纹的牙形角为（60°）度。 25.常用联接螺纹的旋向为（右）旋。 26.普通螺栓的公称直径为螺纹（大）径。 28.机器具有的共同特征:它是（人为实体）的组合;各运动实体之间具有确定的（相对运动），能实现（能量的）的转换或做（有用的机械功）。 29.（构件）是运动的单元，（零件）是加工制造的单元。 30.更换平带，首先要合理确定平带的（平带的参数），选择合适的（接头形式形式），并掌握正确的（正确的安装方法）。 31.v带的横截面为（等腰梯形），其工作面是与轮槽相接触的（两侧面）。
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。 4. 轴承和润滑：凸轮机构中的轴承和润滑系统对机构的工作可靠性和寿命具有重要影响，应根据实际情况选择合适的轴承类型和润滑方式。
学习好资料欢迎下载 浙江工业职业技术学院 日期：2009.10 NO9
复习提问： 1、按给定的连杆位置设计四杆机构 2、按给定的连加杆的位置设计四杆机构 3、按给定的的K设计四杆机构 在某些机械中，为获得比较复杂的运动规律，常应用凸轮机构，凸轮机构结构简单、紧凑能方便地设计凸轮轮廓以实现从动件预期的运动，广泛地应用于自动化和半自化机械中作为控制机构。 §5.1凸轮机构 一、凸轮机构的应用和分类 1、凸轮机构的组成： 凸轮、从动件和机架三个基本构成。凸轮与从动件间的运动副为高副，由此可将主动件的连续转动或移动转换为从动件的移动或摆动。 2、凸轮机构的类型 （1）按凸轮和从动件的形状、运动形式分类 1）盘状凸轮它绕固定轴转动且向变化向径的盘形零件，是凸轮的基本形式。 2）移动凸轮外形通常呈平板状，可视作回转中心趋于无穷远时的盘形凸轮。 3）圆柱凸轮将移动凸轮卷成圆柱状即成圆柱凸轮。 图9-1盘状凸轮图9-2移动凸轮图9-3圆柱凸轮（2）按从动件端部结构分类 1）尖端从动件从动件的端部为尖顶，这种从动件构造最简单，其尖顶能与外凸或内凹轮廓接触，可以实现复杂的运动规律。但尖顶易磨损。作于低速、轻载场合。 2）滚子从动件从动件的端部装有可自由转动的滚子，它与凸轮相对运动时为滚动摩擦，因此阻力较小。可以承受较大的载荷，应用较广。 3）平底从动件从动件底部为一平底。这种从动件与凸轮轮廓接触处在一定条
件下可形成油膜得于润滑，传动效率高。 （3）按从动件运动形式分类 可分为直动从动件和摆动从动件两种。 一般情况下，从动件始终要与凸轮轮廓接触。凸轮机构中，采用重力和弹簧力使从动件端部始终与凸轮相接触的方式为力锁合；采用特殊几何形状实现从动件端部与凸轮相接触的方式称为形锁合。 凸轮机构的应用特点：凸轮机构结构简单、紧凑能方便地设计凸轮轮廓以实现从动件预期的运动，广泛地应用于自动化和半自化机械中作为控制机构。但因凸轮轮廓与从动件间为点接触和线接触而易磨损，因此不宜承受重载或冲击载荷。 二、凸轮和滚子的材料 凸轮机构的主要失效形式是磨损和疲劳点蚀，要求凸轮和滚子的工作表面硬度高、耐磨损并且有足够的表面接触强度，对于经常受到冲击的凸轮机构要求凸轮芯部有足够的韧性。 低速和中小载荷的场合，凸轮一般采用45钢、40Cr表面淬火，表面硬度可达40-50HRC；亦可采用15、20Cr、20CrMnTi，经渗碳表面淬火，表面硬度可达56-62HRC。 滚子材料可20Cr经渗碳表面淬火，表面硬度可达56-62HRC。 三、凸轮结构与安装 在结构设计时，应考虑到安装凸轮时便于调整凸轮与轴之间的相对位置。凸轮常用的结构：凸轮轴、整体式、镶块式和组合式。 凸轮在轴上的固定，除采用键联接外，也可用紧定螺钉和圆锥销固定，初调时用紧定螺钉定位，然后用圆锥销固定。采用开槽锥形套固定，调整灵活，但传递转矩不能过大。 图9-5整体式凸轮图9-6组合式凸轮 §5.2凸轮机构的特性分析 一、凸轮机构的运动分析 凸轮机构中，从动件的运动由凸轮轮廓决定。根据凸轮轮廓分析从动件的位移、
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合。 ⑶ 简谐运动：其速度曲线是一条正弦曲线，而位移曲线是简谐运动曲线，所以这种运动也称为简谐运动规律。当推杆作停、升、停型运动时，推杆在O 、A 两点位置加速度有突变，也有柔性冲击产生。但对降、升、降型运动规律，则无冲击出现。 5.3 对心直动从动件盘形凸轮轮廓的设计 1. 反转法设计：现在为了讨论凸轮廓线设计的基本原理，设想给整个凸轮机构加上一个公共角速度（ω-），使其绕凸轮轴心O 转动。根据相对运动原理，我们知道凸轮与推杆间的相对运动关系并不发生改变，但此时凸轮将静止不动，而推杆则一方面和机架一起以角速度ω-绕凸轮轴心O 转动，同时又在其导轨内按预期的运动规律运动。由图C 可见，推杆在复合运动中，其尖顶的轨迹就是凸轮廓线。 利用这种方法进行凸轮设计的称为反转法 2. 对心直动从动件盘形凸轮轮廓的设计设计步骤： ①选比例尺μL,作基圆rmin 。 ②反向等分各运动角。 ③确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置。 ④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。 3. 滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计 对于这种类型的凸轮机构，由于凸轮转动时滚子（滚子半径T r ）与凸轮的相切点不一定在推杆的位置线上，但滚子中心位置始终处在该线，推杆的运动规律与滚子中心一致，所以其廓线的设计需要分两步进行。 （1）将滚子中心看作尖顶推杆的尖顶，按前述方法设计出廓线 0β，这一廓线称为理论廓线。 （2）以理论廓线上的各点为圆心、以滚子半径T r 为半径作一系列的圆，这些圆的内包络线β即为所求凸轮的实际廓线，如图5－2所示。 4. 对心直动平底推杆盘形凸轮机构 在设计这类凸轮机构的凸轮廓线时，也要按两步进行： （1）把平底与推杆轴线的交点B 看作尖顶推杆的尖顶，按照前述方法，求出尖顶的一系列位 置，将其连成曲线，即为凸轮的理论廓线。 图 5-1 图5-2
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 机械基础 主备 教师 授课 教师 课题：§6—1轮系分类及其应用特点 教学目标1.掌握轮系的概念及分类； 2.了解轮系的应用特点 重点掌握轮系的分类；轮系传动的应用特点； 难点轮系传动的应用特点； 教法讨论、讲授和练习； 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、组织教学：安定课堂秩序 二、新课引入 1.汽车是怎样实现变速、变向的？ 2.钟表是如何实现秒、分、时进制的？ 三、新课教学 （一）轮系分类及其应用特点 1.轮系的分类 轮系——这种由一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统。 （1）轮系的分类
教学 环节 教学活动内容及组织过程个案补充 教学内容 定轴轮系 周转轮系 混合轮系 ①定轴轮系 当轮系运转时，所有齿轮的几何轴线位置相对于机架固定不变，也称普通轮系。 双联滑移齿轮变速机构 ②周转轮系 轮系运转时，至少有一个齿轮的几何轴线相对于机架的位置是不固定的，而是绕另一个齿轮的几何轴线转动。 ③混合轮系
教学环节教学活动内容及组织过程 个案补 充 教学内容 2.轮系的应用特点 （1）可获得很大的传动比 一对齿轮传动的传动比不能过大（一般i12 =3~5，imax≤8），而采用轮系传动可以获得很大的传动比，以满足低速工作的要求。 （2）可进行较远距离的传动 两轴中心距较大时，如用一对齿轮传动，则两齿轮的结构尺寸必然很大，导致传动机构庞大。 （3）可以方便地实现变速和变向要求 双联滑移齿轮变速机构 远距离传动 （4）可以实现运动的合成与分解 汽车后桥差速器 （二）齿轮在轴上的三种固定方式 1.齿轮与轴之间固定 齿轮与轴固定为一体，齿轮与轴一同转动，齿轮不能沿轴向移动。
《汽车机械基础》课程教学大纲 一、课程的目的与任务 课程的目的： 1）通过本课程的学习，使学生能掌握汽车轴系零件的特点、作用。 2）能理解四杆机构的原理及在汽车上的应用。 3）能分析汽车液压控制系统、气压控制系统；能对汽车上的主要零件进行力学分析，掌握常用机构的工作原理。 4）能分析汽车各种传动形式并知道其在汽车上具体应用。 课程的任务： 1）能合理选用轴系零件。掌握汽车常用轴系零件的特点、性质和使用要求。 2）了解汽车维修的新技术、新工艺、新设备、新材料的发展概况。 3）讲授汽车上用到的静力学、运动学和动力学的基础知识；讲授液力与液压传动基础知识；讲授气压传动基础知识。 4）讲授四杆机构、凸轮机构的工作原理、受力与运动分析等。 二、教学基本要求 （一）．知识目标 通过本课程的学习，学生应达到以下几个要求： 1. 了解在汽车上常用的各种材料成分、组织、性能等特性； 2、掌握轴类零件、键、销、螺纹连接和联轴器的类型、特点及应用。 3. 了解铰链四杆机构的基本类型及其应用；掌握平面四杆机构的基本特性 4. 了解凸轮机构的应用及分类； 5. 知道齿轮传动、轮系的原理、特点及应用。 6. 熟悉滑动轴承、滚动轴承的类型、特点、组成和结构； 7. 掌握各种传动在汽车中的应用； (二)．能力目标 1. 能描述汽车常用的零件；能合理选用轴系零件。
2. 能描述汽车零件常用的加工工艺；描述各机构及各类传动的工作原理。 3. 能正确操作、使用、维护常用机械、设备。 4. 能查阅标准、手册、维修图册；并能利用这些相关资料。 (三)．素质目标 1．由通识课程结合专业基础课程，培养学生理论紧密联系实践的专业学习作风； 2．培养学生吃苦耐劳、严肃认真的工作作风和职业道德。 3．培养学生观察问题、提出问题、独立分析问题与解决问题的能力和创新精神。学生在理论的同时，强化实践能力的培养。 三、教学内容及要求
一凸轮机构的组成与特点 组成：凸轮、从动杆、机架 特点：（1）凸轮机构结构简单紧凑，只需改变凸轮机构的外廓形状，就可以改变推杆的运动规律，荣誉实现复杂运动的要求，应用较广泛。 （2）凸轮外廓与推杆是点接触或线接触，易于磨损，多用于传递动力不大的场合；凸轮机构可以告诉启动，动作准确可靠。 二棘轮机构的特点及应用 特点：（1）结构简单，制造方便，运动可靠，容易实现小角度的间歇转动，转角大小调节方便。 （2）转动的平稳性较差 （3）在摇杆回程时，棘爪在棘轮齿背上滑行时产生噪声和磨损。 应用：齿式棘轮机构常用于低速、转角不太大或转角需要改变的场合。 三转动带的特点 （1）带富有弹性，能缓冲吸振，传动平稳，无噪声 （2）过载时传动带会在轮带上打滑，可防止零件磨损 （3）结构简单，维护方便，无须润滑，且制造和安装精度要求不高 (4) 单级可实现较大中心距的传动 （5）传动比不准确 （6）传动效率低，带的寿命较短 （7）外廓尺寸、带作用于轴的力等均较大 （8）不宜用于在高温、易燃及有油、水的场合。 四斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件 （1）正确的啮合条件 （2）重合度 五斜齿与直齿圆柱齿轮传动的比较 斜齿圆柱齿轮传动与直齿圆柱齿轮传动相比，主要有下列优点： （1）重合度大，齿合性能好。 （2）承载能力高 （3）不发生根切的最少齿数比直齿轮的少 （4）对制造误差的敏感性小 六蜗杆传动的特点及应用 特点：（1）蜗杆传动工作平稳，噪声低，结构紧凑，传动比大 （2）效率低，易磨损、发热，制造成本高，轴向力较大。 应用：（1）常用于传动比较大，结构要求紧凑的，传动功率不大的场合。 七纹理连接的防松方法 （1）摩擦力防松 （2）机械防松
汽车运用与维修专业 《汽车机械基础》课程标准 一、前言 (一）课程定位 本课程是中等职业教育汽车运用与维修专业基础课。主要是了解汽车机械概述、汽车支承零部件、汽车常用连接、汽车常用机构、汽车带传动和链传动、汽车齿轮传动、汽车离合器和制动器、 汽车液压与气压传动。通过本课程的学习，可使学习者掌握与汽车机械相关的基本知识，从而具备 基本的职业能力。 本课程在学生入学第一学期开设。 （二）设计思路 本课程的设计思路是以实用为原则全面落实以就业质量为导向、以全面素质为基础、以业务能 力为本位的职业教育办学指导思想，借鉴当代国际职业教育发展的新理念，按照职业成长规律，为 中等职业学校汽车类相关专业、有关行业及汽车维修企业开发设计了理论教学项目，引领学习者在 完成学习任务的同时，领悟汽车机械的工作原理，促进学习者综合职业能力的发展。 本课程是一门理论课程，以理论知识来展示教学内容。教学在多媒体教室进行。 本课程总学时为44课时。学时分配方案建议见课程内容和要求表。 二、课程教学目标 (一) 知识教学目标 1．了解汽车机械的基本知识； 2．了解汽车零部件、汽车常用连接、汽车常用机构、常见汽车传动、汽车离合器与制动器的用途、组成结构、特点、材料等； 3．掌握常用汽车机械的基本组成和工作原理。 (二) 技能/能力培养目标 1．能根据使用要求正确地选择常见汽车零部件； 2．了解汽车常用零部件或机构的拆装与更换； 3．了解汽车机械相关部件的基本维护和简单维修。 （三）情感态度培养目标 1．形成规范操作与安全文明生产的意识，养成严谨的工作作风和良好的职业道德； 2．养成团队配合进行分工协作意识，具备良好的人际沟通能力； 3．形成正确积极的就业观，具备敢于创新的意识；
汽车机械基础课程标准 汽车机械基础课程标准课程名称：汽车机械基础适用专业：汽车运用与维修专业1、前言1.1课程性质本课程是中职汽车运用与维修专业一门核心课程，同时也是本专业的一门先修课程，以识图、工量具使用、受力分析、材料选用、掌握各种机械传动为基本任务，为后续专业课程（发动机故障诊断与维修、汽车底盘的检修、汽车电气设备检测与维修、车身损坏分析与修复、汽车空调的检修等专业课程）打下基础。因此，它在整个专业课程的学习中占有很重要的地位，培养学生具有一定机械认知和应用能力，着重基本知识、基本理论和基本方法，同时培养学生分析解决问题的能力及严谨的工作作风，为企业培养实用性人才。 1.2设计思路第一，本课程标准设计遵循以能力为本位、以职业实践为主线、以项目教学为主体的核心思想。首先，作为课程的基础，它要能够为后续的专业课程打下坚实的基础。 第二，以行业调研和邀请行业专家对汽车运用与维修专业所涵盖的岗位群进行典型工作任务和职业能力分析的结论为依据进行编写，它的内容涉及面要广但不应太深，应能包含该课程涉及到的有关汽车上使用的相关理论知识。
第三，在确定本课程内容与要求时，充分考虑到劳动和社会保障部门对中级汽车修理工、钣金工等职业资格证书考核的要求以及交通部对修理工、钣金工等从业资格证的考核要求，力求使本课程内容结合汽车运用与维修各工种考证的相关内容和要求。 第四,采用任务引领型的课程结构，以每个项目以具体工作任务引出必须的课程理论，并针对中职学生对事物的感知往往只凭直觉上的好恶的认知特点，在内容的安排上它的理论性不能太强，要能与汽车的基本结构和相关实物相联系，注重知识的实用性与趣味性。 第五,作为一门汽车运用与维修专业的基础课程，它要具有专业指导性。在此条件下，本课程主要以八个阶段性的任务展开：①识读汽车零件图及装配图、②汽车的运动及受力分析、③认识汽车常用机构、④认识机械传动、⑤认识汽车上的常用联接、⑥认识液压传动基础、⑦认识汽车工程材料、⑧汽车维修工具、量具的使用，而在每一项目中都是以汽车作为分析和研究的对象，使学生在学习中时刻在对自己的专业有所认识和了解，以此来尽量全面的、有针对性的开展教学活动。 第六，本课程建议课时为108课时。 2、课程目标本课程在教学过程中，结合学生和本专业实际，运用多媒体教学和现场参观、汽车零件部件拆装等教学手
第四章 凸轮机构 凸轮机构在机械工程领域中有着广泛的应用，特别在印刷机、包装机械、纺织机以及各种自动机中应用更加普遍。 凸轮机构具有传动、导向和控制等功能。当它作为传动机构时可以产生复杂的运动规律；当它作为导向机构时，则可以使执行机构的动作端产生复杂的运动轨迹；当它作为控制机构时，可以控制执行机构的工作循环。凸轮机构还具有如下优点：高速时平稳性好，重复精度高，运动特性良好，机构的构件少，结构紧凑体积小，刚性大，周期控制简单，可靠性好，寿命长。 随着工业自动化程度的不断提高，凸轮机构的应用也日益广泛。本章从讨论凸轮机构的特点和应用入手，介绍凸轮机构的分类，从动件常用的运动规律，凸轮轮廓设计及凸轮机构设计的几个基本问题。 4.1 凸轮机构的应用及分类 凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，它与从动件通过高副接触，使从动件获得连续或不连续的任意预期运动。 4.1.1 凸轮机构的应用与构成 在自动机械中，广泛应用着各种凸轮机构，它的作用主要是将凸轮(主动件)的连续转动转化为从动件的往复移动或摆动。例如： （1）图4-1所示的为单张纸胶印机中用于输送纸张的分纸吸嘴机构，当凸轮连续转动时，从动件(吸嘴)上下往复移动。当吸嘴下降到接近纸堆表面时，旋转气阀控制吸嘴吸气从而吸住纸堆最上面的一张纸，当凸轮继续转动时，吸嘴带纸上升并将纸交给递纸吸嘴，如此反复，完成纸张的逐张分离。 （2）图4-2所示的为一自动车床的进刀机构。当圆柱凸轮1回转时，经滚子4带动从动件2绕A 点作往复摆动，通过扇形齿轮和齿条的啮合使刀架3进刀或退刀。进刀和退刀的运动规律取决于凹槽曲线的形状。 从以上实例可以看出，凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架构成，通常凸轮作匀速转动。当凸轮作匀速转动时，从动件的运动规律(指位移、速度、加速度与凸轮转角(或时间)之间的函数关系) 1 2 3 4 图4-1 胶印机分纸吸嘴机构 1—凸轮；2—从动摆臂；3—分纸吸嘴；4—弹簧 3 1 2 A 4 图4-2 进刀机构 1—圆柱凸轮；2—从动件；3—刀架；4—滚子
知识巩固： 一、填空题 1. 凸轮机构主要是由_________、____________和固定机架三个基本构件所组成。 2. 按凸轮的形状，凸轮机构主要分为_____凸轮、______凸轮、_____和曲面凸轮四种基本类型。 3. 从动杆与凸轮轮廓的接触形式有______ 从动杆、___________从动杆和平底从动杆三种。 4. 凸轮机构工作时，凸轮轮廓与从动件之间必须始终______，否则，机构就不能正常工作。 5. 以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为凸轮的____________。 6.凸轮机构从动件的常用运动规律有_______运动规律、__________运动规律、________运动规律和正弦加速度运动规律。 7. 从动件的运动规律决定凸轮的_______________。 8. 凸轮机构从动杆等速运动的位移曲线为一条_________线，从动杆等加速等减速运动的位移曲线为一条___________线。 9. 等速运动凸轮在速度换接处从动杆将产生___________冲击，引起机构强烈的振动。 二、选择填空 1. 凸轮机构的移动式从动杆能实现____。 A. 匀速、平稳的直线运动 B. 简谐直线运动 C. 各种复杂形式的直线运动 D. 各种摆动 2. 凸轮与从动件接触处的运动副属于____。 A. 高副 B. 转动副 C. 移动副 D.螺旋副 3. 要使常用凸轮机构正常工作，必须以凸轮____。 A. 作从动件并匀速转动 B. 作主动件并变速转动 C. 作主动件并匀速转动 D. 作主动件并变速移动 4. 在要求____的凸轮机构中，宜使用滚子式从动件。 A. 传力较大 B. 传动准确、灵敏 C. 转速较高 D. 高速重载 5. ____的凸轮机构，宜使用尖顶从动件。 A. 需传动灵敏、准确 B. 运动规律复杂 C. 转速较高 D. 传力较大 6. 从动件的运动规律决定了凸轮的____。 A. 轮廓曲线 B. 形状 C. 转速 D.转角 7.从动件作等速运动规律的凸轮机构，一般适用于____的场合。 A. 低速轻载 B. 中速中载 C. 高速轻载 D. 低速重载 8. 下述凸轮机构从动件常用运动规律中存在刚性冲击的是____。 A. 等速 B. 等加速等减速 C. 正弦加速度 D. 余弦加速度 9. 下述凸轮机构从动件常用运动规律中存在柔性冲击的是____。 A. 等速 B. 等加速等减速 C. 正弦加速度 D. 等加速