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4-6作图法设计对心盘形凸轮轮廓曲线

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凸轮轮廓设计.ppt

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2)对心直动滚子推杆盘形凸轮
已知凸轮的基圆半径r0，角速度ω 和从动件的运动规律，设计该凸轮 轮廓曲线。
8’ 7’ 5’ 3’ 1’
1 3 5 78
9’ 11’ 12’
13’ 14’
9 11 13 15
理论轮廓
-ω
ω
作者：潘存云教授
设计：潘存云
设计步骤小结：
实际轮廓
①②选反比向例 等尺 分各μ 运l作动基角圆。r0原。则是：陡密缓疏。
7.3 凸轮轮廓设计
1.凸轮廓线设计方法的基本原理 2.用作图法设计凸轮廓线
1)对心直动尖顶推杆盘形凸轮 2)对心直动滚子推杆盘形凸轮 3)对心直动平底推杆盘形凸轮 4)偏置直动尖顶推杆盘形凸轮 5)摆动尖顶推杆盘形凸轮机构 6)直动推杆圆柱凸轮机构 7)摆动推杆圆柱凸轮机构 3.用解析法设计凸轮的轮廓曲线
④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。
（右）偏置直动尖顶从动件盘形凸轮绘制过程
（右）偏置直动滚子从动件盘形凸轮绘制过程
4)摆动尖顶推杆盘形凸轮机构
已知凸轮的基圆半径r0，角速度ω ，摆杆长度l以及摆 杆回转中心与凸轮回转中心的距离d，摆杆角位移方程， 设计该凸轮轮廓曲线。
4’ 3’ 2’ 1’
12 3 4
n
（凸轮习题2）--画出各图中从动件的压力角
F vα
F v α=0º
二、基园半径r0的选择
Radius of Curvature
r0与凸轮机构的压力角直接有关 r0↓ 机构尺寸↓ 但α ↑
一般在满足α max<[α ] 选取 r0min
三. 滚子半径的确定
ρa－工作轮廓的曲率半径，ρ－理论轮廓的曲率半径，
F , 机构效率

机械设计基础习题-tao

机械设计基础习题-tao

第1章 习 题1-1 什么是机器和机构？二者有何区别与联系？ 1-2什么是机械零件和构件？二者有何区别与联系？1-3机器通常包括哪几个组成部分？并指出下列常见机器的各组成部分：（1）自行车；（2）汽车；（3）电风扇。

1-4 机械设计可分为哪三种类型？ 1-5 机械设计应该满足那些基本要求？ 1-6 机械设计的一般过程可分为哪几个阶段？第2章 习 题2-1 试画出题2-1图中各平面机构的运动简图，并计算其自由度。

a)b)c)d)2-2 题2-2图所示为一简易冲床的初拟设计方案。

设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。

试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。

2431234153421BA432143512题2-2图题2-1图2-3 试计算题2-3图所示凸轮—连杆组合机构的自由度。

并指出图中的复合铰、局部自由度和虚约束。

2-4 试计算题2-4图所示齿轮—连杆组合机构的自由度。

并指出图中的复合铰、局部自由度和虚约束。

2-5 计算题2-5图所示各机构的自由度。

并指出图中的复合铰、局部自由度和虚约束。

题2-5图（a ） 题2-5图（b ）b)a)A EMDFELKJIFBCCDBACB DC DB A A(b)(a)题2-5图（c ）题2-5图（d ）题2-3图2-6 计算题2-6图所示机构的自由度，其中图（a ）为液压挖掘机构，图（b ）为差动轮系。

（a)（b)题2-5图（e ）题2-5图（f ）题2-6图第3章 习 题3-1 简答题1）平面四杆机构的基本型式是什么？它的演化方法有哪几种？ 2）机构运动分析包括哪些内容？ 3）什么叫三心定理？3-2 举出至少3个基本型式的平面四杆机构应用实例，并画出机构运动简图。

3-3题3-3图所示铰链四杆机构中，已知 BC=100mm ， CD=70mm ， AD=60mm ，AD 为机架。

第四章 凸轮机构

第四章 凸轮机构
凸轮机构分类 按从动件的运动形式分：
直动从动件凸轮机构
摆动从动件凸轮机构
7
4.1 凸轮机构的应用和类型
凸轮机构分类 按从动件的形式分：
尖顶从动件凸轮机构
平底从动件凸轮机构
滚子从动件凸轮机构
8
4.1 凸轮机构的应用和类型
凸轮机构分类
按凸轮与从动件保持接触的方式分类（锁合方式）：
重力锁合
,t
h cos 2 2
2 2
,t
加速度曲线不连续，存在 柔性冲击。余弦加速度运动 规律适用于中低速中载场 合。
a
amax4.93h2Φ 2
,t
4.2 从动件的运动规律
3. 余弦加速度运动规律
v 5 h /20 4 3 6 2
速度线图
7 1
8 0
第四章 凸轮机构
4.1 凸轮机构的应用和类型
4.2 从动件的常用运动规律 4.3 凸轮机构的压力角
4.4 图解法设计凸轮轮廓
1
4.1 凸轮机构的应用和类型
凸轮机构实例
内燃机配气机构
2
4.1 凸轮机构的应用和类型
凸轮机构实例
自动机床进刀机构
3
4.1 凸轮机构的应用和类型
凸轮机构实例
绕线机构
4
4.1 凸轮机构的应用和类型
弹簧力锁合
槽道凸轮机构
等宽凸轮机构
力封闭凸轮机构
等径凸轮机构
共轭凸轮机构
几何结构封闭凸轮机构
4.1 凸轮机构的应用和类型 凸轮机构的特点：
优点：只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到 所需的运动规律，并且结构简单、紧凑，设计方便。
缺点：凸轮廓线与推杆之间为点接触或线接触，易 磨损，所以凸轮机构多用在传力不大的场合。

机械设计教案：凸轮机构的认识与盘形凸轮轮廓的设计

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'。

1、图解法设计凸轮

1、图解法设计凸轮
反转法反转法根据相对运动原理321?一反转法的原理反转法根据相对运动原理若给整个凸轮机构附加一个运动机构的相对运动不变
第四章 凸轮机构
图解法设计对心尖顶直动
从动件盘形凸轮轮廓
主讲：陈艳巧
第四章 凸轮机构
图解法设计凸轮轮廓
设计问题 按给定的从动件运动规律设计凸轮轮廓曲线。 设计方法
解析法：精确，高效，可直接用于数控加工 编程，适用于高速和高精度凸轮。
剩余角度时，从动件不动。
(1)试绘制出从动件的位移曲线。 (2)已知凸轮基圆半径rb=40mm, 凸轮顺时针回转，设计一对心 直动尖顶从动件盘形凸轮 .
第四章 凸轮机构
Class is over！
5．量取相应位移
6．作轮廓线
10 9 8 7 4 11 0 1 2 3 6 5
s
h
h

ω1
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1800 2100 3000 3600
第四章 凸轮机构
思考与练习
一凸轮机构从动件的运动规律为：从动件按等速运动规 律上升30mm，对应凸轮转角δ0=180°；从动件以等加、等减 速运动规律返回原处，对应凸轮转角δ0’=120°；当凸轮转过
6 7 8
第四章 凸轮机构 二、对心尖顶直动从动件盘形凸轮轮廓设计
解:1．作位移曲线 2．等份s- 图 3．作基圆 4． 沿- 等份基圆
已知：rb、h、ω1、从动件运动规律
凸轮转角 从动件运动
0 180
等速上升 h
180 210 远休止 210 300 等速下降 300 360 近休止
图解法：直观，简单；但误差大，效率低，适 于不重要的凸轮。
第四章 凸轮机构 一、反转法的原理

机械原理-凸轮轮廓曲线设计图解法

机械原理-凸轮轮廓曲线设计图解法

-ω
3’ 2’ 1’ ω O 1 2
1
2
3
3
直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
1.对心直动尖顶从动件盘形凸轮 已知凸轮的基圆半径r0，角速度ω 和从 动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。
4’ 5’ 6’
-ω ω
3’ 2’ 1’
7’
8’ 5 6 7 8
1 2 3 4
设计步骤: ①作基圆r0。
②反向等分各运动角，得到一系列与基圆的交点。
7’ 5’ 3’ 1’ 1 3 5 78 8’ 9’ 11’ 12’ 13’ 14’ 9 11 13 15
e
-ω
ω 15’ 15 14’14
k12 k11 k10 k9 k15 k14 k13
A
13’
12’
k1 13 k 12 k32 k8 k7k6 k5k4 11 10 9
O
注意：与前不同的是——过 各等分点作偏距圆的一系列 切线，即是从动件导路在反 转过程中的一系列位置线。
11’
10’ 9’
直动平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制

直动平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制
-

实际廓线
直动平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制
-

实际廓线
③过各交点作从动件导路线，确定反转后从动件尖顶在各等分点的位置。 ④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。
直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
2.对心直动滚子从动件盘形凸轮 已知凸轮的基圆半径r0，滚子半径 rT ，角速度ω 和从动件的运动规 律，设计该凸轮轮廓曲线。
3’ 2’ 1’ 7’ 8’ 1 2 3 4 5 6 7 8 4’
-ω
理论轮廓
ω
5’ 6’

机械基础——图解法设计凸轮轮廓

课题
图解法设计凸轮轮廓
教学目的掌握用图解法设来自直动从动件盘形凸轮的轮廓。教学安排
组织教学
讲述新课
三、图解法设计凸轮轮廓（重点掌握直动从动件盘形凸轮轮廓的设计）
1、图解法的原理凸轮机构工作时，凸轮与从动件都在运动，为便于绘出凸轮轮廓曲线，应使凸轮相对于图纸平面静止。为此，可采用“反转法”。基于反转法的原理（该原理的讲解可结合仿真教学软件进行）
2、直动从动件盘形凸轮轮廓设计
（1）尖顶对心直动从动件盘形凸轮轮廓的设计
设计过程中的注意事项：
1）应选取相同的 、 、 ；
2）绘制正确s—δ线图；
3）等分基园的方向应与凸轮的转向相反；
4）标注。
（2）滚子对心直动从动件盘形凸轮轮廓设计简介
（3）平底从动件盘形凸轮轮廓设计简介
3、有关基本概念
（1）理论轮廓曲线按设计尖顶从动件凸轮轮廓的方法作出的轮廓曲线，称为凸轮的理论轮廓曲线。
（2）工作轮廓曲线在滚子（或平底）从动件凸轮轮廓设计时，都是以理论轮廓曲线上各点为圆心，以滚子半径 为半径作一系列圆，再作这一系列圆的内包络线，称为凸轮的工作轮廓曲线。
作业
P251：19

凸轮轮廓曲线的绘制(精)


1.尖顶对心式移动从动件盘形凸轮轮廓曲线设计
0′ 1
－1
B2 B3
B1
B′ 2 B3 ′ 0 B′ 4 B1 ′
B0
s′
s2பைடு நூலகம்4′ 5′ 6′ 9 7′ 8′ 9′
1 0′
4
h
O
B10 ′
′) B11(B11 B10 B9 B8
2′ 1′ 0 1
3′
4 1 11
B4 B5
B′ 5
s
B6 ′ B7 ′
学习目标
1.掌握用“反转法”原理设计盘形凸轮轮廓曲线的方法。 2.能够绘制盘形凸轮轮廓曲线。
哈尔滨职业技术学院
《机械设计与应用》学习情境1 机构的设计与选用 任务4 凸轮机构的设计与选用
一、凸轮机构从动件运动过程
凸轮基圆：基圆半径，rb。 凸轮转角：推程角、远停程角、回程角、近停程角。 从动件位移：S 。
哈尔滨职业技术学院机械设计与应用学习情境1机构的设计与选用任务4凸轮机构的设计与选用1011尖顶对心式移动从动件盘形凸轮作图法设计哈尔滨职业技术学院机械设计与应用学习情境1机构的设计与选用任务4凸轮机构的设计与选用1
凸轮轮廓曲线的绘制
所属课程：机械设计与应用
所属专业：机械制造与自动化 数控技术
模具设计与制造等
O
B11 B10
0
B4
B9 B8 B5 B6 B7

滚子对心式移动从动件盘形凸轮作图法设计
哈尔滨职业技术学院
《机械设计与应用》学习情境1 机构的设计与选用 任务4 凸轮机构的设计与选用
掌握用“反转法”原理设计盘形凸轮轮
任务总结
廓曲线的方法。 能够绘制典型的盘形凸轮轮廓曲线。

《机械原理》第四章凸轮机构与其设计


标准传动函数介绍
刚性机构的输入参数x转变为输出参数y仅 与机构几何学有关。此关系在数学上理解 为机构的传动函数y=y(x)
标准传动函数f(z)的单位为1,满足定义域 z∈[0,1],值域f(z) ∈[0,1],且满足边界条 件f(0)=0, f(1)=1。
当满足f(z)=1-f(1-z)时为对称标准传动函 数。
基本概念
行程
从动件往复运动的最大 位移，用h表示。
10/16/2020
第四章 凸轮机构及其设计
基本概念
推程
从动件背离凸轮轴心运 动的行程。
推程运动角
与推程对应的凸轮转角。
10/16/2020
第四章 凸轮机构及其设计
基本概念
回程
从动件向着凸轮轴心运 动的行程。
回程运动角
与回程对应的凸轮转角。
Knowledge Points
凸轮机构的组成 凸轮机构的分类 凸轮机构的优点、缺点
10/16/2020
第四章 凸轮机构及其设计
凸轮机构的组成
凸轮是具有曲线轮廓 或凹槽的构件
凸轮机构一般由凸轮、 从动件和机架三个构 件组成。
10/16/2020
第四章 凸轮机构及其设计
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
形锁合
所谓形锁合型，是指 利用高副元素本身的 几何形状使从动件与 凸轮轮廓始终保持接 触。
10/16/2020
第四章 凸轮机构及其设计
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。
10/16/2020

凸轮廓线设计方法的基本原理.

4’ 5’ 6’ 7’ 8’ 5 6 7 8
A1
-ω
l d
B r0 ω B’1 B1 B’2 B2
φ1 φ2
B’3 B3 120° B4
A2
B’4 φ3 A3
A8
90 ° B8 B7 A7
60 ° B5 B6 B’5 B’6
φ4
3’
2’ 1’ 1 2 3 4
φ7
B’7
A4
A6
φ6
A5
φ5
JM
返回
6)直动推杆圆柱凸轮机构
③确定反转后，从动件平底直线在各等份点的位置。
④作平底直线族的内包络线。
JM
返回
4)偏置直动尖顶推杆盘形凸轮 偏置直动尖顶推杆凸轮机构中，已知凸 轮的基圆半径r0，角速度ω 和推杆的运动规律 和偏心距e，设计该凸轮轮廓曲线。
15’ 15 14’ 14 13’ 12’
k15 k14 k13
e
ω A
k12 k11 k10 k9
JM
返回
1)对心直动尖顶推杆盘形凸轮 对心直动尖顶推杆凸轮机构中，已知凸轮的 基圆半径r0，角速度ω 和推杆的运动规律，设计该 凸轮轮廓曲线。
7’ 5’ 3’ 1’ 1 3 5 78 8’
-ω
9’ 11’ 12’
13’ 14’ 9 11 13 15
ω
设计步骤小结：
①选比例尺μ l作基圆r0。 ②反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。
2 3 4 5 6789 0
2π R
-V
δ
A
φ
2rr
φ
A
A0
4’,5’,6’ 7’ 3’ 2’ 8’ A A A
1 2’ 1 3
4”
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rb，凸轮以等角速度ω逆时针方向回转，从动件的运 动规律如下，试设计此凸轮的轮廓曲线。
作图法设计对心盘形凸轮轮廓曲线
当凸轮机构从动件的运动规律及凸轮基圆半 径确定后，就可以用作图法绘制出凸轮轮廓曲 线，该方法适用于低速或对运动规律要求不严 的一般机械传动机构。源自作图法设计对心盘形凸轮轮廓曲线
作图法利用了反转法的基本原理，什么是反转法呢？ 就是假想给整个凸轮机构加上一个与凸轮转速ω相同， 方向相反的转速“-ω”，这样凸轮就变成静止不动，而 从动件则以“-ω”绕基圆中心转动的同时又按着给定的 从动件运动规律进行运动 。
作图法设计对心盘形凸轮轮廓曲线
凸轮反转法
作图法设计对心盘形凸轮轮廓曲线
小结:
作图法设计对心盘形凸轮的条件是已 知运动规律曲线和基圆半径，而且是低速 运动规律不严格的场合。
作图法设计对心盘形凸轮轮廓曲线
作业： 1、作图法的前提条件是什么？ 2、什么是反转法？
拓展思考： 1、偏置从动件可以用反转法吗？ 2、不同从动件的端部形式不同设计方法 有何区别？
敬请观看我的其它微课！
作图法设计对心盘形凸轮轮廓曲线
作者：韦志钢 单位：浙江工贸职业技术学院
所属学科：工科
专业：光机电应用技术
课程：激光设备机械设计基础 适用对象：光机电应用技术专业的学生
作图法设计对心盘形凸轮轮廓曲线 教学目标：
掌握作图法设计对心盘形凸轮轮廓曲 线的原理。
作图法设计对心盘形凸轮轮廓曲线
问题引入： 一对心尖顶直动从动件盘形凸轮，其基圆半径为