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（完整版）凸轮机构教案凸轮机构4.1 凸轮机构的类型及应用4.1.1 凸轮机构的组成和应用组成：由凸轮、从动件和机架三部分组成特点：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)尖顶移动从动杆盘形凸轮机构尖顶摆动从动杆盘形凸轮机构滚子移动从动杆盘形凸轮机构滚子摆动从动杆盘形凸轮机构平底移动从动杆盘形凸轮机构平底摆动从动杆盘形凸轮机构特点：结构简单，但是从动件行程不能太大，否则凸轮运转沉重。
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。
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。
（三）按推杆的运动形式分移动从动杆凸轮机构摆动从动杆凸轮机构4.2 凸轮机构的从动件常用运动规律4.2.1基本概念所作的圆1、基圆：以凸轮轮廓最小半径 rb2、推程：从动件经过轮廓AB段，从动件被推到最高位置3、推程角：角δ0，这个行程称为，δ2称为4、回程：经过轮廓CD段，从动件由最高位置回到最低位置；5、回程角：角δ26、远停程角：角δ17、近停程角：角δ3凸轮与从动件的关系：从动件的运动规律取决于凸轮的轮廓曲线形状。
机械原理课程教案—凸轮机构及其设计一、教学目标1. 让学生了解凸轮机构的定义、分类和应用。
2. 使学生掌握凸轮的轮廓曲线设计方法。
3. 培养学生分析、解决凸轮机构实际问题的能力。
二、教学内容1. 凸轮机构的定义及分类1.1 凸轮机构的组成1.2 凸轮机构的分类1.3 凸轮机构的应用2. 凸轮的轮廓曲线2.1 凸轮的轮廓曲线类型2.2 基圆、止点圆和顶点圆的概念2.3 凸轮轮廓曲线的设计方法3. 凸轮机构的设计步骤3.1 确定凸轮的类型和参数3.2 选择合适的凸轮材料3.3 设计凸轮的轮廓曲线3.4 计算凸轮的强度和寿命4. 凸轮机构的实际应用案例分析三、教学方法1. 采用讲授法，讲解凸轮机构的定义、分类和应用。
2. 利用多媒体演示法，展示凸轮机构的运动原理和设计方法。
3. 案例分析法，分析实际应用中的凸轮机构设计。
四、教学准备1. 教案、教材、多媒体课件。
2. 凸轮模型或图片。
五、教学过程1. 导入：简要介绍凸轮机构的定义和应用，激发学生的学习兴趣。
2. 讲解：详细讲解凸轮机构的分类、凸轮的轮廓曲线设计方法。
3. 演示：利用多媒体展示凸轮机构的运动原理和设计方法。
4. 实践：让学生分组讨论，分析实际应用中的凸轮机构设计案例。
6. 作业：布置相关练习题，巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对凸轮机构基本概念的理解。
2. 练习题：布置针对性的练习题，巩固学生对凸轮轮廓曲线设计和凸轮机构设计步骤的掌握。
3. 案例分析报告：评估学生对实际应用案例分析的能力，检查学生能否将理论知识运用到实际问题中。
七、拓展学习1. 介绍其他类型的凸轮机构，如摆动凸轮、复合凸轮等。
2. 探讨凸轮机构在现代机械设计中的应用和发展趋势。
八、课后作业1. 复习本节课的内容，重点掌握凸轮机构的分类、凸轮轮廓曲线的设计方法及设计步骤。
2. 分析课后练习题，加深对凸轮机构及其设计的理解。
九、课程回顾与展望2. 展望下一节课的内容，让学生对后续学习有所期待。
一、教学目标1. 知识目标：- 了解凸轮机构的基本概念、类型和应用。
- 掌握凸轮机构的结构特点、工作原理和设计方法。
- 熟悉凸轮机构的传动比、速度和加速度的计算。
2. 能力目标：- 能够分析凸轮机构的运动特性，设计简单的凸轮机构。
- 提高动手能力和创新意识，能够运用所学知识解决实际问题。
3. 情感目标：- 培养学生对机械原理的兴趣和热爱。
- 增强学生的团队协作精神和实践能力。
二、教学内容1. 凸轮机构的基本概念和类型：- 凸轮机构简介- 凸轮机构的类型：圆柱凸轮、圆锥凸轮、圆弧凸轮等2. 凸轮机构的结构特点和工作原理：- 凸轮的形状和尺寸对机构性能的影响- 凸轮机构的工作原理和运动规律3. 凸轮机构的设计方法：- 凸轮轮廓的设计- 凸轮机构的强度计算- 凸轮机构的运动学分析4. 凸轮机构的实例分析：- 常见凸轮机构的实例介绍- 分析实例中的设计要点和注意事项三、教学方法1. 讲授法：- 结合多媒体课件，系统讲解凸轮机构的基本概念、类型、工作原理和设计方法。
2. 案例分析法：- 通过实际案例，分析凸轮机构的设计要点和注意事项，提高学生的分析能力。
3. 实验法：- 利用实验设备，让学生亲自动手操作，观察凸轮机构的运动特性，加深对理论知识的理解。
4. 讨论法：- 组织学生进行小组讨论，分享对凸轮机构设计的见解，培养学生的团队协作精神。
四、教学过程1. 导入：- 以实际应用为例，引入凸轮机构的概念，激发学生的学习兴趣。
2. 讲解：- 讲解凸轮机构的基本概念、类型、工作原理和设计方法，并结合多媒体课件进行演示。
3. 案例分析：- 分析实际案例，让学生了解凸轮机构在实际应用中的设计要点和注意事项。
4. 实验操作：- 学生分组进行实验，观察凸轮机构的运动特性，加深对理论知识的理解。
5. 讨论与总结：- 学生分组讨论，分享对凸轮机构设计的见解，教师进行总结和点评。
6. 课后作业：- 布置相关设计题目，让学生运用所学知识进行设计，巩固所学知识。
机械基础凸轮机构教案第一章：凸轮机构概述1.1 凸轮机构的定义凸轮机构是由凸轮、从动件和机架组成的机械传动机构。
凸轮是具有曲线轮廓或凹槽的旋转构件，用于转换转动运动为线性或其他形式的运动。
1.2 凸轮的分类按形状分类：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮等。
按工作原理分类：正凸轮、逆凸轮、复合凸轮等。
1.3 凸轮机构的特点和应用特点：简单、紧凑、易于控制和调节。
应用：印刷机械、包装机械、机床、汽车等。
第二章：凸轮的轮廓设计2.1 凸轮轮廓的基本参数基圆半径：凸轮与从动件接触点的圆的半径。
顶圆半径：凸轮最高点或最低点的圆的半径。
工作圆半径：凸轮轮廓的最小圆的半径。
2.2 凸轮轮廓的计算按运动规律计算：正弦、余弦、直线等运动规律。
按压力角计算：凸轮轮廓的压力角与基圆压力角的关系。
2.3 凸轮轮廓的设计方法按运动要求设计：确定凸轮的升程、降程和回程。
按力学要求设计：计算凸轮的强度和刚度。
按加工要求设计：选择合适的加工方法和刀具。
第三章：凸轮机构的从动件设计3.1 从动件的分类和特点按形状分类：摆动从动件、直线从动件、滚子从动件等。
按驱动方式分类：曲柄摇杆机构、摆线机构、蜗轮蜗杆机构等。
3.2 从动件的设计要点确定从动件的运动规律和运动要求。
选择合适的从动件形状和尺寸，满足力学和运动要求。
考虑从动件与凸轮的接触条件和磨损情况。
3.3 从动件的设计实例以摆动从动件为例，介绍其设计步骤和注意事项。
分析不同形状和尺寸的从动件对凸轮机构性能的影响。
第四章：凸轮机构的动力特性4.1 凸轮机构的压力角和啮合角压力角：凸轮和从动件接触点处的压力角。
啮合角：凸轮和从动件啮合点处的啮合角。
4.2 凸轮机构的动态特性冲击和振动：凸轮和从动件的接触冲击和振动。
传动误差：凸轮和从动件的啮合误差。
4.3 凸轮机构的动力分析和优化分析凸轮机构的动力特性对整个机械系统的影响。
优化凸轮的形状和参数，减小冲击和振动，提高传动效率。
第五章：凸轮机构的应用实例5.1 印刷机械中的凸轮机构介绍印刷机械中凸轮机构的作用和应用。
机械设计课程设计凸轮一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握凸轮的基本概念、类型和设计方法，培养学生运用机械设计的基本原理解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解凸轮的定义、分类和应用范围；（2）掌握凸轮的轮廓线方程及其设计方法；（3）熟悉凸轮制造和安装的基本要求。
2.技能目标：（1）能够运用凸轮设计原理，分析并解决实际工程问题；（2）具备初步的凸轮轮廓线设计能力；（3）学会使用相关软件进行凸轮设计。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对机械设计的兴趣和热情，提高学生对工程实践的认知；（2）培养学生团队协作、创新思维和解决问题的能力；（3）强化学生的工程责任感，使其意识到机械设计在工程技术领域的重要性。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.凸轮的基本概念和分类：凸轮的定义、凸轮的分类及特点；2.凸轮的轮廓线设计：凸轮轮廓线方程的推导、凸轮设计方法及步骤；3.凸轮制造和安装：凸轮的材料选择、加工方法及安装要求；4.凸轮应用实例分析：结合实际工程案例，分析凸轮在机械设计中的应用。
三、教学方法为实现本节课的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解凸轮的基本概念、分类和设计方法；2.案例分析法：分析实际工程案例，让学生了解凸轮在机械设计中的应用；3.实验法：安排凸轮设计实验，培养学生动手能力和实际操作技能；4.讨论法：分组讨论凸轮设计过程中遇到的问题，培养学生的团队协作和沟通能力。
四、教学资源为实现本节课的教学目标，将准备以下教学资源：1.教材：《机械设计基础》；2.参考书：相关凸轮设计方面的论文和书籍；3.多媒体资料：凸轮设计原理和应用的PPT、视频等；4.实验设备：凸轮设计实验器材、测量工具等；5.软件：凸轮设计相关软件（如CAD、SolidWorks等）。
五、教学评估本节课的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等方式评估学生的学习态度和积极性；2.作业：布置相关凸轮设计的练习题，评估学生对知识的掌握和应用能力；3.考试：安排期末考试，全面测试学生对凸轮设计知识的掌握程度。
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。
课程名称：凸轮机构教学对象：机械设计及自动化专业本科生教学目标：1. 理解凸轮机构的基本原理和分类；2. 掌握凸轮机构的设计方法和计算；3. 能够分析凸轮机构的运动特点和受力情况；4. 提高学生的创新能力和实践能力。
教学时长：2课时教学方法：讲授法、案例分析法、讨论法、实验法教学资源：多媒体课件、凸轮机构实物、实验设备二、教学步骤1. 导入新课（5分钟）通过介绍凸轮机构在工业中的应用，激发学生的学习兴趣，引入新课。
2. 讲解凸轮机构的基本原理和分类（20分钟）（1）讲解凸轮机构的基本概念、特点和应用领域；（2）介绍凸轮机构的分类，如直动凸轮、转动凸轮、组合凸轮等；（3）分析凸轮机构的主要参数，如凸轮半径、凸轮齿数、基圆半径等。
3. 讲解凸轮机构的设计方法和计算（20分钟）（1）介绍凸轮机构的设计步骤，如确定工作要求、选择凸轮类型、确定凸轮几何参数等；（2）讲解凸轮机构设计的主要计算方法，如压力角、当量摩擦系数、接触应力等；（3）通过实例分析凸轮机构的设计过程。
4. 分析凸轮机构的运动特点和受力情况（15分钟）（1）讲解凸轮机构的运动规律，如凸轮的运动轨迹、从动件的位移、速度、加速度等；（2）分析凸轮机构的受力情况，如凸轮与从动件之间的接触力、压力等；（3）介绍凸轮机构的受力分析方法和计算公式。
5. 案例分析（10分钟）通过实际案例，让学生分析凸轮机构的设计要点和注意事项。
6. 学生讨论（5分钟）引导学生分组讨论凸轮机构的设计和应用，提出问题并分享解决方案。
7. 实验演示（10分钟）通过实验演示凸轮机构的工作原理和运动特点，加深学生对凸轮机构的理解。
8. 总结与作业布置（5分钟）总结本节课的重点内容，布置课后作业，如设计一个简单的凸轮机构，并分析其运动和受力情况。
三、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的参与情况，如提问、回答问题、讨论等；2. 作业完成情况：检查学生的课后作业，了解学生对凸轮机构知识的掌握程度；3. 实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和实验报告的撰写能力。
机械设计基础第五章凸轮机构学习教案教案内容：一、教学内容：本节课的教学内容选自机械设计基础第五章，主要涉及凸轮机构的相关知识。
教材的章节包括：凸轮机构的组成、分类、工作原理及其设计方法。
具体内容有：凸轮的形状、凸轮的运动规律、凸轮机构的压力角、基圆半径的计算、凸轮轮廓曲线的绘制等。
二、教学目标：1. 使学生了解凸轮机构的组成和分类，理解凸轮的工作原理。
2. 使学生掌握凸轮的运动规律，能够进行凸轮的设计和计算。
3. 培养学生的动手能力，学会绘制凸轮轮廓曲线。
三、教学难点与重点：重点：凸轮机构的组成、分类、工作原理及其设计方法。
难点：凸轮的运动规律的计算和凸轮轮廓曲线的绘制。
四、教具与学具准备：教具：黑板、粉笔、多媒体教学设备。
学具：教材、笔记本、尺子、圆规、橡皮擦。
五、教学过程：1. 实践情景引入：观察生活中常见的凸轮机构，如洗衣机脱水装置、汽车雨刷等，引导学生思考凸轮机构的作用和原理。
2. 知识讲解：讲解凸轮机构的组成、分类、工作原理及其设计方法。
3. 例题讲解：分析典型凸轮机构的设计案例，讲解凸轮的运动规律的计算和凸轮轮廓曲线的绘制。
4. 随堂练习：让学生动手绘制简单的凸轮轮廓曲线，巩固所学知识。
六、板书设计：凸轮机构1. 组成：凸轮、从动件、支撑件2. 分类：盘形凸轮、圆柱凸轮、球形凸轮3. 工作原理：凸轮的运动规律1. 线速度与角速度2. 加速度与减速度3. 压力角与基圆半径凸轮轮廓曲线的绘制七、作业设计：1. 题目：设计一个盘形凸轮，使其能够实现某个特定的动作。
答案：根据动作要求，计算凸轮的参数，绘制凸轮轮廓曲线。
2. 题目：计算一个给定参数的凸轮的运动规律。
答案：根据凸轮的参数，计算出线速度、角速度、加速度、减速度等运动规律。
八、课后反思及拓展延伸：本节课通过观察生活中的凸轮机构，让学生了解凸轮机构的作用和原理。
通过例题讲解和随堂练习，使学生掌握凸轮的设计方法和轮廓曲线的绘制。
在教学过程中，要注意引导学生思考，培养学生的动手能力。
机械课程设计凸轮机构设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解凸轮机构的基本概念、分类和原理；2. 学生能够掌握凸轮机构的运动分析、受力分析和设计方法；3. 学生能够了解凸轮机构在工程实际中的应用。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的凸轮机构；2. 学生能够运用计算机辅助设计软件（如CAD）进行凸轮机构的绘图；3. 学生能够运用运动仿真软件对凸轮机构进行运动分析。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械设计的兴趣，提高学习积极性；2. 学生培养团队协作精神，提高沟通与协作能力；3. 学生培养工程意识，认识到凸轮机构在工程技术中的重要性。
课程性质分析：本课程为机械课程设计的一部分，旨在让学生通过实际操作，掌握凸轮机构的设计方法和应用。
学生特点分析：学生已具备一定的机械基础知识，具有较强的动手能力和求知欲，但缺乏实际设计经验。
教学要求：1. 结合课本内容，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力；2. 采用项目式教学，鼓励学生主动参与，培养学生的自主学习能力；3. 注重情感态度价值观的培养，激发学生的学习兴趣，提高学生的综合素质。
二、教学内容1. 凸轮机构基本概念：凸轮机构的定义、分类和特点；2. 凸轮机构原理：凸轮机构的运动规律、运动分析、受力分析；3. 凸轮机构设计方法：基于运动规律的设计方法、计算机辅助设计方法；4. 凸轮机构应用案例分析：介绍凸轮机构在工程实际中的应用实例；5. 设计实践：学生分组进行凸轮机构设计，包括方案设计、详细设计和绘图；6. 运动分析：运用运动仿真软件对设计的凸轮机构进行运动分析。
教学大纲安排：第一课时：凸轮机构基本概念及原理学习；第二课时：凸轮机构设计方法学习；第三课时：凸轮机构应用案例分析；第四课时：设计实践一（方案设计）；第五课时：设计实践二（详细设计和绘图）；第六课时：运动分析及总结。
教材关联：本教学内容与教材中关于凸轮机构的设计、分析与应用相关章节紧密关联，涵盖了课本中凸轮机构的基本知识、设计方法和实际应用等方面的内容。
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①盘形凸轮：②移动凸轮：③圆柱凸轮：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，后一种就称为空间凸轮。
（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：①尖顶从动件：这种从动件结构简单，但尖顶易磨损（接触应力高），故只适用于传力不大的低速凸轮机构中。
②滚子推杆从动件：由于滚子与凸轮间为滚动摩擦，所以不易磨损，可以实现较大动力的传递，应用最为广泛。
③平底推杆从动件：这种从动件与凸轮间的作用力方向不变，受力平稳。
而且在高速情况下，凸轮与平底间易形成油膜而减小摩擦与磨损。
其缺点是：不能与具有内凹轮廓的凸轮配对使用；而且，也不能与移动凸轮和圆柱凸轮配对使用, 从动件常见结构如图 2.6所示。
（3）按推杆运动形式分类①直动推杆：作往复直线移动的推杆称为直动推杆。
若直动推杆的尖顶或滚子中心的轨迹通过凸轮的轴心，则称为对心直动推杆，否则称为偏置直动推杆；推杆尖顶或滚子中心轨迹与凸轮轴心间的距离e ，称作偏距。
（如图2.6的a 、b 、c 、d 、e ）②摆动推杆：作往复摆动的推杆成为摆动推杆。
（如图2.6的f 、g 、h ）（4）按凸轮与推杆保持高副接触的方法分类①力锁合：在这类凸轮机构中，主要利用重力、弹簧力或其它外力使推杆与凸轮始终保持接触，如前述气门凸轮机构。
②形锁合：也叫几何锁合，在这类凸轮机构中，是依靠凸轮和从动件推杆的特殊几何形状来保持两者的接触，如图2.7所示。
将不同类型的凸轮和推杆组合起来，我们可以得到各种不同的凸轮机构。
二、凸轮机构工作原理和从动件的运动规律通过上面的介绍已经知道，凸轮机构是由凸轮旋转或平移带动从动件进行工作的。
所以设计凸轮机构时，首先就是要根据实际工作要求确定从动件的运动规律，然后依据这一运动规律设计出凸轮轮廓曲线。
由于工作要求的多样性和复杂性，要求推杆满足的运动规律也是各种各样的。
在本项目中，我们将介绍几种常用的运动规律。
为了研究这些运动规律，我们首先介绍一下凸轮机构的运动情况和有关的名词术语。
1.凸轮机构的工作原理及有关名词术语如图2.8所示为一对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构。
其中以凸轮最小向径b r 为半径，以凸轮的轴心O 为圆心所作的圆称为凸轮的基圆。
下面我们就根据机构的运动情况定义一些有关的名词和术语。
图2.8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。
如图2.8 (a)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ω沿顺时针方向转动时，推杆首先与凸轮廓线的AB 段圆弧接触，此时推杆在最低位置静止不动，凸轮相应的转角01ϕ称作近休止角（也称近休运动角）；当凸轮继续转动时，推杆与凸轮廓线的BC 段接触，推杆将由最低位置A 被推到最高位置E ，推杆的这一行程为推程，凸轮相应的转角02ϕ称为推程运动角。
凸轮再继续转动，当推杆与凸轮廓线的CD段接触时，由于CD 段为以凸轮轴心为圆心的圆弧，所以推杆处于最高位置静止不动，在此过程中凸轮相应的转角03ϕ称作远休止角（或称远休运动角）。
而后，在推杆与凸轮廓线DA 段接触时，它又由最高位置E 回到最低位置A ，推杆的这一行程称作回程；凸轮相应的转角04ϕ称作回程运动角。
推杆在推程或回程中移动的距离h 称作推杆的行程（行程=推程=回程）。
2.从动件的运动规律分析从动件的运动规律有很多种，常用的运动规律有等速运动规律、等加速等减速运动规律、余弦运动规律、正弦运动规律等。
它们的运动线图如图2.9所示，运动方程见表2.1。
应该指出，除了以上几种常用的从动件运动规律外，有时还要求从动件实现特定的运动规律，其动力性能的好坏及适用场合，仍可参考上述方法进行分析。
在选择从动件的运动规律时，应根据机器工作时的运动要求来确定。
如机床中控制刀架进刀的凸轮机构，要求刀架进刀时作等速运动，所以应选择从动件作等速运动的运动规律，至于行程始末端，可以通过拼接其他运动规律曲线来消除冲击。
对无一定运动要求，只需要从动件有一定位移的凸轮机构，如夹紧、送料等凸轮机构，可只考虑加工方便，采用圆弧、直线等组成的凸轮轮廓。
对于高速凸轮机构，应减小惯性力所造成的冲击，多选择从动件作正弦加速度运动规律或其它改进型的运动规律。
【任务实施】汽车内燃机凸轮机构的工作过程如下。
图2.1所示为以内燃机的配气凸轮机构，凸轮1作等速回转，其轮廓将迫使推杆2作往复摆动，从而使气门3开启和关闭（关闭时借助于弹簧4的作用来实现的），以控制可燃物质进入气缸或废气的排出。
凸轮机构的从动件是在凸轮控制下，按预定的运动规律运动的。
这种机构具有结构简单、运动可靠等优点。
但是，由于凸轮机构是高副机构接触应力较大，易于磨损，因此，多用于小载荷的控制或调节机构中。
【相关拓展】凸轮机构的结构设计凸轮机构要求能实现预定的运动，承受连续工作载荷的作用，尺寸紧凑，易于加工装配，并且成本低、寿命长。
凸轮机构的失效形式通常为凸轮工作表面的擦伤、点蚀与光亮磨损。
擦伤主要由于表面粗糙和润滑不充分造成表面材料损失。
点蚀与时间和应力有关，是由于表面疲劳引起裂纹扩展，造成表层材料小片剥落。
光亮磨损介于损伤和点蚀之间，与润滑油的化学性质有关。
一般可选用接触强度高的材料、降低表面粗糙度以及合适的润滑方式来防止失效。
一、凸轮和从动件的常用材料及技术要求1．凸轮和从动件的常用材料凸轮的材料要求工作表面有较高的硬度，芯部有较好的韧性。
一般尺寸不大的凸轮用45钢或40Cr 钢，并进行调质或表面淬火，硬度为52～58HRC 。
要求更高时，可采用15钢或20Cr 钢渗碳淬火，表面硬度为56～62HRC ，渗碳深度为0.8～1.5mm 。
更加重要的凸轮可采用35CrMo 钢等进行渗碳，硬度为60～67HRC ，以增强表面的耐磨性。
尺寸大或轻载的凸轮可采用优质灰铸铁，载荷较大时可采用耐磨铸铁。
在家用电器、办公设备、仪表等产品中常用塑料作凸轮材料。
一般使用共聚甲醛、聚砜、聚碳酸脂等，主要利用其成型简单、耐水、耐磨等优点。
从动件接触端面常用的材料有45钢，也可用T8、T10,淬火硬度为55～59HRC ；要求较高时可以使用20Cr 进行渗碳淬火等处理。
滚子材料的选择主要考虑机构所受的冲击载荷和磨损等问题。
可以采用与凸轮同样的材料。
2．凸轮及从动件的精度与表面粗糙度对于向径在300～500mm 以下的凸轮可以分为三个精度等级，其公差和表面粗糙度见表2.2。
对于高速凸轮机构的从动件，表面粗糙度应低于0.1～0.2μm 。
二、凸轮结构设计1. 凸轮的结构及其在轴上的固定盘型凸轮的结构通常分为整体式和组合式。
整体式结构如图2.10所示，它具有加工方便，精度高和刚性好的优点。
凸轮轮廓尺寸的推荐值为：01)2~5.1(d d =； 0)6.1~2.1(d L = （2－5）对于大型低速凸轮机构的凸轮、或经常调整轮廓形状的凸轮，常用组合凸轮结构，如图2.11所示。
图2.11a 所示为凸轮与轮毂分开的结构，利用圆弧槽可调整轮盘与轮毂的相对角度；图2.11b 为可以通过调整凸轮盘之间的相对位置来改变从动件在最远位置停留的时间。
凸轮与轴的固定可采用紧定螺钉、键及销钉等方式。
通常是在装配时调整好凸轮位置后，配钻定位销，或用紧定螺钉定位后，再用锥销固定。
2. 从动件结构（1）从动件导路，如图2.13 a 所示为单面导路，悬臂部分不宜过大，应满足21L L <；图2.13b 为双面导路，有利于改善从动件的工作性能。
（2）滚子结构，图2.14所示为滚子的几种装配结构，滚子与销为滑动配合，一般选用88f H 。
尺寸不大时，也可直接用滚动轴承作为滚子。
对于几何锁合的凸轮机构，滚子与凸轮上凹槽的配合，一般选用1212h H 。
滚子的主要尺寸一般取：滚子销轴直径k d ：T k d d )21~31(= （2－6）滚子宽度b ：mm d b T 54+≥（2－7）3. 凸轮工作图凸轮零件工作图与一般零件工作图相比，除了标注尺寸公差、表面粗糙度、技术条件、材料和热处理等要求外，应该注意，对于盘型凸轮，为了便于加工和检验，常以极坐标形式或列表给出凸轮理论廓线尺寸，即列出每隔一定角度的凸轮径向值。
