中职机械基础讲义凸轮机构

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。

第八章凸轮机构（6课时）教学目标1、理解凸轮机构的工作过程2、掌握凸轮机构的分类与特点3、掌握凸轮机构的从动件运动规律。

教学重点难点1、凸轮机构的分类与特点。

2、从动件运动规律。

第一节凸轮机构概述凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成（图1）。

凸轮是主动件，从动件的运动规律由凸轮轮廓决定。

凸轮机构是机械工程中广泛应用的一种高副机构。

图1 凸轮机构图2 汽车内燃机配汽机构图3 自动车床的走刀机构凸轮机构常用于低速、轻载的自动机或自动机的控制机构。

图2所示为汽车内燃机的配气机构，当凸轮1转动时，依靠凸轮的轮廓，可以迫使从动件气阀2向下移动打开气门(借助弹簧的作用力关闭)，这样就可以按预定时间，打开或关闭气门，以完成内燃机的配气动作。

凸轮机构可以将主动件凸轮的等速连续转动变换为从动件的往复直线运动或绕某定点的摆动，并依靠凸轮轮廓曲线准确地实现所要求的运动规律优点是：只要正确地设计凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任意给定的运动规律，且结构简单、紧凑、工作可靠。

缺点是：凸轮与从动件之间为点或线接触，不易润滑，容易磨损。

因此，凸轮机构多用于传力不大的控制机构和调节机构第二节凸轮机构的分类与特点一、凸轮机构的分类1、按凸轮的形状分(l)盘形凸轮也叫平板凸轮。

这种凸轮是一个径向尺寸变化的盘形构件，当凸轮l绕固定轴转动时，可使从动件在垂直于凸轮轴的平面内运动(2)移动凸轮当盘形凸轮的径向尺寸变得无穷大时，其转轴也将在无穷远处，这时凸轮将作直线移动。

通常称这种凸轮为移动凸轮。

(3)圆柱凸轮凸轮为一圆柱体，它可以看成是由移动凸轮卷曲而成的。

曲线轮廓可以开在圆柱体的端面也可以在圆柱面上开出曲线凹槽。

2、按从动件的形式分(l)尖顶从动件结构最简单，而且尖顶能与较复杂形状的凸轮轮廓相接触，从而能实现较复杂的运动，但因尖顶极易磨损，故只适用于轻载、低速的凸轮机构和仪表中。

(2)滚子从动件在从动件的一端装有一个可自由转动的滚子。

由于滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，故磨损较小，改善了工作条件。

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。

2023中职机械基础课件凸轮机构ppt•凸轮机构概述•凸轮机构的基本类型•凸轮机构的工作过程及实例分析•凸轮机构的特性与设计目•凸轮机构在机械中的应用及改进方案录01凸轮机构概述凸轮机构是一种广泛应用于各种机械中的一种机构，它由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。

凸轮机构中，凸轮通常是主动件，它按照一定的规律转动，同时使从动件做相应的运动。

1 2 3凸轮机构可以实现复杂的运动规律，并且结构简单、紧凑。

凸轮机构的凸轮与从动件之间的接触面积较小，因此可以承受较大的载荷。

凸轮机构的缺点是接触应力较大，容易造成磨损和疲劳损坏。

03在液压泵中，凸轮机构用于控制阀门的开启和关闭，从而实现液体的吸入和排出。

01凸轮机构广泛应用于各种机械中，如内燃机、液压泵、汽车变速器等。

02在汽车变速器中，凸轮机构用于控制离合器的接合和分离，从而实现动力的传递和切断。

02凸轮机构的基本类型尖顶直动从动件凸轮机构是一种常见的凸轮机构，其特点是从动件在凸轮轴向运动时，其尖顶始终与凸轮保持接触。

这种机构的优点是结构简单，适用于高速传动。

但由于从动件尖顶与凸轮直接接触，容易磨损，因此不适用于重载传动。

滚子直动从动件凸轮机构的特点是从动件上的滚子在凸轮轴向运动时，滚子与凸轮之间通过滚动摩擦传递运动。

这种机构的优点是可以承受较大的载荷，适用于重载传动。

同时，由于滚子与凸轮之间的滚动摩擦，其磨损较小，因此可以延长机构的使用寿命。

滚子摆动从动件凸轮机构的特点是从动件上的滚子在凸轮轴向运动时，滚子与凸轮之间通过滚动摩擦传递运动，同时从动件绕其轴线摆动。

这种机构的优点是可以同时实现轴向运动和摆动，适用于需要同时实现这两种运动的场合。

由于滚子与凸轮之间的滚动摩擦，其磨损较小，因此可以延长机构的使用寿命。

平面凸轮机构是一种常见的凸轮机构，其特点是在一个平面上配置凸轮和从动件。

这种机构的优点是结构简单，易于加工和安装。

但由于其运动轨迹在同一平面上，因此适用于需要实现简单运动的场合。

中等专业学校2022-2023-2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。