凸轮机构的应用及其分类

凸轮机构的类型应及其应用特点凸轮机构是一种机械传动机构，通过凸轮对其它零部件施加规定的运动规律，实现机械装置的工作功能。

凸轮机构的类型较为多样，根据凸轮的形状和安装方式的不同，可以分为以下几类：平面滚动凸轮机构、空间滚动凸轮机构、球面滚动凸轮机构、曲面专门凸轮机构等等。

平面滚动凸轮机构是指凸轮在平面内做回转运动，是最常见也是应用最广泛的一类凸轮机构。

其应用特点如下：1.运动规律灵活多样：凸轮在回转运动过程中，可以根据需要设定不同的运动规律，如简谐运动、匀速运动、非对称运动等等。

2.传动精度高：凸轮机构的传动比可以通过凸轮的轮廓形状和驱动零件的尺寸比例进行调整，传动精度较高。

3.传动效率较高：由于凸轮和从动零件之间的接触面积较大，传动效率较高。

4.运动平稳性好：凸轮机构的运动平稳性较好，能够满足一些对运动平稳性要求较高的场合。

空间滚动凸轮机构是指凸轮在三维空间内做回转运动，也称为空间凸轮机构。

其应用特点如下：1.自由度更高：与平面滚动凸轮机构相比，空间凸轮机构的自由度更高，可以实现更复杂的运动模式。

2.多轨迹运动：凸轮的轨迹可以是任意的，可以实现多轨迹运动，满足一些特殊要求。

3.结构复杂：空间凸轮机构的结构较为复杂，制造和安装难度较大。

4.应用范围广泛：空间凸轮机构在机械装置、汽车制造、航空航天等领域有着广泛的应用。

球面滚动凸轮机构是指凸轮在球面上做回转运动，其特点如下：1.运动平稳：球面滚动凸轮机构的运动过程中，能够保持较好的平稳性，满足一些高速运动的需求。

2.自由度较高：球面滚动凸轮机构的自由度较高，可以实现更复杂的运动模式，满足一些特殊要求。

3.结构复杂：球面滚动凸轮机构的结构较为复杂，对制造和安装的要求较高。

4.应用范围广泛：球面滚动凸轮机构广泛应用于机械装置、船舶、航空航天等领域。

曲面专门凸轮机构是指凸轮的轮廓曲面为曲线，其特点如下：1.运动规律特殊：曲面专门凸轮机构的凸轮轮廓曲线可以是任意的，可以满足一些特殊运动规律的要求。

机械设计基础课程教案授课时间第3 周第7 节课次2授课方式（请打√）理论课□其他□讨论课□实验课□ 习题课□课时安排2授课题目：第四章凸轮机构主要教学方法教学方法：利用动画演示机构运动，工程应用案例展示其应用场合。

与手段教学手段：本课次教学目的、要求： 1. 了解凸轮机构的组成、特点、分类及应用2. 掌握从动件的常用运动规律；了解其冲击特性及应用教学重点及难点：重点：凸轮机构的从动件的常用运动规律。

难点：立体凸轮机构运动的实现教学基本内容及过程4.1 凸轮机构的应用和分类4.1.1 凸轮机构的应用凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，主要由凸轮、从动件和机架三个构件组成。

凸轮通常作连续等速转动，从动件则按预定运动规律作间歇（或连续）直线往复移动或摆动。

请看下图所示的内燃机配气凸轮机构。

凸轮1 以等角速度回转，杆）它的轮廓驱使从动件（阀按预期的运动规律启闭阀门。

内燃机配气机构送料机构上图所示则是自动送料机构。

当有凹槽的凸轮 1 转动时，通过槽中的滚子件2 作往复移动。

凸轮每转一周，从动件即从储料器中推出一个毛坯送到加工位置。

4.1.2 凸轮机构的分类3，驱使从动接下来学习凸轮机构的分类。

如果按凸轮的形状分，可以分为：① 盘形凸轮：如下图(a) 所示。

② 移动凸轮：如下图(b) 所示。

③ 圆柱凸轮：如下图(c) 所示。

凸轮的类型如果按从动件的形状分，可以分为：① 尖顶从动件：如下图(a) 所示。

② 滚子从动件：如下图(b) 所示。

③ 平底从动件：如下图(c) 所示。

从动件的类型4.2 从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律有下面三种：1. 等速运动规律2. 等加速等减速运动规律3. 简谐运动规律机械设计基础课程教案授课时间第3 周第8 节课次2授课方式（请打√）理论课□其他□讨论课□实验课□ 习题课□课时安排2授课题目：4.3 盘形凸轮轮廓的设计主要教学方法教学方法：与手段教学手段：本课次教学目的、要求：掌握反转法，能用图解法绘制凸轮轮廓线，能编程设计凸轮廓线。

凸轮机构的作用凸轮机构是一种常见的机械传动装置，它主要由凸轮、摆杆、滑块等部件组成。

凸轮机构的作用是将旋转运动转化为直线运动或者将直线运动转化为旋转运动，从而实现机械设备的运动控制和动力传递。

下面将从凸轮机构的原理、分类、应用等方面展开介绍。

一、凸轮机构的原理凸轮机构的原理是利用凸轮的不规则形状，使得凸轮在旋转时，摆杆或滑块的运动轨迹呈现出规律性的变化，从而实现机械设备的运动控制。

凸轮的形状可以根据需要进行设计，常见的凸轮形状有圆形、椭圆形、心形、三角形等。

不同形状的凸轮可以实现不同的运动轨迹，从而满足不同的机械设备的运动要求。

二、凸轮机构的分类根据凸轮的形状和运动方式，凸轮机构可以分为以下几类：1. 圆柱凸轮机构：凸轮为圆柱形，摆杆或滑块在圆柱面上运动，常用于机床、自动化生产线等设备中。

2. 椭圆凸轮机构：凸轮为椭圆形，摆杆或滑块在椭圆面上运动，常用于汽车发动机、船舶等设备中。

3. 心形凸轮机构：凸轮为心形，摆杆或滑块在心形面上运动，常用于煤矿机械、冶金设备等设备中。

4. 三角凸轮机构：凸轮为三角形，摆杆或滑块在三角形面上运动，常用于纺织机械、印刷机械等设备中。

三、凸轮机构的应用凸轮机构广泛应用于各种机械设备中，主要用于实现机械设备的运动控制和动力传递。

以下是凸轮机构的一些应用：1. 机床：凸轮机构常用于机床中，用于控制刀具的进给、退刀、升降等运动。

2. 汽车发动机：汽车发动机中的凸轮机构用于控制气门的开关，从而实现汽车的正常运转。

3. 纺织机械：纺织机械中的凸轮机构用于控制纱线的张力、卷绕等运动。

4. 冶金设备：冶金设备中的凸轮机构用于控制钢水的倾倒、转移等运动。

总之，凸轮机构是一种重要的机械传动装置，它可以实现机械设备的运动控制和动力传递，广泛应用于各种机械设备中。

在实际应用中，需要根据具体的要求选择合适的凸轮形状和运动方式，从而实现最佳的运动效果。

第六讲凸轮机构及其设计（一）凸轮机构的应用和分类一、凸轮机构1．组成：凸轮，推杆，机架。

2．优点：只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且机构简单紧凑。

缺点：凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损，所以凸轮机构多用在传力不大的场合。

二、凸轮机构的分类1．按凸轮的形状分：盘形凸轮圆柱凸轮2．按推杆的形状分尖顶推杆：结构简单，能与复杂的凸轮轮廓保持接触，实现任意预期运动。

易遭磨损，只适用于作用力不大和速度较低的场合滚子推杆：滚动摩擦力小，承载力大，可用于传递较大的动力。

不能与凹槽的凸轮轮廓时时处处保持接触。

平底推杆：不考虑摩擦时，凸轮对推杆的作用力与从动件平底垂直，受力平稳；易形成油膜，润滑好；效率高。

不能与凹槽的凸轮轮廓时时处处保持接触。

3．按从动件的运动形式分（1）往复直线运动：直动推杆，又有对心和偏心式两种。

（2）往复摆动运动：摆动推杆，也有对心和偏心式两种。

4．根据凸轮与推杆接触方法不同分：（1）力封闭的凸轮机构：通过其它外力（如重力，弹性力）使推杆始终与凸轮保持接触，（2）几何形状封闭的凸轮机构：利用凸轮或推杆的特殊几何结构使凸轮与推杆始终保持接触。

①等宽凸轮机构② 等径凸轮机构③共轭凸轮（二）推杆的运动规律一、基本名词：以凸轮的回转轴心O 为圆心，以凸轮的最小半径r0为半径所作的圆称为凸轮的基圆，r0 称为基圆半径。

推程：当凸轮以角速度转动时，推杆被推到距凸轮转动中心最远的位置的过程称为推程。

推杆上升的最大距离称为推杆的行程，相应的凸轮转角称为推程运动角。

回程：推杆由最远位置回到起始位置的过程称为回程，对应的凸轮转角称为回程运动角。

休止：推杆处于静止不动的阶段。

推杆在最远处静止不动，对应的凸轮转角称为远休止角；推杆在最近处静止不动，对应的凸轮转角称为近休止角二、推杆常用的运动规律1．刚性冲击：推杆在运动开始和终止时，速度突变，加速度在理论上将出现瞬时的无穷大值，致使推杆产生非常大的惯性力，因而使凸轮受到极大冲击，这种冲击叫刚性冲击。

凸轮机构的应用和分类凸轮机构是一种常见于机械工程领域的机构，它被广泛应用于各种机械系统中，如汽车发动机、起重机、工业生产线等。

凸轮机构是一种能够将旋转运动转化为直线运动的装置，它利用凸轮的运动，带动相应的机构运动。

凸轮机构的应用和分类，是一个非常重要的机械工程知识点，下面我们就来详细讨论一下这个问题。

凸轮机构的应用：凸轮机构在机械工程中的应用非常广泛，以下列举几个例子：1.汽车发动机中，凸轮机构用于控制气门的开闭。

2.起重机中，凸轮机构用于控制臂的升降和伸缩。

3.工业生产线中，凸轮机构用于控制机械手臂的运动。

4.印刷机中，利用凸轮机构控制覆盖印刷部件的橡皮辊的平移和压力。

5.普通柴油机中，利用凸轮机构控制喷油泵的柱塞运动。

凸轮机构的分类：凸轮机构可以根据凸轮的类型、传动方式、运动形式等多种方式进行分类，下面我们分别进行介绍：1.按照凸轮类型分类：（1）圆柱凸轮机构：凸轮为圆柱形，常见于发动机的气门机构。

（2）球柱凸轮机构：凸轮为球柱形，常见于重型机械的伸缩臂等。

（3）椭圆凸轮机构：凸轮为椭圆形，可以控制机械构件的速度和加速度，常用于机械加工。

（4）凸缘凸轮机构：凸轮为凸缘形，和环形凸轮不同的是，它的凸轮周长不是圆周，可以通过改变凸轮的外形来控制机构运动。

2.按照传动方式分类：（1）平面副凸轮机构：凸轮的轴线和从动件的轴线在同一平面内，例如喷油泵的凸轮机构。

（2）空间副凸轮机构：凸轮的轴线和从动件的轴线不在同一个平面内，例如空间伸缩臂。

3.按照运动形式分类：（1）转角运动凸轮机构：凸轮可以带动从动件做角度转动，例如喷油泵。

（2）轴向运动凸轮机构：凸轮可以带动从动件做轴向运动，例如发动机气门机构。

（3）直线运动凸轮机构：凸轮可以带动从动件做直线运动，例如冲压机的工作台。

总结：凸轮机构是机械工程中非常常见的机构之一，它具有将旋转运动转化为直线运动的功能，可以控制机械装置的运动，广泛应用于各种机械系统中，如汽车发动机、起重机、工业生产线等。