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《机械创新设计》PPT (3)

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机械创新设计反求设计与创新课件

机械创新设计反求设计与创新课件
技术设计 施工设计 实验试制
机械创新设计产反求品设生计与产创新
变异设计
❖ 8.1.3 反求设计的研究对象 从工程技术角度分析，反求设计的研究对象一般分为三类。
它们分别是实物反求、软件反求和图片反求。反求对象应该 是比较先进的技术或产品；也可能是自然界的产物，例如反 求人体结构进行再植手术等。
机械创新设计反求设计与创新
材料的组织结构是指材料的化学成分及结构组织情况，可用显微镜观察，然后通过 计算机描述。
材料的工艺反求是指材料的成形方法，包括铸造、锻压、挤压、烧结、各种机加工 以及各种热处理等。
材料的力学性能反求可以通过各种测试仪器，如应力应变仪、硬度计等进行测量， 通过对材料各种力学性能的测试还可以反求出材料的热处理方法，以及材料的主要成 分。
机械创新设计反求设计与创新
➢ 2．功能原理的反求
功能原理的反求也是一个分析过程。对于一个已知产品，其总功 能是已知的，但深入分析其组成结构时，会发现产品的各组成部分的 分功能，乃至功能元并非全了解，因此很有必要首先分析组成产品各 部分存在的意义。其次应深入分析实现这一功能的工作原理，是简单 的机械效应，或是气动与液压的效应，还是电磁等效应；是采用了分 割，还是合并原理等。掌握了功能原理，就可以变被动为主动，开发 出实现同样功能的不同原理解，也就实现了从反求到创新的过程。
❖ 8.1.2 反求设计的含义 人们通常所指的设计是正设计，是由未知到已知和由想象到现实的
过程。当然这一过程也需要运用类比、移植等创新技法，但产品的概 念是新颖的，是独创的。
反求设计则不然，虽然为反设计，但绝不是正设计的简单逆过程。 因为针对的是别人已知和现实的产品，而不是自己的，所以也不是全 知的。是一个虽然知其然，但不知其所以然的问题。因为一个先进成 熟的产品凝聚着原创者长时间的思考与实践、研究与探索，要理解、

机械创新设计第三章 常用创新设计的基本原理

机械创新设计第三章 常用创新设计的基本原理

第一节 综合创新原理
1) 综合能发掘已有事物的潜力，并且在综合过程中产生新的价值。 2)综合不是将研究对象的各个要素进行简单的叠加或组合，而是 通过创造性的综合使综合体的性能产生质的飞跃。 3)综合创新比起开发创新在技术上更具有可行性，是一种实用的 创新思路。
第二节 分离创新原理
图3-3 分离创新原理的模式
第四节 逆向创新原理
1.功能性逆向创新 2. 结构性逆向创新 3.因果关系逆向创新
第五节 还原创新原理
例3-5 食品保鲜研究。 例3-6 洗衣机的开发。
ห้องสมุดไป่ตู้
第六节 物场分析原理
一、物场分析的概念 物场分析法（Substance⁃Field）是前苏联学者阿奇舒勒在发明
问题解决理论TRIZ中提出的一种创造原理，这种创新理论提出， 解决创造课题的本质问题是消除课题的技术矛盾，而技术矛盾是 由物理矛盾决定的，因此，只有消除物理矛盾，才能最终解决创 造课题。为了分析和消除这类矛盾，可以运用物场分析原理。这 个方法的基础是对“最小技术系统”的理解和分析：在任何一个 最小技术系统中，至少有一个主体S1，一个客体S2和一个场F，三 者缺一不可，否则不能发生技术作用。
例3-1 “椰菜娃娃”奇迹及启示。 1)设计师在设计时应具有营销的观念，以销定产，以顾客的需要 为中心，以销售指导产品的设计和生产，满足和服务顾客的需要， 这样才能设计出受客户欢迎的产品。 2)在现代社会中，产品除了满足功能方面的要求外，更重要的是 满足心理、人文、审美等方面的需要。
第三节 移植创新原理
3.增加 4.变换
第六节 物场分析原理
1)指定物体S1。
图3-6 新型割草机
第六节 物场分析原理
2)确定场F。 3)指定物体S2。 4)改变刀体锥面，使其与主轴锥孔不是以整个圆锥面接触，而是 以多数点的形式接触，如图3-7c所示。

机械创新设计基础ppt课件

机械创新设计基础ppt课件
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第三节 影响创造能力的非智力因素
5.组织能力 组织能力是指对杂乱的局面或事物进行
妥善安排，合理调配的指挥运筹能力。
30
第四节 影响创造能力的智力因素
我们要培养自己的创造能力，就应该 注重上述这些非智力训练，除此之外，搞 创造发明还必需具有一定的知识，知识就 是力量，现代社会已经进入了知识经济的 时代，没有知识必将一事无成。
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第一节 综合创新原理
图3-2为一种小型车、钻、铣三功能机 床。它是适应小型企业、修理服务行业加 工修配小型零件运用综合原理开发设计出 来的小型多功能 机床。安的设计特点是： 以车床为基础，综合钻床、铣床主要箱而 成的。
36
37
第一节 综合创新原理
从大量的创新实践中可知， 综合就是创造。
38
13
第一节 人类的思维
抽象思维是以抽象的概念、判断和推 论为形式的思维方式，概念是客观事物本 质属性的反映，判断是两个概念的联系， 推论则是两个以上判断的联系。
14
第一节 人类的思维
2.发散思维与收敛思维 发散思维又叫分散思维、求异思维、
开放思维等。它是根据提供的信息，多方 位寻求问题的答案的思维方式。
6
第四节 机械创新设计
3.技术方案设计——进行总体设计和结构设 计，完成产品全部生产图纸，编制设计说 明书、工艺卡等 技术文件 总体设计要树立全局观念、首先要考 虑各子系统的分解。按照执行系统、传动 系统、操纵系统、支承形式的顺序找出实 现各功能的作用原理，再考虑实现系统总 功能的要求，将各分功能的作用原理进行 合理的组合，在众多的原理方案中选择几 个，然后进行综合评价，如对可靠性、成 本、寿命、适用性等比较选优。
7
第四节 机械创新设计

机械创新设计PPT课件

机械创新设计PPT课件
现有事物能否减少、缩小或省略 某些部分 5）能否缩小 能否浓缩化 能否微型化 能否短点 轻点 压缩 分割 简略
现有事物能否用其他材料、元件
6）能否代用 能否用其他原理、方法、工艺
能否用其他结构、动力、设备
.
9
设问法—核检表法 能否调整已知布局 能否调整即定程序 7）能否调整 能否调整日程计划
能否调整规格 能否调整因果关系
8）能否颠倒
能否从相反方向考虑 作用能否颠倒 位置（上下、正反）能否颠倒 现有事物能否组合
9）能否组合 能否原理组合 方案组合 功能组合
能否形状组合 材料组合 部件组合
.
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设问法—核检表法
2、核检表法的优点
是一种具有较强启发创新思维的方法。
这是因为它强制人去思考，有利于突破一些人不
愿提问题或不善于提问题的心理障碍。提问，尤
.
13
五、设问法— 和田十二法
５、和田十二法又称聪明十二法是我
国创造学者许立言等与上海和田路小学 对奥斯本的检核表法结合和田路小学的 实际而提出的。
具体体现为：加一加、减一减 、 扩一扩、缩一缩、变一变、改一改、联 一联、学一学、代一代、搬一搬、反一 反、定一定。
.
14
设问法
６、案例： 给出一个用核检表法改进玻璃杯的案例
2. 从输入输出两个方向去构思黑匣内的具体内 容
3. 根据黑匣中构思出来的第一层内容进行第二
层方案内容的构思
.
4
自动照明方案构思
约束条件：1、可靠实现开启功 2、易于大批量生产和制造
第一层
第二层
第二层
第一层
行人车辆减少
摄 摄像像装装置置
复杂
天
温度下降

机械创新设计ppt课件

机械创新设计ppt课件

2018/11/16
第五节
创新能力的构成
创新不需要天才，创新只在于找出新的改进方法。
创新能力的构成元素
•创新基础 •创新智能 •创新意识 •创新方法 •创新环境
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2018/11/16
第六节
本课程的内容、性质和目的
1.本课程的内容 •机械设计的一般构成和创新人才的构成 •创新思维和技法（常用的创新方法） •机构的创新设计 •机械传动的创新设计 •机械系统创新设计介绍
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• 爱迪生为了找到适用的电灯灯丝材料，用 了6000多种植物纤维，试验了1600多种耐 热材料，终于发明制造出炭化灯丝的电灯 • 法拉第用长达18年的大量实验，发现了电 磁感应现象。 • 居里夫人在发现放射性元素之后，花了5个 多月时间，终于从一吨沥青铀矿中提炼出 了0.1克纯镭。
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2.本课程的性质和目的
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第七节
本课程的教与学
第八节 本课程的结业方式 平时考查成绩 创新作品成绩 创新作品例子
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第二章常用创新方法
第一节 到何处去搜寻题材 1. 向生活索取 • 活动合页
2018/11/16
• 两用拐杖
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• 拉链 • 尼龙搭扣 • 椅子转化为 躺椅、摇椅、转椅
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• 选不同构件为主动件，可得不同的应用。
农村水井打水的手动唧筒
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四杆机构
雨伞
2）引申 有别的东西像这件物品吗?是否可以从这 件物品引申设想出其他东西? • 港口用的起重机（双摇杆机构） • 飞机起落架（双摇杆机构）

机械创新设计范例 ppt课件

机械创新设计范例 ppt课件

图4
齿轮支架 轴套架 p托pt课架件 连杆 卡爪
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主轴 齿轮
导程
图3
支撑架 托架 轴套架 齿轮支架 齿轮 齿轮 销轴 齿轮 托架
ppt课件
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ppt课件ຫໍສະໝຸດ 13两主动胶轮间的另一个链轮，通过链条与摆 线针轮减速机上的链轮连接，由电动机，多盘无 极调速器、联轴器、摆线针轮减速机组成的原动 机系统驱动，即实现两个主动胶轮与两个主动钢 轮的同步转动；当平台上的薄壁筒体由4个胶轮 托起时，由主动胶轮通过与筒体接触处的摩擦力， 驱动薄壁筒体转动；当薄壁筒体由4个钢轮支承 时，也由主动钢轮借助接触处的摩擦力，驱使筒 体转动，转速可由多盘无极调速器在1：10范围 内调整。
典型机械设计范例
ppt课件
1
本次讲座的目的意义：
1、了解机械设计的一般方法与思路：
机械设计是一种创造性的劳动，需要全身心的投入， 要设法拿出自己独到的见解，哪怕是一些不十分成熟方 案，在此基础上开动脑筋去加以完善；这样:可以在与同 事的讨论中找出自身的差距；可以在方案逐步完善的过 程中，使自己焕发出工作热情与信心；可以在设计工作 过程中，使自己逐步成为内行，增长才干，获得进步。
机做出记号，以备修整。
二、精圆整设备：
由于辊筒工作转速较高，设备的转动精度和
运行平衡性精度也有较高要求，因此对筒体零件
的径向跳动、直线度等方面都有严格的公差要求，
在薄壁筒体零件的成形加工工艺中，精圆整工艺
成为影响产品质量的关键，需要专用设备来解决
精圆整工艺的难题。 为解决薄壁筒体精圆整加工的工艺难题，笔者
转动，转速为100r/min。行星轮走刀机构在支承主 轴转动的同时，通过五个齿轮组成的行星轮系及两

机械创新设计——机构创新设计

机械创新设计——机构创新设计

（Ⅱ）
﹒ 实例分析
机械创新设计
1.改善机构的工作性能
图4-65所示为某飞机上采用的襟翼操纵机构。它 是由两个齿轮齿条机构并列组合而成，用两个移 动电机输入运动，可以使襟翼摆动速度加快。如 果一个移动电机发生故障，另一个移动电机可以 单独驱动（这 时襟翼摆动速 度减半）。这 样就增大了操 纵系统的安全 程度，即增强 了输出运动的 可靠性。
机械创新设计
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图4-72是一个冲压机构。它 是由摆动从动件盘形凸轮机 构与摇杆滑块机构先进行串 联组合，然后串联的凸轮连 杆机构再与推杆盘形凸轮机 构进行并联组合。组合以后， 由两个固联在一起的凸轮输 入运动，推杆2与滑块5分别 输出运动。工作时，推杆2 负责输送工件，滑块5完成 冲压。因此设计时要特别注 意时序关系，一般应按照机 构运动循环图进行机构的尺 寸综合。
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机械创新设计
图4-66所示为一压力机的螺旋杠杆机构。其中两个尺寸 相同的双滑块机构CBP和ABP并联组合，并且两个滑块 同时与输入构件1组成导程相同，旋向相反的螺旋副。 机构的工作原理时，构件1输入转动，使滑块A和C向内 或向外移动，从而使构件2沿导轨P上下移动，完成加 压功能。由于并联 组合，使滑块2沿 导路移动时，滑块 与导路之间几乎没 有摩擦阻力。
单自由度的附加机构可以是连杆机构，则构成齿 轮连杆机构；可以是凸轮机构，则构成了齿轮凸 轮机构；若为齿轮机构则构成了复合轮系。
Page11
机械创新设计
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2. 以差动凸轮机构为基础机构
机械创新设计
二自由度的差动凸轮机构常见的结构组成如图4-75所示。 其中图(a)构件2为浮动杆，构件2与连架杆3可以组成转动 副，也可以组成移动副；连架杆3与机架可以组成转动副， 也可以组成移动副。图(b)是凸轮为浮动构件；若将图(b) 中的机架长度缩短至零，就演变成图(c)的结构。

机械创新设计之徽章打印机PPT课件(27张)

机械创新设计之徽章打印机PPT课件(27张)
要实现上述分功能，有下列工艺动作 过程。 （１）利用凸轮自动上料，上料到位后， 输送机构改革迅速返回原位，停歇等待 下一循环。
（２）上模往下作直线运动，同时下 模向下作直线运动，对坯料冲压成型。
（３）下模带动成品返回压迫弹片。
（４）到最低点时弹片将徽章由出料 口弹出。
完成一个工作循环。
方案选择与分析
机印打章徽
！力努在直一们我
工作行程演示
产品特点
本产品主要用于徽章打印,可快速进行徽 章生产.适合学校及公司等团体的徽章 批量生产. 产品机构简单还可方便改装 成其它的冲压装置.
设计原理
原理图 原理
在冲制薄片徽章时上模先 以较大的速度接近坯料, 同时下模也以较大速度 接近坯料.此时进料凸 轮推杆将薄牌推入压制 腔中,然后上下模将坯 料压制成型.并随下模 向下运动被弹片弹出入 筐.完成一次冲压工作 循环.
(Xb2 Yb2 1)T=D12(Xb1 Yb2 1)=(0.970Xb10.242Yb1-2.71 0.242Xb1+0.970Yb1-0.1 1)T
(Xb3 Yb3 1)=D13(Xb1 Yb1 1)=(0.883Xb10.469Yb1+0.05 0.469Xb1+0.883Yb1-0.35 1)
下模行程运动简图
下模机构设计思路
图中C1.C2.C3分别为下 模的最高点中点和最低 点.
B1.B2.B3分别与 C1.C2.C3对应.
本机构设计采用反推法. 由已知C1.C2.C3的位置 通过平面矩阵解析运算 导出B1.B2.B3的坐标从 而进一步求出所有杆长.
解析思路
– 分为两次解析第一次为摇杆滑块机构
解析方法同上模. 再计算曲柄摇杆机构最后解析方法同上. 得到杆长如下: L1=180 L2=70 L3=170 L4=40

机械创新设计实例分析 PPT(共 46张)

机械创新设计实例分析 PPT(共 46张)

4．外平动齿轮传动的特点 （1）传动比大、分级密集，单级传动比在11~99之间，双级
传动比可达9801。 （2）承载能力大 啮合时几乎是面接触，齿面赫兹应力小。单
个转臂轴承变换为多个转臂轴承分担载荷，转臂轴承的寿命
可达两万小时，且转臂轴承等基本构件不受内齿轮尺寸的限 制，可以按强度要求确定，利于按强度进行优化设计。
平动齿轮减速滚筒具有：传动比大、机械效率高、结构紧凑、 尺寸和重量轻、均载性能好等优点。
3．双曲柄平动齿轮机构 多曲柄平动齿轮机构。如图
9-11所示。 多曲柄平动齿轮机构的传动
原理：输入轴的转速经第一级减 速后，由平动发生器传递给平动 齿轮ZG，同时限制了平动齿轮 ZG的自转，再经第二级减速后， 由内齿中心轮Zb输出。其传动比 统一表达式为
式中 d0——内齿轮根圆直径； d2e——偏心轴距。
外平动齿轮机构的尺寸难以缩小，而且提供内齿轮作平动 的曲柄轴只能有两个，限制了输入功率的分流，不利于传递过 大的功率。
6．内平动齿轮机构的基本型及其演化 图9-4所示为内平动齿轮机构的基本型。图9-5所示的内二环
减速器和内三环减速器。 内平动齿轮机构可获得较小尺寸和重量，其整机性能优于外
2）必须满足一定的装配条件能装配起来。同时也为精度 设计增加了限制条件。
3）传动机构的振动大、噪声高，并随着转速的提高迅速 增加。
上述存在的问题是这种传动的基本原理所决定的，改进
传动原理，开发新的传动类型是平动齿行星轮传动发展 的重要途径。
外平动齿轮机构的A、D两轴之距离受结构的限制
LADd0d2e
（1）组成结构及传动原理 图912所示
外激波摆动活齿传动的传动原 理；当驱动力输入后，输入轴以等 角速度带动外激波器H绕固定主轴 线转动，由于外激波器内轮廓径向 尺寸的变化，产生向心的推力，推 动摆动活齿绕其在活齿架上的铰链 点摆动，通过摆动活齿中心轮高副 啮合运动，摆动活齿推动外齿中心 轮K以等角速度绕主轴线转动，使 与其固联的输出轴获得输出转速， 于是外激波摆动活齿传动完成了转 速变换运动。

机械创新设计选题与设计规划PPT32页

机械创新设计选题与设计规划PPT32页

机械创新设计选题与设计规划
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
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1.3.3 任务分析
1.3.4 相关知识
1.凸轮机构的基本结构和功能
2.凸轮机构的分类
3.凸轮从动件常用运动规律
4.平面凸轮轮廓设计方法
5.凸轮机构基本尺寸确定
6.圆柱凸轮机构
1.3.5 任务实施
1.平面凸轮机构设计
2.圆柱凸轮机构设计
按2011年全国职业院校技能 大赛高职组“机械部件创新设 计与制造”竞赛项目规程要求： 推料顶杆作直线往复运动，行 程范围30mm～50mm。两个参 赛队分别选择盘形和圆柱凸轮 机构作为执行机构来完成推料 动作，如图1-46所示。试按竞 赛规程要求设计凸轮机构。
学习情境1 机械部件执行机构设计
任务3 凸轮机构设计
1
1.3.1 学习目标
目录
1.掌握凸轮机构的基本概念、分类及其应用；
2.掌握凸轮机构从动件的运动规律及其设计原则；
3.掌握反转法原理及其在凸轮轮廓设计中的应用；
4.掌握解析法在凸轮轮廓设计中的应用；
5.掌握空间凸轮机构的设计方法。
1.3.2 任务描述
1.3.4 相关知识
匀速运动规律
等加速等减速运动规律 从动件作等加速等减速运动时，
加速度有有限值的突变，导致机构产 生柔性冲击，可用于中速轻载的场合。
等加速等减速运动规律
从动件常用运动规律 >>从动件常用运动规律
余弦加速度运动规律 从动件按余弦规律运动时，在行
程始末加速度有有限值突变，也将导 致机构产生柔性冲击，适用于中速场 合。
尖顶从动件
当盘形凸轮的回转中心趋向于 无穷远时，凸轮相当于机架做直线 运动,形成移动凸轮机构。
滚子从动件
属于空间凸轮机构
平底从动件
按从动件的端部形式分类
不论凸轮工作轮廓形状如何， 从动件的尖顶都能与凸轮轮廓保持 接触，从而保证从动件按预定的规 律运动。尖顶易磨损，仅适用于轻 载低速的场合。
在从动件端部安装一个滚子，把 从动件和凸轮轮廓之间的滑动摩擦 转变为滚动摩擦，磨损小，故能承 受较大的载荷。
从动件做往复摆动
形锁合
按凸轮与从动件维持高副接触（锁 合）的方式分类
利用从动件的重力、弹簧力或其它外力使从 动件和凸轮保持接触。
凹槽凸轮机构
主回凸轮机构
依靠凸轮与从动件的特殊几何形状而始终维持接触。
从动件常用运动规律 >>设计参数
1.3.4 相关知识
基圆 基圆半径 推程运动角 远休止角
AB段——推程 BC段——停程 CD段——回程
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设想给整个凸轮机构 加上一个公共角速度-ω， 此时凸轮将静止不动。
从动件尖顶始终与凸轮轮廓相接触，其 尖顶的运动轨迹即是凸轮轮廓曲线。
1.3.2 任务描述
3
1.3.3 任务分析
凸轮机构的应用
当凸轮1匀速转动时，其轮廓迫使 从动件2（气阀）按预期运动规律往复 运动，适时地开启或关闭进、排气阀 门（关闭时借助于弹簧的作用力来实 现），以控制可燃气体进入气缸或排 出废气。
1.3.4轴3快速转动时，经齿轮带 动凸轮1慢慢地转动，通过凸轮轮廓与 尖底之间的作用，驱动从动件2往复摆 动，使线均匀地缠绕在绕线轴上。
1.3.4 相关知识
余弦加速度运动规律
正弦加速度运动规律 从动件按正弦加速度规律运动时，
在全行程中无速度和加速度的突变， 因此不产生冲击，适用于高速场合。
正弦加速度运动规律
盘形凸轮轮廓曲线设计 >>设计原理
用图解法绘制凸轮轮廓曲线时， 需要凸轮与图面相对静止。
1.3.4 相关知识
从动件一方面随导路以角速度ω绕轴O 转动，另一方面又在导路中按预定的规律 作住复移动。
通过凸轮轮廓曲线，就能 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，易于设计。
缺点
凸轮 （主动件）
凸轮机构属于高副机构， 故凸轮与从动件之间为点或线 接触，不便润滑，易于磨损。
凸轮机构的分类
盘形凸轮
1.3.4 相关知识
移动凸轮
圆柱凸轮
按凸轮的形状分类
盘形凸轮式一个绕固定轴转动 且具有变化半径的盘形零件，是凸 轮机构中最基本的形式。
AD段——近停程 近休止角 行程
回程运动角
对心尖顶直动从动件盘形凸轮机构
从动件位移线图
从动件常用运动规律 >>从动件常用运动规律
匀速运动规律 从动件作等速运动时，在行程始
末速度有突变，理论上加速度可以达 到无穷大，产生极大的惯性力，导致 机构产生强烈的刚性冲击，因此等速 运动只能用于低速轻载的场合。
从动件不能与凹陷的凸轮工作轮廓接 触；当不计摩擦时，凸轮与从动件之间的作 用力始终与从动件平底接触，其传力性能好， 机械传动效率高，从动件与凸轮之间易于形 成润滑油膜，故常用于高速凸轮机构。
凸轮机构的分类（续）
直动从动件
1.3.4 相关知识
摆动从动件
按从动件的运动形式分类
从动件做往复直线运动
力锁合
绕线机排线凸轮机构
凸轮机构的应用
凸轮自动送料机构
1.3.4 相关知识
当带有凹槽的凸轮1转动时，通过槽中 的滚子，驱使从动件2做往复移动。凸轮每 转一周，从动件从储料器中推出一个毛坯， 送到加工位置。
凸轮机构的组成
推杆 （从动件）
高副 凸轮 （主动件）
1.3.4 相关知识
优点
高副
摆杆 （从动件）