第3章 凸轮机构及其设计
1、图（a）和图（b）分别为滚子对心直动从动件盘形凸轮机构和滚子偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知：R=100mm，OA=20mm，e=10mm，rT=10mm，试用图解法确定；当凸轮自图示位置（从动件最低位置）顺时针方向回转90°时两机构的压力角及从动件的位移值。
（a） (b)
题1图
2、图示给出了某直动推杆盘形凸轮机构的推杆的速度线图，当凸轮以1等速转动时，试求：
（1） 定性地画出该推杆的位移线图和加速度线图；
（2） 说明此种运动规律的名称和特点（指v，a的大小，以及冲击性质等）；
（3） 说明该种运动规律的适用场合。
题3图
3、设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮回转方向及从动件初始位置如图所示。已知偏距e=10mm，基圆半径r0=40mm，滚子半径rT=10mm，从动件运动规律如下：Φ=150°，ΦS=30°，Φ’=120°，Φ′S=60°，从动件在推程以简谐运动规律上升，行程h=20mm；回程以等加速等减速运动规律返回原处，试绘出从动件位移线图及凸轮轮廓曲线。
4、设计一平底直动从动件盘形凸轮机构，凸轮回转方向及从动件初始位置如图所示。已知基圆半径r0=60mm，行程h=20mm，Φ=150°，ΦS=30°，Φ’=120°，Φ′S=60°，从动件在推程以简谐运动规律上升，回程以等加速等减速运动规律返回原处，试绘出该机构凸轮轮廓曲线并决定从动件底面应有的长度。
题4图 题5图
5、设计一平底摆动从动件盘形凸轮机构，凸轮回转方向和从动件初始位置如图所示。已知lOA=75，r0=30mm，从动件运动规律如下：Φ=180°，ΦS=0°，Φ’=180°，Φ′S=0°，从动件推程以简谐运动规律顺时针摆动，ψmax=15°；回程以等加速等减速运动规律返回原处。试绘出凸轮轮廓曲线并确定从动件的长度。
第四章 凸轮机构及其设计
题4-9 解：推杆在推程段及回程段运动规律的位移方程为：
1）推程： （0º≤ ≤150º）
2）回程：等加速段 （0º≤ ≤60º）
等减速段 （60º≤ ≤120º）
计算各分点的位移值如下：
总转角
0º 15º 30º 45º 60º 75º
s 0 1.6 3.2 4.8 6.4 8
总转角 90º 105º 120º 135º 150º 165º
s 9.6 11.2 12.8 14.4 16 16
总转角 180º 195º 210º 225º 240º 255º
s 16 15.5 14 11.5 8 4.5
总转角 270º 285º 300º 315º 330º 360º
s 2 0.5 0 0 0 0
取 =1 mm /mm作图如题图4-9所示。
想一想：
1）什么是正偏置和负偏置？各有何优缺点？
2）凸轮廓线上出现什么情况时将会引起刚性冲击？
3）凸轮廓线上任一点的压力角是如何确定的？
题图4-9
题4-10 解：推杆在推程及回程的运动规律的位移方程为：
1）推程 （0º≤ ≤150º）
2）回程 （0º≤ ≤120º）
计算各分点的位移值如下：
总转角
0º 15º 30º 45º 60º 75º
s 0 0.171 1.158 3.262 6.349 10.00
总转角 90º 105º 120º 135º 150º 165º
s 13.65 16.74 18.842 19.83 20 19.24
总转角 180º 195º 210º 225º 240º 255º
s 17.07 13.83 10.00 6.173 2.929 0.761
总转角 270º 285º 300º 315º 330º 360º
s 0 0 0 0 0 0
1
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。 2
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。 3
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4
机械设计基础
课程教案
授课时间 第 3 周 第 8 节 课次 2
1
《机械基础》
教 案
（2009～ 2010学年第二学期）
学 院 山西省工贸学校
系 （部） 机电系
教 研 室
教 师 梁少宁
2 山西省工贸学校
凸轮机构的结构分析和应用
授课班级 中职机电班 上课
时间 周 月 日 第 节 上课
地点 教室
周 月 日 第 节
教
学
目
的 通过本次课的学习使学生熟悉凸轮机构的应用和特点及类型，理解其运动规律，在以后的工作中能够根据从动件运动规律利用图解法设计凸轮机构的轮廓。
教学
目标 能力目标 知识目标 素质目标
1、能够正确使用和维护凸轮机构；
2、能够根据从动件运动规律利用图解法设计凸轮机构的轮廓 掌握凸轮机构的工作过程、了解凸轮机构的分类、熟悉凸轮机构的特点、明了凸轮机构的从动件运动规律 培养学生学生分析问题的能力，并能够正确的运用、培养学生勤于思考的好习惯和严谨、务实、细致的工作态度；通过小组讨论，培养学生的协作精神。
任务与案例 通过挂图和模型对比内燃机配气机构、 靠模车削机构、 端面凸轮间歇机构各有什么样的特点？各自适合在什么情况下运用？
重点
难点
及
解决方法 重点：凸轮机构的分类与特点
难点：从动件运动规律
解决方法：九步（实物模具演示、提问设置悬念、分析、得出结论、推理演绎、范例、自学练习、反馈指导、讲评小结）教学法
参考资料
工具与材料
粉笔，黑板，模具，挂图。
3 序号 步骤名称 教学内容 教师活动 学生活动 时间分配(分) 工具与材料 课内/课外
1 组织教学 问候，检查学生状态，宣布本次课内容和任务 问候学生，检查状态，宣布内容 问候 2 课内
2 复习 复习有关这节课的内容 提问 回答 6 粉笔，黑板 课内
