认识凸轮机构

机械原理实验指导书

广东海洋大学寸金学院 教 务 处教 材 科

机械工程教研室

2005年9月

实验一：机械认识实习

机构现场实习报告

一、平面连杆机构

1.根据机构中移动副数目的不同，平面四杆机构可分为 、

和 三大类型。

2.根据连架杆相对机架能否作整周转动，平面铰链四杆机构可分为 机构、

机构和 机构。

3.连杆机构可起运动形式转换的作用，即将主动件的运动形式转换为从动件的另一种运动形式。能将转动变为摆动的有

；能将转动转化为移动的有

。

二、凸轮机构

1.凸轮机构是一种高副机构，其组成有 、 和 三个基本构件。

2.凸轮机构按凸轮形状分类主要有 、 和 的凸轮机构。

3. 凸轮机构按推杆形状分类主要有 、 和 的凸轮机构。

4. 凸轮机构按推杆运动形式分类主要有 和 的凸轮机构，

5. 凸轮机构按闭锁方式分类主要有 和 闭锁 的凸轮机构。

三、齿轮机构

1. 平面齿轮机构用于两 平行轴之间的传动，常见类型有 、

和 。

2. 空间齿轮机构用于两空间两相交轴或相错轴之间的传动，常见类型有 、

和 。

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第三章 凸轮机构

案例导入：通过内燃机的配气凸轮机构、绕线凸轮机构导入凸轮机构的概念，从中观察发现：从动件的运动规律是由凸轮轮廓曲线决定的，只要凸轮轮廓设计得当，就可以使从动件实现任意给定的运动规律。在实际生产中，通常是根据需要对从动件的运动规律提出要求，再由从动件的运动规律设计凸轮轮廓，这就是本章的重点。

第一节 概 述

一、凸轮机构的应用、组成和特点

在各种机器中，为了实现各种复杂的运动要求经常用到凸轮机构，在自动化和半自动化机械中应用更为广泛。

图3-1所示为内燃机配气凸轮机构。凸轮1以等角速度回转，它的轮廓驱使从动件2（阀杆）按预期的运动规律启闭阀门。

图3-2所示为绕线机中用于排线的凸轮机构，当绕线轴3快速转动时，经齿轮带动凸轮1缓慢地转动，通过凸轮轮廓与尖顶A之间的作用，驱使从动件2往复摆动，因而使线均匀地缠绕在轴上。

图3-3为应用于冲床上的凸轮机构示意图。凸轮1固定在冲头上，当冲头上下往复运动时，凸轮驱使从动件2以一定的规律水平往复运动，从而带动机械手装卸工件。

图3-4为自动送料机构。当带有凹槽的凸轮1转动时，通过槽中的滚子，驱使从运件2作往复移动。凸轮每回转一周，从动件即从储料器中推出一个毛坯，送到加工位置。

从以上的例子可以看出：凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。

凸轮机构的优点为：只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律，并且结构简单、紧凑、设计方便。它的缺点是凸轮轮廓与从动件之间为点接触或线接触，易于磨损，所以通常多用于传力不大而需要实现特殊运动规律场合。

二、凸轮机构的分类

根据凸轮和从动件的不同形状和形式，凸轮机构可按如下方法分类。

1.按凸轮的形状分 图3-1内燃机配气凸轮机构 图3-2 绕线机的凸轮机构

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(1)盘形凸轮。它是凸轮的最基本形式。这种凸轮是一个绕固定轴转动并且具有变化半径的盘形零件，如图3-1和图3-2所示。

授 课 教 案

授课教师 张三 课程名称 机械设计基础 项目 3

授课项目 凸轮机构的认识与盘形凸轮轮廓的设计

教学目标 知识目标：

了解凸轮机构的应用、特点和分类、凸轮机构中从动件的常用运动规律及存在的冲击情况、掌握凸轮机构的常用术语、从动件常用运动规律的特点、反转法原理图解设计盘形凸轮轮廓曲线的方法和步骤

能力目标：

能够认识凸轮机构中存在的冲击情况、应用反转法原理图解设计盘形凸轮轮廓曲线

素质目标：认识凸轮机构中存在的冲击情况、应用反转法原理图解设计盘形凸轮轮廓曲线

重点

难点 重点：凸轮机构中从动件的常用运动规律及存在的冲击情况、掌握凸轮机构的常用术语、从动件常用运动规律的特点、反转法原理图解设计盘形凸轮轮廓曲线的方法和步骤

难点：反转法原理图解设计盘形凸轮轮廓曲线的方法和步骤

教学地点 普通教室□ 一体化教室□ 多媒体教室 实训室□

实验室 □ 企业现场□ 其他

教学方法及手段 常规教学□ 启发式教学□ 现场教学□ 案例教学□ 问题教学□

项目教学□ 多媒体教学□ 演示教学 其他

教

学

过

程

设

计 一、复习

复习上次课学习的内容。

二、课程导入：本项目以直动从动件的盘形凸轮机构为例，在从动件等速运动、等加速等减速运动、余弦加速度运动（简谐运动）规律条件下，分析了凸轮机构中存在的柔性冲击与刚性冲击。运用图解法设计了滚子对心直动从动件盘形外凸轮轮廓。

三、课程设计过程（4学时）

教师指导 学生活动 时间

分钟

任务3.1 凸轮机构的认识

复习上次课学习的内容。

提问+讨论 学生发言汇报、记录学习笔记 10

教师导课：学习提示

【任务引入】以直动从动件的盘形凸轮机构为例，在从动件等速运动、等加速等减速运动、余弦加速度运动（简谐运动）规律条件下，试分析了凸轮机构中存在的柔学生发言汇报、记录学习笔记 15 性冲击与刚性冲击。

《机械设计基础》实验指导书

课程编号：02106220、02106420、02107220、02106520

课程名称:机械设计基础（A)、机械设计基础(B）、机械设计基础（C）

实验总体状况:

序号 实验名称 实验时数 实验类型 每组人数

01 机构认识实验 1 演示 18

02 机构运动简图测绘实验 1 综合 1

03 齿轮范成原理实验 1 验证 1

04 齿轮范成原理虚拟实验 1 综合 1

05 刚性转子动平衡实验 1 验证 5～10

06 机械运动方案创意设计实验 16 设计 2

07 凸轮机构综合实验 16 综合 8

08 “慧鱼”机构综合设计实验 6 综合 18

09 连杆图谱和机构设计虚拟实验 2 设计 2

10 机械零件认识实验 1 演示 18

11 齿轮传动设计虚拟实验 2 设计 2

12 带传动实验 1 验证 5～7

13 机械传动方案设计实验 6 综合 8

14 滑动轴承实验 1 验证 5～7

15 减速器结构分析及拆装实验 2~3 综合 5～7

16 机器拆装与结构分析实验 4 综合 8

注：1、实验01和10可合并在一起,分两个单元进行;

2、实验03和04应根据学时和专业方向从中选择一个。

实验一 机构认识实验

一、实验目的

1。初步了解《机械原理》课程所研究的各种常用机构的结构、类型、特点及应用实例。

2.增强学生对机构与机器的感性认识.

二、实验内容

陈列室展示各种常用机构的模型，通过模型的动态展示，增强学生对机构与机器的感性认识.实验教师只作简单介绍，提出问题，供学生思考，学生通过观察，增加对常用机构的结构、类型、特点的理解，培养对课程理论学习和专业方向的兴趣。

三、实验设备和工具

机构陈列室机构展柜和各种机构模型。

四、实验原理 (一)对机器的认识：通过实物模型和机构的观察，学生可以认识到:机器是由一个机构或几个机构按照一定运动要求组合而成的。所以只要掌握各种机构的运动特性,再去研究任何机器的特性就不困难了。在机械原理中，运动副是以两构件的直接接触形式的可动联接及运动特征来命名的。如：高副、低副、转动副、移动副等。