第二十七讲
下一讲
学时：2学时
课题：第十章
凸轮机构 10.1 概述 10.2 常用的从动件运动规律
目的任务：熟悉凸轮机构的应用和特点及类型，理解常用的从动件运动规律，能够绘制位移线图
重点:凸轮机构的应用和特点及类型
难点：立体凸轮机构运动的实现
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。
第十章 凸轮机构
10.1概述
凸轮机构由凸轮、从动件和机架三部分组成，结构简单，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任何预期的运动规律。但另一方面，由于凸轮机构是高副机构，易于磨损，因此只适用于传递动力不大的场合。
10.1.1 凸轮机构的应用（工程应用案例）
内燃机 配气机构 凸轮机构
自动车床上的走刀机构
分度转位机构
靠模车削机构
10.1.2 凸轮机构的分类
凸轮机构的类型很多，常就凸轮和从动杆的端部形状及其运动形式的不同来分类。
(1) 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)
尖顶移动从动杆盘形凸轮机构 尖顶摆动从动杆盘形凸轮机构
滚子移动从动杆盘形凸轮机构
滚子摆动从动杆盘形凸轮机构
平底移动从动杆盘形凸轮机构 平底摆动从动杆盘形凸轮机构
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。)
移动从动杆移动凸轮机构
摆动从动杆移动凸轮机构
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。)
圆柱凸轮 自动送料机构
4)曲面凸轮
按锁合方式的不同凸轮可分为：力锁合凸轮，如靠重力、弹簧力锁合的凸轮等；形锁合凸轮，如沟槽凸轮、等径及等宽凸轮、共轭凸轮等。
机械基础一轮复习资料
(凸轮机构)
【复习要求】
1.了解凸轮机构的分类、应用及特点；
2.了解凸轮轮廊曲线的画法，熟悉常用位移曲线的画法；
3.掌握基圆半径、行程、压力角等基本参数的概念及它们对工作的影响；
4.掌握凸轮从动件的常用运动规律及其特点和应用。
【知识网络】
【知识精讲】
一、凸轮机构的基本概念
1.凸轮：具有控制从动件运动规律的曲线轮廓的构件。
2.凸轮机构：由凸轮、从动件和机架组成的传动机构，该机构中凸轮作主动件并作等速转动(往复移动)。
3.基圆(基圆半径)：以凸轮回转中心为圆心，以凸轮理论廓线的最小回转半径为半径所作的圆称为基圆。
该圆的半径称为基圆半径，用r0表示。
4.凸轮理论廓线：凸轮从动件的参考点(尖端或滚子中心或平底中点)在凸轮平面内的运动轨迹。
5.凸轮实际廓线：直接与从动件接触的凸轮廓线。
6.位移及行程：凸轮转过一个角度，从动件对应移动的距离，称为从动件的位移S。在凸轮一转中，从
动件所能达到的最大位移称为行程，用符号h表示。
7.压力角(α)：凸轮理论廓线上某点的法线方向(即从动件的受力方向)和从动件运动速度方向之间所
夹的锐角。
8.S—δ曲线：表达从动件位移S与凸轮转角δ关系的曲线。
9.转角(运动角)δ：凸轮转过的角度。
二、凸轮机构的应用特点
1.高副机构易磨损，结构简单、紧凑，传动力较小。 2.能严格实现从动件的运动要求，从动件的运动规律可任意拟定。
3.可高速起动，但高速凸轮精确设计困难。
4.加工方便容易，广泛用于自动化机械中。
三、凸轮机构的分类(见表)
分类方法 类 型 特 点
按凸轮形状分 盘形凸轮 靠回转半径的变化推动从动件产生平面运动；结构简单，行程较小，应用最广泛
移动凸轮 相当于r→∞的盘形凸轮，靠凸轮往复移动带动从动件产生平面运动，常用于仿形机构
圆柱凸轮 相当于板状凸轮卷在圆柱体上而形成的，凸轮与从动件运动不共面，产生空间运动，可用较小径向尺寸得到较大的行程
- 1 - 常用机构的类型工作原理
机构是人类在生产和生活中创造的一种物理工具，它通过结构、运动和力的转换实现各种工作。常用机构的类型和工作原理包括以下几种：
1.齿轮机构：由齿轮和齿轮组成，通过啮合传递转矩和动力。
2.链传动机构：通过链条连接的轴和齿轮传递动力，常见于自行车和摩托车等车辆中。
3.凸轮机构：通过凸轮和连杆实现线性或旋转运动，常见于汽车发动机中的气门机构。
4.摆线机构：通过与摆线齿轮啮合的摆线齿轮实现线性或旋转运动。
5.蜗杆机构：由蜗杆和蜗轮组成，通过螺旋传递转矩和动力，常见于电动工具和机床中。
6.滚柱机构：由滚柱和导轨组成，通过滚动运动实现线性运动，常见于工业机械和自动化设备中。
以上是常用机构的类型和工作原理，不同类型的机构在不同的应用中具有不同的优点和缺点，因此需要根据具体的需求进行选择和设计。
凸轮机构有哪几个常用运动规律
凸轮机构是机器设计中常用的运动转换装置，通过凸轮的运动将旋转运动转换为直线或曲线运动。在凸轮机构中，常用的运动规律有如下几种：
1. 恒速圆周运动：凸轮的轴与凸轮中心处于同一直线上，凸轮中心固定，凸轮绕轴做匀速旋转运动。这种凸轮机构适用于需要恒定速度的运动装置，例如钟摆机构和发动机的气门机构。
2. 单纯调整运动：凸轮的轴与凸轮中心轴不重合，凸轮中心固定，凸轮绕自身轴做旋转运动，通过凸轮的形状和曲线运动来实现调整机构的目的，例如改变会议室椅子高度的升降机构。
3. 正弦规律运动：凸轮的形状是一个或多个正弦曲线，凸轮绕自身轴做旋转运动。这种凸轮机构可以实现与时间成比例变化的运动，例如汽车摇臂悬挂系统，使车轮每转一圈汽车底盘上的某个位置上下起伏。
4. 近似直线运动：凸轮的形状是正圆或近似正圆的一部分，凸轮绕自身轴做旋转运动。这种凸轮机构可将旋转运动转换为近似直线运动，例如活塞发动机中的曲柄连杆机构，将曲柄的旋转运动转化为活塞的直线往复运动。
这些是凸轮机构中常用的运动规律，它们在不同的机械装置中发挥着重要的作用，实现了机械运动的转换和控制。
