第10章凸轮机构
第10章 凸轮机构
第10章凸轮机构 主要内容： 1.凸轮机构的结构、特点、类型及应用； 2.从动件的常用运动规律及其选择； 3.用图解法绘制凸轮轮廓曲线的方法； 4.凸轮机构的设计
第10章 凸轮机构 主要内容： 1.凸轮机构的结构、特点、类型及应用； 2.从动件的常用运动规律及其选择； 3.用图解法绘制凸轮轮廓曲线的方法； 4. 凸轮机构的设计
★凸轮机构的应用与分类 1.组成 凸轮机构由凸轮1、从动件2 机架3三个基本构件及锁合装 置组成。是一种高副机构。其 中凸轮是一个具有曲线轮廓或 凹槽的构件，通常作连续等速 转动，从动件则在凸轮轮廓的 控制下按预定的运动规律作往 复移动或摆动
1. 组成 凸轮机构的应用与分类 凸轮机构由凸轮1、从动件2、 机架3三个基本构件及锁合装 置组成。是一种高副机构。其 中凸轮是一个具有曲线轮廓或 凹槽的构件，通常作连续等速 转动，从动件则在凸轮轮廓的 控制下按预定的运动规律作往 复移动或摆动
★凸轮机构的应用与分类 2.特点： 优点：只要正确地设计和制造出凸轮的轮廓曲线， 就能把凸轮的回转运动准确可靠地转变为从动件所 预期的复杂运动规律的运动，而且设计简单：凸轮 机构结构简单、紧凑、运动可靠。 缺点：凸轮与从动件之间为点或线接触，故难以保 持良好的润滑，容易磨损。 凸轮机构通常适用于传力不大的机械中。尤其广泛 应用于自动机械、仪表和自动控制系统中
凸轮机构的应用与分类 2. 特点： 优点:只要正确地设计和制造出凸轮的 轮廓曲线， 就能把凸轮的回转运动准确可靠地转变为从动件所 预期的复杂运动规律的运动，而且设计简单;凸轮 机构结构简单、紧凑、运动可靠。 缺点:凸轮与从动件之间为点或线接触，故难以保 持良好的润滑，容易磨损。 凸轮机构通常适用于传力不大的机械中。尤其广泛 应用于自动机械、仪表和自动控制系统中
★凸轮机构的应用与分类 3.应用： 平面连杆机构虽然应用广泛，但它只能近似地实 现给定的运动规律，且设计比较复杂。当从动件 须精确地按预定运动规律尤其是复杂运动规律工 作时，则常采用凸轮机构
凸轮机构的应用与分类 3. 应用： 平面连杆机构虽然应用广泛，但它只能近似地实 现给定的运动规律，且设计比较复杂。当从动件 须精确地按预定运动规律尤其是复杂运动规律工 作时，则常采用凸轮机构
★凸轮机构的应用与分类 4.类型： 按凸轮的形状分： 盘形凸轮其凸轮都是绕固定轴线转动且有变化向径的盘 形构件。盘形凸轮机构简单，应用广泛，但限于凸轮径 向尺寸不能变化太大，故从动件的行程较短。 移动凸轮其凸轮是具有曲线轮廓、作往复直线移动的构 件，它可看成是转动轴线位于无穷远处的盘形凸轮。 圆柱凸轮其凸轮是圆柱面上开有凹槽的圆柱体，可看成 是绕卷在圆柱体上的移动凸轮，利用它可使从动件得到 较大的行程
凸轮机构的应用与分类 4. 类型： 盘形凸轮 其凸轮都是绕固定轴线转动且有变化向径的盘 形构件。盘形凸轮机构简单，应用广泛，但限于凸轮径 向尺寸不能变化太大，故从动件的行程较短。 移动凸轮 其凸轮是具有曲线轮廓、作往复直线移动的构 件，它可看成是转动轴线位于无穷远处的盘形凸轮。 圆柱凸轮 其凸轮是圆柱面上开有凹槽的圆柱体，可看成 是绕卷在圆柱体上的移动凸轮，利用它可使从动件得到 较大的行程。 按凸轮的形状分：
按从动件末端形状分： 尖顶从动件凸轮机构其从动件的端部呈尖点，特点是能与 任何形状的凸轮轮廓上各点相接触，因而理论上可实现任意 预期的运动规律。尖顶从动件凸轮机构是研究其他型式从动 件凸轮机构的基础。但由于从动件尖顶易磨损，故只能用于 轻载低速的场合。 滚子从动件凸轮机构其从动件的端部装有滚子，由于从动 件与凸轮之间可形成滚动摩擦，所以磨损显著减少，能承受 较大载荷，应用较广。但端部重量较大，又不易润滑，故仍 不宜用于高速。 平底从动件凸轮机构其从动件端部为一平底。若不计摩擦， 凸轮对从动件的作用力始终垂直于平底，传力性能良好，且 凸轮与平底接触面间易形成润滑油膜，摩擦磨损小、效率高， 故可用于高速，缺点是不能用于凸轮轮廓有内凹的情况
尖顶从动件凸轮机构 其从动件的端部呈尖点，特点是能与 任何形状的凸轮轮廓上各点相接触，因而理论上可实现任意 预期的运动规律。尖顶从动件凸轮机构是研究其他型式从动 件凸轮机构的基础。但由于从动件尖顶易磨损，故只能用于 轻载低速的场合。 滚子从动件凸轮机构其从动件的端部装有滚子，由于从动 件与凸轮之间可形成滚动摩擦，所以磨损显著减少，能承受 较大载荷，应用较广。但端部重量较大，又不易润滑，故仍 不宜用于高速。 平底从动件凸轮机构 其从动件端部为一平底。若不计摩擦， 凸轮对从动件的作用力始终垂直于平底，传力性能良好，且 凸轮与平底接触面间易形成润滑油膜，摩擦磨损小、效率高， 故可用于高速，缺点是不能用于凸轮轮廓有内凹的情况。 按从动件末端形状分：
按锁合方式分 所谓的锁合是指保持从动件与凸轮之间的高副接触。 力锁合凸轮机构依靠重力、弹簧力或其他外力来保证锁 合，如内燃机配气凸轮机构。 形锁合凸轮机构依靠凸轮和从动件几何形状来保证锁合。 按从动件相对机架的运动方式分为： 移动从动件凸轮机构（按其从动件导路是否通过凸轮回转 中心分为对心移动从动件和偏置移动从动件凸轮机构。) 摆动从动件凸轮机构移动从动件凸轮机构又
所谓的锁合是指保持从动件与凸轮之间的高副接触。 力锁合凸轮机构 依靠重力、弹簧力或其他外力来保证锁 合，如内燃机配气凸轮机构。 形锁合凸轮机构 依靠凸轮和从动件几何形状来保证锁合。 移动从动件凸轮机构（按其从动件导路是否通过凸轮回转 中心分为对心移动从动件和偏置移动从动件凸轮机构。） 摆动从动件凸轮机构移动从动件凸轮机构又 按锁合方式分： 按从动件相对机架的运动方式分为：
★从动件的常用运动规律 1.凸轮轮廓曲线与从动件运动规律的关系 生产中对从动件运动的要求是多种多样的。 凸轮机构中，凸轮的轮廓形状决定了从动件的运动规律， 反之，从动件的不同运动规律要求凸轮具有不同形状的轮 廓。因此，设计凸轮机构时，应首先根据工作要求确定从 动件的运动规律，再据此来设计凸轮的轮廓曲线。 从动件的运动规律是指其位移s、速度v和加速度a等随凸 轮转角P而变化的规律。 这种规律可用方程表示，亦可用线图表示。 =S(t) v=v(t a=a(t
从动件的常用运动规律 1.凸轮轮廓曲线与从动件运动规律的关系 生产中对从动件运动的要求是多种多样的。 凸轮机构中，凸轮的轮廓形状决定了从动件的运动规律， 反之，从动件的不同运动规律要求凸轮具有不同形状的轮 廓。因此，设计凸轮机构时，应首先根据工作要求确定从 动件的运动规律，再据此来设计凸轮的轮廓曲线。 从动件的运动规律是指其位移s、速度v和加速度a等随凸 轮转角 而变化的规律。 这种规律可用方程表示，亦可用线图表示。 s = s(t) v = v(t) a = a(t)
推程、远休止、回程、近休止 (a) (b) 当凸轮连续转动时，从动件将重复上述运动过程
推程、远休止、回程、近休止 当凸轮连续转动时，从动件将重复上述运动过程