机械的设计基础第9章凸轮第九章凸轮.pptxVIP

机械的设计基础第9章凸轮第九章凸轮汇报人：AA2024-01-17

凸轮基本概念与分类凸轮机构设计原理凸轮轮廓曲线设计方法凸轮机构受力分析与强度计算凸轮机构效率与摩擦磨损问题凸轮机构现代设计方法简介contents目录

凸轮基本概念与分类01

凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，通常作为主动件，通过其轮廓形状与从动件的接触来传递运动和动力。凸轮定义在机械装置中，凸轮可以实现从动件的复杂运动规律，如直线、摆动、旋转等运动形式，以及实现不同运动之间的转换和传递。凸轮作用凸轮定义及作用

轮廓形状为圆盘形，具有结构简单、制造方便、易于平衡等特点，广泛应用于各种机械装置中。圆盘形凸轮移动凸轮圆柱形凸轮轮廓形状为直线或曲线形，通过移动来传递运动和动力，具有结构紧凑、传动平稳等特点。轮廓形状为圆柱形，通过与从动件的滚动接触来传递运动和动力，具有传动效率高、磨损小等特点。030201凸轮类型与特点

凸轮应用领域在内燃机中，凸轮用于控制气门的开启和关闭，以及燃油的喷射等。在自动化机械中，凸轮用于实现工件的自动送料、定位、夹紧等动作。在纺织机械中，凸轮用于控制纱线的牵引、卷取和张紧等动作。在印刷机械中，凸轮用于控制纸张的输送、定位、印刷等动作。内燃机自动化机械纺织机械印刷机械

凸轮机构设计原理02

凸轮机构组成凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。其中，凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，通常为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。工作原理凸轮机构的工作原理是，当凸轮转动时，其曲线轮廓或凹槽与从动件接触，从而驱动从动件按照预定的运动规律进行往复直线运动或摆动。凸轮机构组成及工作原理

凸轮从动件运动规律等速运动规律从动件在推程和回程中作等速运动。这种运动规律使凸轮机构具有刚性冲击，只适用于低速轻载的场合。等加速等减速运动规律从动件在推程和回程中先作等加速运动，后作等减速运动。这种运动规律使凸轮机构具有柔性冲击，适用于中速中载的场合。余弦加速度运动规律从动件在推程和回程中按余弦加速度规律运动。这种运动规律使凸轮机构无冲击，适用于高速重载的场合。

压力角是从动件受力方向与从动件运动方向之间的夹角。当压力角增大时，从动件所受的法向力增大，而切向力减小，这不利于凸轮机构的传动。压力角当凸轮机构的压力角增大到一定程度时，会出现自锁现象。此时，无论驱动力多大，从动件都不能运动。为了避免自锁现象的发生，应合理设计凸轮的轮廓曲线和减小压力角。自锁现象凸轮机构压力角与自锁现象

凸轮轮廓曲线设计方法03

以凸轮的静止位置为基准，将凸轮从动件的运动规律转化为凸轮的轮廓曲线。选择比例尺，绘制基圆和从动件位移线图，确定反转后的从动件尖顶位置，光滑连接各点得到凸轮轮廓曲线。图解法设计凸轮轮廓曲线设计步骤反转法原理

根据从动件的运动规律，建立凸轮轮廓曲线的数学模型。数学模型建立确定基圆半径和从动件位移函数，通过数学运算求解凸轮轮廓曲线上各点的坐标值。设计步骤解析法设计凸轮轮廓曲线

优化目标提高凸轮机构的传动性能，减小凸轮与从动件之间的接触应力，降低噪音和振动。优化方法采用先进的优化算法（如遗传算法、粒子群算法等），对凸轮轮廓曲线进行形状优化，得到满足优化目标的最佳轮廓曲线。同时，也可以采用多目标优化方法，综合考虑多个性能指标进行优化设计。凸轮轮廓曲线优化方法

凸轮机构受力分析与强度计算04

凸轮机构受力概述01凸轮机构在运转过程中，会受到多种力的作用，包括驱动力、阻力、惯性力等。这些力会对凸轮机构的运动性能和稳定性产生影响。驱动力分析02驱动力是使凸轮机构产生运动的外力，其大小和方向与凸轮的轮廓形状和从动件的运动规律有关。在设计中，需要根据实际需求确定驱动力的大小和作用点。阻力分析03阻力是阻碍凸轮机构运动的外力，包括摩擦力、空气阻力等。这些阻力会影响凸轮机构的运动精度和效率，需要在设计中予以考虑。凸轮机构受力分析

凸轮机构的强度计算是为了确定其在实际工作条件下能否承受各种力的作用而不发生破坏或过度变形。强度计算目的在进行强度计算前，需要对凸轮机构进行载荷分析，确定其在工作过程中所受到的各种载荷的大小和作用点。载荷分析根据凸轮机构的工作条件和载荷情况，选择合适的材料并确定其许用应力是进行强度计算的关键步骤。材料选择与许用应力在完成强度计算后，需要对计算结果进行校核，确保凸轮机构的强度满足设计要求。强度校核凸轮机构强度计算

提高凸轮机构强度措施优化设计通过改进凸轮的轮廓形状、减小从动件的质量和惯性力等方法，可以优化凸轮机构的设计，提高其强度。选用高强度材料采用高强度材料制造凸轮机构可以提高其承载能力，从而增强其强度。加强润滑与冷却良好的润滑和冷却可以降低凸轮机构的摩擦和磨损，提高其强度和耐久性。控制制造精度与装配质量提高凸轮机构的制造精度和装配质量可以保证其在