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机械设计基础课件!凸轮机构H

机械设计基础课件!凸轮机构H

机械设计基础课件：凸轮机构

一、引言

在机械设计中，凸轮机构是一种常见的传动机构，它通过凸轮

与从动件之间的啮合，实现运动和动力的传递。凸轮机构具有结构

简单、传动可靠、运动平稳等特点，广泛应用于各种机械设备中。

本课件将详细介绍凸轮机构的基本原理、类型、运动规律和设计方

法。

二、凸轮机构的基本原理

凸轮机构由凸轮、从动件和机架三部分组成。凸轮是一个具有

特定轮廓的旋转件，从动件是与凸轮啮合的部件，机架则是固定凸

轮和从动件的支撑结构。当凸轮旋转时，其轮廓与从动件接触，使

从动件产生预期的运动规律。根据从动件的运动规律，凸轮机构可

分为直线运动凸轮机构、摆动凸轮机构和圆柱凸轮机构等。

三、凸轮机构的类型

1.直线运动凸轮机构：直线运动凸轮机构是指从动件作直线运

动的凸轮机构。根据从动件的运动方向，直线运动凸轮机构可分为

直线往复运动凸轮机构和直线单向运动凸轮机构。

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2.摆动凸轮机构：摆动凸轮机构是指从动件作摆动的凸轮机

构。根据从动件的摆动方向，摆动凸轮机构可分为单向摆动凸轮机

构和双向摆动凸轮机构。

3.圆柱凸轮机构：圆柱凸轮机构是指凸轮的轮廓呈圆柱形的凸

轮机构。圆柱凸轮机构可分为直圆柱凸轮机构和斜圆柱凸轮机构。

四、凸轮机构的运动规律

凸轮机构的运动规律是指从动件在凸轮旋转过程中的运动轨

迹。根据从动件的运动规律，凸轮机构的运动可分为等速运动、等

加速运动、等减速运动和组合运动等。在设计凸轮机构时，应根据

实际需求选择合适的运动规律，以满足设备的工作要求。

五、凸轮机构的设计方法

1.确定从动件的运动规律：根据设备的工作要求，确定从动件

的运动规律，如等速运动、等加速运动等。

2.确定凸轮的轮廓曲线：根据从动件的运动规律，利用数学方

法求出凸轮的轮廓曲线。常用的方法有作图法、解析法和数值法

等。

3.确定凸轮的尺寸：根据凸轮的轮廓曲线，计算凸轮的尺寸，

如直径、宽度等。

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4.确定从动件的结构和尺寸：根据凸轮的尺寸和运动规律，设

计从动件的结构和尺寸，如摆杆长度、滚子直径等。

5.校核凸轮机构：对设计的凸轮机构进行校核，确保其满足强

度、刚度、精度等要求。

六、结论

凸轮机构是机械设计中的一种重要传动机构，具有结构简单、

传动可靠、运动平稳等特点。本课件详细介绍了凸轮机构的基本原

理、类型、运动规律和设计方法，为机械设计人员提供了理论依据

和实践指导。在实际应用中，应根据设备的工作要求，选择合适的

凸轮机构类型和运动规律，进行合理设计，以满足设备的使用性能

和寿命要求。

一、从动件运动规律的确定

从动件的运动规律是凸轮机构设计的首要步骤，它直接关系到

机构的性能和应用范围。设计者需要根据设备的工作要求和性能指

标，选择合适的运动规律。常见的运动规律包括等速运动、等加速

运动、等减速运动和组合运动等。等速运动适用于从动件需要匀速

运动的情况，等加速运动适用于从动件需要加速或减速运动的情

况，而组合运动则适用于从动件需要复杂运动规律的情况。

二、凸轮轮廓曲线的确定

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凸轮轮廓曲线的确定是凸轮机构设计的核心，它决定了从动件

的运动规律。根据从动件的运动规律，设计者可以利用数学方法求

出凸轮的轮廓曲线。常用的方法有作图法、解析法和数值法等。作

图法是通过绘制从动件的运动轨迹，然后根据啮合条件绘制凸轮的

轮廓曲线；解析法是通过建立数学模型，求解凸轮轮廓曲线的方

程；数值法是通过离散化从动件的运动轨迹，求解凸轮轮廓曲线的

离散点。

三、凸轮尺寸的确定

凸轮尺寸的确定是凸轮机构设计的基础，它直接关系到机构的

强度和刚度。设计者需要根据凸轮轮廓曲线，计算凸轮的直径、宽

度等尺寸。还需要考虑凸轮的材料、热处理等因素，以保证凸轮的

耐磨性和使用寿命。

四、从动件结构