《凸轮机构学习情境》课件.pptVIP

凸轮机构学习情境本课件旨在帮助学生更好地理解凸轮机构的工作原理和应用。

凸轮机构-定义与特点定义凸轮机构是一种由凸轮、从动件和机架组成的机械机构。凸轮是具有特定形状的轮廓，从动件沿着凸轮轮廓运动，实现预期的运动规律。特点凸轮机构的特点是结构简单，运动灵活，能够实现复杂的运动轨迹，并且具有良好的可控性。

凸轮机构的优势1结构简单紧凑凸轮机构由凸轮和从动件组成，结构简洁，占用空间小。2运动精度高通过精确的凸轮轮廓设计，可以实现从动件的精确运动轨迹。3可实现复杂运动凸轮机构可以实现多种运动规律，包括直线运动、曲线运动、往复运动等。

凸轮机构的组成部分凸轮凸轮是机构的核心部件，形状决定了从动件的运动规律。从动件从动件是与凸轮直接接触的部件，通常通过滚子或滑块跟随凸轮运动。机架机架是固定凸轮和从动件的基座，为机构提供支撑。传动机构传动机构将驱动力传递到凸轮，使凸轮旋转运动。

凸轮的基本形状基本形状凸轮轮廓形状决定了从动件的运动规律，常见的形状包括圆弧、渐开线、正弦曲线等。设计参数凸轮轮廓的设计需要考虑基圆半径、升程、回程、偏心距等参数。加工精度凸轮的加工精度直接影响从动件的运动精度，因此需要采用高精度加工方法。

凸轮分类圆弧凸轮圆弧凸轮的轮廓线由圆弧组成。渐开线凸轮渐开线凸轮的轮廓线由渐开线组成。正弦凸轮正弦凸轮的轮廓线由正弦曲线组成。综合凸轮综合凸轮的轮廓线由多种曲线组成。

圆弧凸轮及其特点1简单易懂圆弧凸轮的形状简单，容易理解和设计。2加工方便圆弧凸轮的加工相对容易，成本较低。3应用广泛圆弧凸轮被广泛应用于各种机械设备中，例如自动机床和印刷机。

渐开线凸轮及其特点形状轮廓曲线为渐开线，类似齿轮齿廓，适合高速运行。运动规律跟随凸轮旋转，产生匀速或匀加速度运动，精度高。应用场景广泛应用于机械传动、自动化设备，效率高，稳定性好。

正弦凸轮及其特点平滑运动正弦凸轮提供平稳的运动，减少冲击和振动，延长机构寿命。可控速度通过调整正弦曲线参数，可以精确控制凸轮机构的速度和加速度。

综合凸轮及其特点多段曲线综合凸轮由多个不同形状的凸轮段组成，以实现更复杂的运动规律。高精度通过组合不同类型的凸轮段，可以获得高精度和复杂的运动轨迹。灵活设计可以根据实际需求调整凸轮段的形状和连接方式，实现多样化的运动控制。

凸轮轮廓设计基本原理1确定运动规律根据实际需求确定从动件的运动规律，例如匀速运动、等加速等减速运动等。2确定凸轮廓线根据运动规律和凸轮机构的几何关系，绘制出凸轮轮廓线。3优化设计对凸轮轮廓线进行优化，确保机构的平稳运行和高效率。

凸轮轮廓设计方法1图形法图形法是一种传统的凸轮轮廓设计方法，它利用几何作图的方法，根据给定的运动规律，逐点绘制出凸轮的轮廓曲线。2解析法解析法是一种利用数学公式和程序来计算凸轮轮廓的方法。它可以得到更精确的轮廓曲线，并且可以方便地进行参数化设计。3计算机辅助设计法计算机辅助设计法是现代凸轮轮廓设计的主要方法，它利用计算机软件来进行轮廓设计，并可以模拟凸轮机构的运动，从而进行优化设计。

凸轮运动规律及其分析位移速度加速度凸轮机构的运动规律是复杂的，需要进行分析才能准确地了解机构的运动特性。

凸轮机构的动力学分析1惯性力分析凸轮机构的运动过程中产生的惯性力，并考虑其对凸轮机构的影响。2力矩计算凸轮机构的运动过程中产生的力矩，并分析其对凸轮机构的平衡和稳定性的影响。3振动分析凸轮机构的运动过程中产生的振动，并采取措施减少振动，提高凸轮机构的运行效率。

凸轮机构的运动误差分析误差来源误差影响凸轮轮廓加工精度导致运动轨迹偏离理论值凸轮轴的安装误差影响从动件的运动精度凸轮与从动件的间隙产生跳动和冲击，降低机构效率

凸轮机构的加工制造精度要求凸轮机构的精度要求较高，特别是凸轮轮廓的精度，直接影响机构的运动精度和工作性能。加工方法常用的加工方法有铣削、磨削、车削等，选择合适的加工方法取决于凸轮的形状、尺寸和精度要求。材料选择凸轮机构的材料应具有良好的强度、刚度、耐磨性和耐腐蚀性，常见的材料有钢、铸铁、塑料等。加工工艺凸轮机构的加工工艺包括粗加工、精加工、热处理、表面处理等，每个环节都需要严格控制，以保证最终产品的质量。

凸轮机构的应用案例凸轮机构在机械工程领域有着广泛的应用，常见的案例包括：发动机配气机构：凸轮轴控制气门的开闭时间和行程，影响发动机的性能。自动机床的进给机构：凸轮控制刀具的运动轨迹，实现复杂零件的加工。印刷机纸张输送机构：凸轮控制纸张的运动，确保印刷过程的准确性和效率。

学习凸轮机构设计的目标掌握凸轮机构的基本原理和设计方法。能够分析凸轮机构的运动特性和动力学性能。具备独立设计凸轮机构的能力，并能解决实际工程问题。

理解凸轮机构设计的难点运动规律复杂凸轮机构的运动规律非线性，涉及复杂的数学模型和计算，需要掌握运动学和动力