凸轮机构的应用和分类
1-凸轮 2-气阀 3-内燃机壳体
凸轮机构的分类 1、按凸轮的形状分类
凸轮机构的应用和分类
盘形凸轮
移动凸轮
圆柱凸轮
盘形凸轮：结构简单，易于加工。应用最为广泛
移动凸轮：可视为盘形凸轮的回转轴心处于无穷远处时演化 而成的
圆柱凸轮：空间凸轮机构
2、按从动件的形状分类
凸轮机构的应用和分类
1-圆柱凸轮 3-滚子
2-摆杆
凸轮机构的应用和分类
凸轮：具有特定曲线轮廓或沟槽的构件，通常在 机构运动中作主动件。 从动件：与凸轮接触并被直接推动的构件。 机架：支撑凸轮和从动件的构件。
凸轮
从动件
高副机构
机架
凸轮机构的应用
1、实现预期的位置要求
这种自动送料凸轮机构， 能够完成输送毛坯到达 预期位置的功能，但对 毛坯在移动过程中的运 动没有特殊的要求
力，使从动件与凸轮廓线始终保持接触
(2) 型锁合：利用构成高副元素本身的几何形状， 使从动件与凸轮始终接触。
盘形槽凸轮机构
通过其沟槽两侧 的廓线始终保持 与从动件接触。
凸轮机构的应用和分类
等宽凸轮机构
凸轮廓线上任意两条 平行切线间的距离都 相等，且等于从动件 矩形框架2内侧两个平
底之间的距离H。
触时，引导从动件由最远位置返回到位移的起始位置。 从动件的这一运动行程称回程，此过程对应凸轮所转过 的角度称为回程角Φ/。
• 近休止与近休止角: 当凸轮廓线上对应的圆弧段
与从动件接触时，从动件处于位移的起始位置，静止 不动，这一过程称为近休止。此过程对应凸轮所转过 的角度称为近休止角Φ/s 。
从动件常用运动规律
如图所示为内燃机中的配气 凸轮机构。内燃机在燃烧过程中， 驱动凸轮轴及其上的凸轮转动， 并通过凸轮的曲线轮廓推动气阀 2按特定的规律往复移动，从而 达到控制燃烧室中进、排气的功 能。
1-凸轮 2-气阀 3-内燃机壳体
如图所示为自动机床中 的进刀凸轮机构。
凸轮机构的应用和分类
当圆柱凸轮绕其轴线转动 时，通过其沟槽与摆杆一 端的滚子接触，并推动摆 杆绕固定轴按特定的规律 作往复摆动，同时通过摆 杆另一端的扇形齿轮驱动 刀架实现进刀或退刀运动。
凸轮机构的应用和分类
等径凸轮机构 过凸轮轴心O所作任一
径向线上与凸轮相接触的 两滚子中心间的距离处处 相等。
等宽与等径凸轮，其 从动件运动规律的选择 或设计会受到一定的限 制。
共轭凸轮机构
凸轮机构的应用和分类
主凸轮1推动 从动件完成沿逆 时针方向正行程 的摆动，另一个 凸轮1/推动完成沿 顺时针方向的反 行程的摆动。这 种凸轮机构又称 为主回凸轮机构
凸轮机构的应用和分类
反凸轮机构
摆杆为主动件，凸 轮为从动件
§7.2 从动件的运动规律
基本概念 从动件的常用运动规律 运动规律特性分析 选择或设计运动规律时需注意的问题 组合型运动规律简介
基本概念 • 从动件的运动规律
从动件的运动规律
在凸轮廓线的推动下，从动件的位移、速度、加 速度、跃度（加速度对时间的导数）随时间变化的 规律，常以图线表示，又称为从动件运动曲线。
尖端能以任意复杂的凸轮轮廓 保持接触，从而使从动件实现 任意的运动规律。但尖端处极 易磨损，只适用于低速场合。
尖底从动件
凸轮机构的应用和分类
凸轮与从动件之间为滚动摩 擦，因此摩擦磨损较小，可 用于传递较大的动力。
滚子从动件
凸轮机构的应用和分类
从动件与凸轮之间易形成 油膜，润滑状况好，受力 平稳，传动效率高，常用 于高速场合。但与之相配 合的凸轮轮廓须全部外凸。
凸轮机构的应用和分类
自动送料凸轮 1-圆柱凸轮 2-直 动从动件 3-毛坯
2、实现预期的运动规律要求
凸轮机构的应用和分类
这种凸轮在运动中能推 动摆动从动件2实现均匀 缠绕线绳的运动学要求。
绕线机凸轮
1-凸轮 2-摆动从 动件 3-线轴
3、实现运动和动力特性要求
这种凸轮机构能够实现气 阀的运动学要求，并且具 有良好的动力学特性。
路移动的最大位移称为升距h。
从动件的运动规律
从动件的运动规律
• 远休止与远休止角： 当凸轮廓线上对应的圆弧段与
从动件接触时，从动件在距凸轮轴心的最远处静止不动。 这一过程称为远休止，此过程对应凸轮所转过的角度称为 远休止角Φs 。
从动件的运动规律
• 回程与回程角: 当凸轮廓线上的曲线段与从动件接
平底从动件
3、按从动件的运动形式分类
直动从动件
从动件作往复移 动对心直动从动件
偏置直动从动件
摆动从动件
从动件作往复摆动， 其运动轨迹为一段 圆弧。
凸轮机构的应用和分类
凸轮机构的应用和分类
4、按凸轮与从动件维持接触的方式分类
(1)力锁合：利用从动件自身重力、回复弹簧力或其它外
第七章 凸轮机构
凸轮机构：是一种高副机构。 广泛应用于各种机械，尤其 是自动机械中。
第七章 凸轮机构
•凸轮机构的应用和分类 •从动件的运动规律 •平面凸轮廓线设计 •平面凸轮机构基本尺寸的确定
§7.1 凸轮机构的应用和分类
凸轮机构的组成 凸轮机构的应用 凸轮机构的分类
凸轮机构的组成
凸轮机构的应用和分类
一般假定凸轮轴作等速运转，故凸轮转角与时间 成正比，因此凸轮机构从动件的运动规律通常又可 以表示为凸轮转角的函数。
从动件的运动规律
尖底直动从动件的位移曲线
• 基圆：凸轮上具有最小半径ro
的圆
• 推程与推程角：当凸轮廓线
上的曲线段与从动件接触时， 推动从动件沿导路由起始位置 运动到离凸轮轴心最远的位置。 从动件的这一运动行程称为推 程。此过程对应凸轮所转过的 角度称为推程角Φ，从动件沿导
1. 一次多项式
从动件的运动规律
一次多项式运动规律的一般表达式为
s C0 C1 由于一次多项式函数的一阶导数 为常数，故通常又称为等速运动规律。其运动
方程和运动线图如下所示
推程运动方程
s h
v
a0
从动件的运动规律
等速运动规律运动线图
从动件的运动规律
一、多项式运动规律
设从动件的位移为s，凸轮转角为 ，则多项式运
动规律的一般表达式为
s C0 C1 C2 2 Cn n
根据对从动件运动规律的具体要求，确定相应的 边界条件代入上式，求出待定系数，即可推导出 各种多项式运动规律。 下面分别推导工程中经常采用的几种多项式运动 规律方程。