依靠从动件的重力、弹簧力或其他外力
凸轮机构运动分析与设计
➢ 几何锁合凸轮机构 依靠凸轮和从动件的特殊几何形状而始终维持接触。
沟槽凸轮机构
等宽凸轮机构
凸轮机构运动分析与设计
等径凸轮机构
共轭凸轮机构
凸轮机构运动分析与设计
（4）、根据从动件的运动形式分 对心移动从动件 偏置移动从动件
摆动从动件
凸轮机构运动分析与设计
s
30
0
90 0 60 0
120
90 0
凸轮机构运动分析与设计
环节二、资讯
一、凸轮机构的应用及分类
1、凸轮机构的组成及特点
凸轮：具有曲线轮廓或凹槽的构件
组成： 从动件（推杆) :运动规律由凸轮廓线决定的构件
机架
凸轮机构运动分析与设计
凸轮机构由凸轮1、从动件2、 机架3三个基本构件组成。是一 种高副机构。通常凸轮作连续 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。
凸轮机构运动分析与设计
凸轮机构运动分析与设计
凸轮机构运动分析与设计
进刀凸轮机构
凸轮机构的优点：
只需确定适当的凸轮轮廓曲线，即可实现从动件复杂的运动 规律；结构简单，运动可靠。 缺点：从动件与凸轮接触应力大， 易磨损 用途：载荷较小的运动控凸轮制机构运动分析与设计
凸轮机构：凸轮是一个具有 曲线轮廓的构件。含有凸 轮的机构称为凸轮机构。 它由凸轮、从动件和机架 组成。
0 -
+
凸轮机构运动分析与设计
（2）、等加速等减速运动规律 运动线图
s
h/2 h/2 h
0
t/2
t/2
t
v
冲击特性：起、中、末点柔性冲击 适用场合：低速轻载
0
a
0 凸轮机构运动 析与设计
（3）、余弦加速度运动规律 运动线图
s
h
1 2 3 4 56
δt
δ
冲击特性：始、末点有软性冲击
v
间t或凸轮转角δ变化的规律。
s
A’
基圆，基圆半径rb 推程，推程运动角t
h
A
s’
D
t s
h
动画演示
0
t
B
t
s
h
s’
推程
远休止
回程
近休止
回程，回程运动角h C 休止，休止角s、s’
行程（推程或回程中移动的距离），h
运动线图：从动件的位移s、速度v、加速度a
等随时间t或凸轮转角变化的关系图。
摆动平底推杆 盘形凸轮机构
凸轮机构运动分析与设计
从动件的常用运动规律
一、凸轮机构从动件运动 规律与凸轮形状的关系
位 移 线 图 的 形 成
凸轮机构运动分析与设计
从动件的常用运动规律
反转 法求 位移 线图
凸轮机构运动分析与设计
二、从动件常用的运动规律
1、凸轮机构的基本名词术语
从动件的运动规律是指从动件的位移、速度、加速度等随时
凸轮机构运动分析与设计
凸轮机构运动分析与设计
自动送料机构
凸轮机构运动分析与设计
靠 模 车 削 机 构
凸轮机构运动分析与设计
3、凸轮机构的分类
（1）、按凸轮的形状分
盘形凸轮
移动凸轮
圆柱凸轮
凸轮绕固定轴回转
相当于机凸架轮往机复构直运线动移分动析与设可计 看成是移动凸轮卷在圆柱体上
（2）、按从动件几何形状分
学习情境四（4课时）
凸轮机构的运动分析与设计
凸轮机构运动分析与设计
能力目标：
能够正确分析凸轮机构的类型及特点并合理利用； 能够初步进行凸轮机构的设计。
凸轮机构运动分析与设计
环节一、提出工作任务
任务：设计某凸轮机构。
已 知理论轮廓基圆半径 rb=40mm，从动件的运动规律如 下图所示，凸轮逆时针转动，试用作图法设计盘形凸轮轮廓曲 线。
根据从动件的运动形式分
移动从动件凸轮机构
（对心、偏置）
摆动从动件凸轮机构
凸轮机构运动分析与设计
① 盘形凸轮——凸轮为具有变化向径的盘状构件，
凸轮绕定轴转动时，可推动从动件在垂直于凸轮轴 的平面内运动。
盘形凸轮机构
盘形凸轮实物
凸轮机构运动分析与设计
② 移动凸轮——当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远 时，盘形凸轮就演化成了移动凸轮。凸轮呈板状， 相对机架做直线运动。
尖顶从动件 滚子从动件
平底从动件
能与任意凸轮轮廓保持接触， 可实现复杂的运动规律；易磨 损，只宜用于轻载、低速
耐磨、承载大，较常用
接触面易形成油膜，利于润 滑，常 用于高速运动；配合
凸轮机构运动分析与设计 的凸轮轮廓必须全部外凸
（3）、按凸轮与从动件的锁合（维持高副接触）形式分 ➢ 力锁合凸轮机构
移动凸轮
靠模车削机构
凸轮机构运动分析与设计
③ 圆柱凸轮——凸轮是一个具有曲 线凹槽或端面曲线轮廓的圆柱，可 以看成是把移动凸轮卷成圆柱体演 化而成。
自动送料机构
凸轮机构运动分析与设计
圆柱凸轮实物
2、按从动件形状及运动类型分：
①尖顶从动件 ②滚子从动件 ③平底从动件 ④直动从动件 ⑤摆动从动件
凸轮机构运动分析与设计
作图步骤：
① 根据从动件的运动规律：作出位移线图S-δt，并等分角
度； ② 定基圆； ③ 作出推杆在反转运动中依次占据的位置点； ④ 将各位置点联接成光滑的曲线； ⑤ 在理论轮廓上再作出凸轮的实际轮廓。
凸轮机构运动分析与设计
优点：
➢结构简单、紧凑，占用空间小； ➢具有多用性和灵活性，只要恰当地设计凸轮的轮廓曲线，可使从动件实
现任意预定的运动规律。
缺点：
➢易于磨损, 多用于传力不大的场合； ➢凸轮轮廓精度高，加工难度较大； ➢从动件的行程不能过大，否则使凸轮笨重。
凸轮机构运动分析与设计
2、凸轮机构的应用
适用场合：中低速、中轻载
δ a
凸δ轮机构运动分析与设计
（4）、正弦加速度运动规律 运动线图
s
h
0 123
v
456
t
78
t
a
冲击特性：·无冲击 适用场合：高速轻载
t
凸轮机构运动分析与设计
三、凸轮轮廓轮廓设计
-
“反转法“原理
o
0 1”
‘
2” 3”
o
4”
凸轮机构运动分析与设计
作图法设计凸轮廓线
凸轮机构运动分析与设计
2、从动件常用的运动规律
从动件的运动规律的数学方程式为：
位移
S2 f()
速度 加速度
v2
dSdSd dt d dt
a2
dvdvd dt d dt
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（1）、等速运动规律
运动线图
s
位移
h
0
t
t’
v
速度
冲击特性：始点、末点刚性冲击
适用场合：低速轻载
0
a
+ 加速度
三、凸轮机构的应用举例
1、自动送料机构
凸轮机构运动分析与设计
2、内燃机配气机构
凸轮机构运动分析与设计
3、绕线机构
凸轮机构运动分析与设计
凸轮打包送书机构
凸轮机构运动分析与设计
一般凸轮机构的命名原则
布置形式＋运动形式＋推杆形状＋凸轮形状
对心直动尖顶推杆 盘形凸轮机构
偏置直动滚子推杆 盘形凸轮机构