5.1 凸轮机构的应用及其分类
一、概述
1、组成
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。
5.1 凸轮机构的应用及其分类
2、特点
优点:只要正确地设计和制造出凸轮的轮廓曲线，就能把凸 轮的回转运动准确可靠地转变为从动件所预期的复杂运动 规律的运动;且凸轮机构结构简单、紧凑、运动可靠。 缺点:凸轮与从动件之间为点或线接触，故难以保持良好的 润滑，容易磨损。
5.1 凸轮机构的应用及其分类
二、凸轮机构的分类
1、按凸轮形状分类：
① 盘形凸轮机构——平面凸轮机构 ② 移动凸轮机构——平面凸轮机构 ③ 圆柱凸轮机构——空间凸轮机构
5.1 凸轮机构的应用及其分类
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。
对应于从动件各个阶段的运动，凸
轮所转过的转角分别称为推程运动
角 、0 远休止角 、s 回程运动角 、 0'
近休止角
。'
s
从动件在推程或回程中移动的距离 h称为行程。
5.2 从动件的常用运动规律
以从动件的位移s为纵坐标，对应的凸轮转角δ或时间t（凸轮 匀速转动时，转角δ与时间t成正比）为横坐标，可以绘出一 个工作循环内的位移线图。
5.2 从动件的常用运动规律
3.简谐运动规律:是指从动件加速度按余弦规律变化的运动 规律,也称为余弦加速度运动规律。其位移曲线为简谐曲线， 速度曲线为正弦曲线，加速度曲线为余弦曲线。
运动特点:在推程始末 点处仍有加速度的有限 值的突变，即存在“柔 性冲击”，因此只适用 于中、低速。但若从动 件作无停歇的升—降— 升型连续运动，则加速 度曲线为光滑连续的余 弦曲线，消除了“柔性
5.2 从动件的常用运动规律
二、凸轮机构从动件运动规律
从动件的运动规律是指其位移s、速度v和加速度a等随凸轮 转角 （时间t）而变化的规律。这种规律可用方程表示，也
可用线s图表示s。(t) v v(t) a a(t)
从动件的运动规律取决于凸轮的轮廓形状，反之，设计凸轮 机构时，应首先根据工作要求确定从动件的运动规律，再据 此来设计凸轮的轮廓曲线。
对心直动从动件b 、偏置直 动从动件) ② 摆动从动件凸轮机构
①a
①b
②
5.1 凸轮机构的应用及其分类
4、按凸轮与从动件维持高 ① 力锁合凸轮机构
副接触的方法分：
② 形锁合凸轮机构
利用重力
利用弹簧力
利用几何形状 1 2 3
5.1 凸轮机构的应用及其分类
三、凸轮机构的应用举例
1、自动送料机构
5.1 凸轮机构的应用及其分类 2、内燃机配气机构
自动送料机 构
圆柱凸轮实 物
5.1 凸轮机构的应用及其分类
2、按从动件末端形状分类： ① 尖顶推杆凸轮机构 ② 滚子推杆凸轮机构 ③ 平底推杆凸轮机构
5.1凸轮机构的应用及其分类
①尖顶从动 件凸轮机构
②滚子从动 件凸轮机构
③平底从动 件凸轮机构
5.1 凸轮机构的应用及其分类
3、按从动件的运动形式为： ① 直动从动件凸轮机构（a、
5.2 从动件的常用运动规律
其它运动规律:摆线运动规律、多项式运动规律、 组合运动规律等。 从动件运动规律的选择应满足机械的工作要求，还 应使凸轮机构具有良好的动力特性，使所设计的凸 轮轮廓线便于加工。
盘形凸轮机 构
盘形凸轮实 物
5.1 凸轮机构的应用及其分类
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。
移动凸轮
靠模车削机 构
5.1 凸轮机构的应用及其分类
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。
5.1 凸轮机构的应用及其分类 3、绕线机构
5.2 从动件的常用运动规律
一、凸轮机构的运动循环和基本概念
' 0
近休止
推程
远休止
回程
凸轮的实际轮廓为ABCDA。凸轮的最小向径称为基圆半
径，用rb表示。
5.2 从动件的常用运动规律
一、凸轮机构的运动循环和基本概念
凸轮回转一周完成一个工作循环， 从动件经历推程—远休止—回程— 近休止四个阶段。
5.2 从动件的常用运动规律
2、等加速等减速运动规律:是指从动件在一个行程中，前半 行程作等加速运动，后半行程作等减速运动的运动规律。
运动特点:在推程的始末 点和前、后半程的交接处， 加速度有突变，因而惯性 力也产生突变，但它们的 大小及突变量均为有限值， 由此将对机构造成有限大 小的冲击，这种冲击称为 “柔性冲击”。在高速情况 下，柔性冲击仍会引起相 当严重的振动、噪声和磨
从动件的常用运动规律
1、等速运动规律：是指从动件在推程或回程的运动速度为常 数的运动规律。凸轮以等角速度转动，从动件在推程中的行程 为h。从动件作等速运动规律的运动线图如图所示。其位移曲 线为斜直线，速度曲线为平直线，加速度曲线为零线。
5.2 从动件的常用运动规律
运动特点:从动件在推程始末两点、处，速度有突变， 瞬时加速度理论上为无穷大，因而产生理论上亦为无穷大的 惯性力。而实际上，由于构件材料的弹性变形，加速度和惯 性力不至于达到无穷大，但仍会对机构造成强烈的冲击，这 种冲击称为“刚性冲击”。因此，单独采用这种运动规律时， 只能用于凸轮转速很低以及轻载的场合。
第5章 凸轮机构
一、基本内容： 1.凸轮机构的结构、特点、类型及应用； 2.从动件的常用运动规律及其选择； 3.图解法绘制凸轮轮廓曲线； 4.凸轮机构基本尺寸的确定。
第5章 凸轮机构
二、学习要求： 1.了解凸轮机构的结构、特点、类型及应用； 2.了解从动件的常用运动规律及其选择； 3.掌握图解法绘制从动件位移曲线及凸轮轮廓 曲线； 4.了凸轮机构基本尺寸的确定方法。