《机械设计基础》课程教学资源（教案讲义）第06次课 凸轮机构（一）

果凸轮机构（一）K411.凸轮机构的组成、特点、分类及应用2.从动件的常用运动规律及选择教学要求1.了解凸轮机构的组成、特点、分类及应用2.掌握从动件的常用运动规律；了解其冲击特性及应用教学的重点与难点重点：凸轮机构的从动件的常用运动规律。难点：从动件运动规律的选择。教学方法与手段利用工程应用案例展示其应用场合。运用模型和动画展示，帮助学生形成感性认识。教学过程组织：复习旧课：连杆机构基本类型的判断方法，连杆机构的急回特性，压力角和传动角，以及最小传动角，机构的死点。引入新课：前面讲过了低副机构，这一次课讲一种高副机构一一凸轮机构。在机构运动简图绘制里面讲过的内燃机里的配气机构就是凸轮机构。凸轮机构的应用：凸轮机构的组成：凸轮、从动件和机架一高副机构。凸轮是凸轮机构的原动件。lA2(模型演示）凸轮机构的分类：1按凸轮形状分：(1)盘形凸轮它是凸轮的最基本形式，是一个绕固定轴线转动并且具有变化半径的盘形构件。如内燃机配气凸轮机构。(2)移动凸轮当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，则成为移动凸轮，当移动凸轮沿工作直线往复运动时，推动从动件作往复运动。如靠模车削机构

第六次课 凸轮机构（一） 教学内容 1.凸轮机构的组成、特点、分类及应用 2.从动件的常用运动规律及选择 教学要求 1.了解凸轮机构的组成、特点、分类及应用 2.掌握从动件的常用运动规律；了解其冲击特性及应用 教学的重点与难点 重点：凸轮机构的从动件的常用运动规律。 难点：从动件运动规律的选择。 教学方法与手段 利用工程应用案例展示其应用场合。运用模型和动画展示，帮助学生形成感性认识。 教学过程组织： 复习旧课： 连杆机构基本类型的判断方法，连杆机构的急回特性，压力角和传动角，以及最小传动角，机构的 死点。 引入新课： 前面讲过了低副机构，这一次课讲一种高副机构——凸轮机构。在机构运动简图绘制里面讲过的内 燃机里的配气机构就是凸轮机构。 凸轮机构的应用： 凸轮机构的组成：凸轮、从动件和机架—高副机构。凸轮是凸轮机构的原动件。 （模型演示） 凸轮机构的分类： 1按凸轮形状分： (1)盘形凸轮 它是凸轮的最基本形式，是一个绕固定轴线转动并且具有变化半径的盘形构件。如内燃机配气凸轮 机构。 (2)移动凸轮 当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，则成为移动凸轮，当移动凸轮沿工作直线往复运动时，推动 从动件作往复运动。如靠模车削机构

（动画演示）(3)圆柱凸轮凸轮轮廓分布在圆柱面上，比如生产线搬运机构。1oob0e(动画演示）2.按从动件端部形状分（1)尖顶从动件这种从动件结构简单，尖顶能与复杂的凸轮轮廓保持接触，因而能实现预期的运动规律。但由于尖顶容易磨损，所以只适用于载荷较小的低速凸轮机构。(2)滚子从动件由于接触处是滚动摩擦，不易磨损，因此是一种最常用的从动件。(3)平底从动件由于平底与凸轮面间容易形成楔形油膜，能减少磨损，常用于高速重载的凸轮机构中。它的缺点是不能用于具有内凹轮廓的凸轮机构。P

（动画演示） (3)圆柱凸轮 凸轮轮廓分布在圆柱面上，比如生产线搬运机构。 （动画演示） 2.按从动件端部形状分 (1)尖顶从动件 这种从动件结构简单，尖顶能与复杂的凸轮轮廓保持接触，因而能实现预期的运动规 律。但由于尖顶容易磨损，所以只适用于载荷较小的低速凸轮机构。 (2)滚子从动件 由于接触处是滚动摩擦，不易磨损，因此是一种最常用的从动件。 (3)平底从动件 由于平底与凸轮面间容易形成楔形油膜，能减少磨损，常用于高速重载的凸轮机构 中。它的缺点是不能用于具有内凹轮廓的凸轮机构

凸轮机构的工作原理和特点：rmin5T5t5h5B2口（动画演示）1基本参数偏距圆：以凸轮转动中心○为圆心，以Oq为半径的圆称为偏距圆，从动件在运动的过程中，其速度方向将始终保持和偏距圆相切。基圆：以凸轮廓线的最小向径r0为半径所绘制的圆。推程：当凸轮以等角速度沿逆时针方向转过角度t时，从动件以一定的运动规律由离回转中心最近的位置到达最远位置，这个过程称为推程。而与推程对应的凸轮转角t称为推程运动角。远休止角：当凸轮继续回转角度s时，从动件在最远位置保持不动，os称为远休止角，回程：凸轮继续回转角度h时，从动件在重力、弹簧力或其它力的作用下，以一定的运动规律回到起始位置，这个过程称为回程，h称为回程运动角。近休止角：当凸轮继续回转角度s时，从动件在最近位置停留不动，s称为近休止角。升程h：从动件上升的最大位移。位移线图：从动件位移与凸轮转角之间的关系曲线。纵坐标代表从动件移动的位移，横坐标代表凸轮的转角（因凸轮通常是匀速转动的，因此横坐标实际上也代表时间）。52OtOn-b)

凸轮机构的工作原理和特点： （动画演示） 1基本参数 偏距圆： 以凸轮转动中心Ｏ为圆心，以Oq为半径的圆称为偏距圆，从动件在运动的过程中，其速度 方向将始终保持和偏距圆相切。 基圆：以凸轮廓线的最小向径r0为半径所绘制的圆。 推程：当凸轮以等角速度 沿逆时针方向转过角度δt 时，从动件以一定的运动规律由离回转中心最近 的位置到达最远位置，这个过程称为推程。而与推程对应的凸轮转角δt称为推程运动角。 远休止角：当凸轮继续回转角度δs 时，从动件在最远位置保持不动，δs称为远休止角。 回程：凸轮继续回转角度δh时，从动件在重力、弹簧力或其它力的作用下，以一定的运动规律回到 起始位置，这个过程称为回程， δh称为回程运动角。 近休止角：当凸轮继续回转角度δs’ 时，从动件在最近位置停留不动，δs’称为近休止角。 升程h：从动件上升的最大位移。 位移线图：从动件位移与凸轮转角之间的关系曲线。纵坐标代表从动件移动的位移 ，横坐标代表凸 轮的转角 (因凸轮通常是匀速转动的，因此横坐标实际上也代表时间)

（动画演示）从动件的位移线图取决于凸轮轮廓曲线的形状。即：从动件的不同运动规律要求凸轮具有不同的轮廓曲线。2常用的从动件运动规律（1）等速运动规律S2*61V2*Vo5串+.a24t0o810开始、停止时加速度无穷大，惯性力也无穷大，我们把加速度无穷大引起的冲击称刚性冲击。适用于低速轻载和从动件质量较小的凸轮机构。（2）等加速等减速运动规律

（动画演示） 从动件的位移线图取决于凸轮轮廓曲线的形状。即：从动件的不同运动规律要求凸轮具有不同的轮 廓曲线。 2 常用的从动件运动规律 （1）等速运动规律 开始、停止时加速度无穷大，惯性力也无穷大，我们把加速度无穷大引起的冲击称刚性冲击。适用 于低速轻载和从动件质量较小的凸轮机构。 （2）等加速等减速运动规律

6V2461ta216从动件在前半推程（回程）作等加速运动，在后半推程（回程）作等减速运动，通常加速度和减速度绝对值相等。加速度在o,m,e产生有限值的变化，发生柔性冲击，适宜于中、低速，轻载场合。（3）余弦加速度运动规律因这种运动规律的加速度为余弦函数，故称为余弦加速度运动规律。行程始末会引起柔性冲击，只适于中速场合

从动件在前半推程（回程）作等加速运动，在后半推程（回程）作等减速运动，通常加速度和减速 度绝对值相等。 加速度在o,m,e产生有限值的变化，发生柔性冲击，适宜于中、低速，轻载场合。 （3）余弦加速度运动规律 因这种运动规律的加速度为余弦函数，故称为余弦加速度运动规律。行程始末会引起柔性冲击，只 适于中速场合

V.61o此外，还有其它的加速度运动规律。为了获得更好的运动特性，可以把各种运动规律组合起来应用，组合时应保证加速度线图始终保持连续。小结：1.凸轮机构的组成、特点、分类及应用2.从动件的常用运动规律及选择作业与思考：凸轮机构的类型有哪些？在选择凸轮机构类型时应考虑哪些因素？5来券

此外，还有其它的加速度运动规律。为了获得更好的运动特性，可以把各种运动规律组合起来应 用，组合时应保证加速度线图始终保持连续。 小结： 1. 凸轮机构的组成、特点、分类及应用 2. 从动件的常用运动规律及选择 作业与思考： 凸轮机构的类型有哪些？在选择凸轮机构类型时应考虑哪些因素？