1、 傳動機構之二傳動機構之二凸輪機構凸輪機構一、考試要求一、考試要求專業專業了了 解解理解理解掌掌 握握機械機械1.1.了解凸輪機構的分類、了解凸輪機構的分類、特點和應用。特點和應用。2.2.了解壓力角、基圓半了解壓力角、基圓半徑、滾子半徑、行程等徑、滾子半徑、行程等參數對機構工作性能的參數對機構工作性能的影響。影響。理解壓力角、基理解壓力角、基圓半徑、滾子半圓半徑、滾子半徑、行程等參數徑、行程等參數的概念。的概念。 掌握從動件具有等速運動掌握從動件具有等速運動規律和等加速等減速運動規律和等加速等減速運動規律凸輪機構的工作特點、規律凸輪機構的工作特點、應用場合。應用場合。機電機電1.1.了解凸輪

2、機構的分類、了解凸輪機構的分類、特點和應用。特點和應用。2.2.了解壓力角、基圓半了解壓力角、基圓半徑、滾子半徑、行程等徑、滾子半徑、行程等參數對機構工作性能的參數對機構工作性能的影響。影響。理解壓力角、基理解壓力角、基圓半徑、滾子半圓半徑、滾子半徑、行程等參數徑、行程等參數的概念。的概念。 掌握從動件具有等速運動掌握從動件具有等速運動規律和等加速等減速運動規律和等加速等減速運動規律凸輪機構的工作特點、規律凸輪機構的工作特點、應用場合。應用場合。二、本章節近年考點分析二、本章節近年考點分析專業專業20092009年年20102010年年20112011年年機械機械1.1.凸輪機構基本參數的凸輪

3、機構基本參數的作圖（問答題）作圖（問答題）2.2.壓力角、行程的計算壓力角、行程的計算（問答題）（問答題）3.3.凸輪機構中參數對性凸輪機構中參數對性能的影響（問答題）能的影響（問答題）1.1.凸輪機構壓力凸輪機構壓力角的計算（計算角的計算（計算題）題） 2.2.偏心距的計算偏心距的計算 （計算題）（計算題）1.1.凸輪機構基圓、位移曲線的凸輪機構基圓、位移曲線的作圖（問答題）作圖（問答題）2.2.壓力角、時間、速度的計算壓力角、時間、速度的計算（問答題）（問答題）3.3.輪廓上某點產生的沖擊輪廓上某點產生的沖擊 （問答題）（問答題）機電機電1.1.凸輪機構基本參數的凸輪機構基本參數的作圖（問

4、答題）作圖（問答題）2.2.壓力角、行程的計算壓力角、行程的計算（問答題）（問答題）3.3.凸輪機構中參數對性凸輪機構中參數對性能的影響（問答題）能的影響（問答題）1.1.凸輪機構壓力凸輪機構壓力角的計算（計算角的計算（計算題）題） 2.2.偏心距的計算偏心距的計算 （計算題）（計算題）1.1.凸輪機構基圓、位移曲線的凸輪機構基圓、位移曲線的作圖（問答題）作圖（問答題）2.2.壓力角、時間、速度的計算壓力角、時間、速度的計算（問答題）（問答題）3.3.輪廓上某點產生的沖擊輪廓上某點產生的沖擊 （問答題）（問答題）凸輪機構的應用和分類凸輪機構的應用和分類一、一、凸輪機構的應用凸輪機構的應用1、組

5、成：凸組成：凸 輪輪個具有個具有曲線輪廓曲線輪廓或或凹槽凹槽的構件。的構件。 從動件從動件被被凸輪直接推動凸輪直接推動的構件。的構件。 機機 架架相對于支撐物體相對于支撐物體固定不動固定不動的構件。的構件。凸輪機構的應用和分類凸輪機構的應用和分類一、一、凸輪機構的應用凸輪機構的應用優點：優點：（1）可使可使從動件得到各種預期的運動規從動件得到各種預期的運動規律律。也也就是可以就是可以任意任意擬定從動件的運動規律，擬定從動件的運動規律，用于用于從從動件運動規律要求嚴動件運動規律要求嚴格。格。（2）結構緊湊、簡單。）結構緊湊、簡單。2 、特點：、特點：凸輪機構的應用和分類凸輪機構的應用和分類一、一

6、、凸輪機構的應用凸輪機構的應用缺點：缺點：（1）高副高副接觸，易于磨損，不易潤接觸，易于磨損，不易潤滑，滑，多多用于傳遞力不太大的場合。用于傳遞力不太大的場合。（2）可高速啟動（平底式）動作準確可）可高速啟動（平底式）動作準確可靠，靠，加加工比較困難工比較困難。（3）從動件行程不宜過大從動件行程不宜過大，否則會使凸輪變得笨重。，否則會使凸輪變得笨重。 2 、特點：、特點：二、二、 凸輪機構的分類凸輪機構的分類 1 1、按凸輪的形狀分、按凸輪的形狀分：盤形凸輪和柱體凸輪盤形凸輪和柱體凸輪 盤形凸輪：僅具有徑向尺寸變化，并繞其軸線旋轉的凸輪。盤形凸輪：僅具有徑向尺寸變化，并繞其軸線旋轉的凸輪。 盤

7、形凸輪是一個具有盤形凸輪是一個具有徑向尺寸變化徑向尺寸變化的圓盤形構件，結構簡的圓盤形構件，結構簡單，是凸輪的基本形式。單，是凸輪的基本形式。盤形凸輪種類：盤形外輪廓凸輪和盤形槽凸輪。盤形凸輪種類：盤形外輪廓凸輪和盤形槽凸輪。 盤形外輪廓凸輪：利用外輪廓推動從動件。盤形外輪廓凸輪：利用外輪廓推動從動件。 盤形槽凸輪：利用曲線溝槽推動從動件。盤形槽凸輪：利用曲線溝槽推動從動件。 盤形凸輪作等速回轉時，從動件在盤形凸輪作等速回轉時，從動件在垂直垂直凸輪軸線的平面凸輪軸線的平面內運動（往復移動或擺動），所以是內運動（往復移動或擺動），所以是平面凸輪。機構是平面凸輪。機構是平面凸輪機構。平面凸輪機構。

8、盤形凸輪特點：（1）依靠回轉半徑的變化回轉半徑的變化推動從動件移動或擺從動件移動或擺動動，但從動件行程不宜過大行程不宜過大，否則會引起凸輪徑向尺凸輪徑向尺寸變寸變化化過大過大，增大了機構的結構尺寸，不利于機構正增大了機構的結構尺寸，不利于機構正常工常工作作。（2）結構簡單，適用于從動件行程或擺動較小從動件行程或擺動較小的場合。（1）演化方式：盤形凸輪的回轉中心趨于無窮遠處，即r；（3）應用：靠模仿形機械（4）移動凸輪機構也是平面凸輪機構（2）凸輪從回轉運動往復直線移動盤形凸輪的演變：移動凸輪移動凸輪柱體凸輪柱體凸輪的分類：圓柱凸輪和端面凸輪圓柱凸輪和端面凸輪端面凸輪：端面凸輪：輪廓曲線位于圓柱

9、端部圓柱端部并繞其軸線旋轉的凸輪。圓柱凸輪圓柱凸輪：輪廓曲線位于圓柱面上圓柱面上并繞其軸線旋轉的凸輪，圓柱凸輪是具有曲線溝槽的圓柱體構件。特點：（1）圓柱凸輪和端面凸輪統稱柱體凸輪；（2）凸輪等速回轉時，從動件在平行于凸輪軸線的平面內運動，是空間凸輪機構；（3）從動件可以通過直徑不大的柱體凸輪）從動件可以通過直徑不大的柱體凸輪獲得較大的行程。獲得較大的行程?！締栴}一問題一】 凸輪機構的類型及特點凸輪機構的類型及特點例1 以下各凸輪機構中，從動件可以獲得較大行程（或擺動）范圍的是（ ）。A.盤形凸輪機構 B.移動凸輪機構 C.板狀凸輪機構 D.柱體凸輪機構 本題為從主動件形狀的角度對凸輪機構進行

10、分類。移動凸輪又稱板狀凸輪，它實際上相當于回轉半徑趨于無窮大的盤形凸輪機構，為避免機構笨重和不緊湊，其從動件的運動范圍不宜過大；柱體凸輪機構（圓柱或端面）其從動件運動范圍僅與主動件回轉一周時沿著軸向方向的距離大小有關，而與柱體的直徑大小無關。因此其從動件可以在結構緊湊的前提下獲得較大的運動范圍。D D （一）問題探究（一）問題探究1.（判斷題）在柱體凸輪機構中，從動件可以通過直徑不大的圓柱凸輪或端面凸輪獲得較大的行程。 2. 車床主軸箱內的變速操縱機構為使撥叉得到較大行程的左右往復移動以撥動三聯滑移齒輪沿軸向滑動，應采用（ ）凸輪機構。 A.圓柱 B.移動 C.盤形 D.以上答案均可能A問題二

11、、凸輪機構的應用問題二、凸輪機構的應用例例3 3 以下各機構中，不屬于凸輪機構應用的是 。A.內燃機氣閥控制機構 B.自動車床刀架進給機構 C.自動車床靠模機構 D.沖床自動轉位機構凸輪機構應用較為廣泛,常用于輕載、低速的自動或半自動機的控制場合。內燃機氣閥控制機構為盤形凸輪機構、自動車床刀架進給機構為柱體凸輪機構、自動車床靠模機構為移動凸輪機構的應用，而沖床自動轉位機構為棘輪機構的應用。D D 1下列機構中應用凸輪機構的是 繞線器 電影放映機 抽水機 港口起重機A2.如圖2所示為縫紉機的挑線機構，試分析該機構的工作原理。該該裝置應用了柱體凸輪機構。其工作原理為：從動裝置應用了柱體凸輪機構。其

12、工作原理為：從動件挑線件挑線桿桿2 2末末端端A A的滾子嵌在圓柱凸輪的滾子嵌在圓柱凸輪1 1的的槽中，當凸輪槽中，當凸輪1 1轉動時轉動時，迫使桿，迫使桿2 2繞定繞定點點A A上上下擺動，不斷地把桿上下擺動，不斷地把桿上B B處處孔中的孔中的線挑出一線挑出一定長定長度，供縫紉使度，供縫紉使用。用。方法規律：方法規律：凸輪機構常用于輕載、低速的自動或半自動機的控制場合。在實際中必須視具體情況進行判斷。二、二、 凸輪機構的分類凸輪機構的分類 2 2、按從動件端部型式分、按從動件端部型式分：尖頂式、滾子式、平底式和曲面式四種：尖頂式、滾子式、平底式和曲面式四種3 3、按從動件運動形式分、按從動件

13、運動形式分：移動式和擺動式：移動式和擺動式三、三、 按從動件端部形式分類機構特點按從動件端部形式分類機構特點 尖頂式：尖頂式：可準確實現任意運動規律，為點接可準確實現任意運動規律，為點接觸，易磨損，傳力小，承載能力小，結構簡觸，易磨損，傳力小，承載能力小，結構簡單，速度低，傳動靈敏的場合。單，速度低，傳動靈敏的場合。 滾子式：滾子式：滾子接觸。摩擦阻力小，不易磨損。滾子接觸。摩擦阻力小，不易磨損。承載能力較大。運動規律有局限性，滾子軸承載能力較大。運動規律有局限性，滾子軸處有間隙處有間隙 不宜高速，結構較復雜，為線接觸不宜高速，結構較復雜，為線接觸平底式：平底式：結構緊湊，潤滑性能好，摩擦阻力

14、結構緊湊，潤滑性能好，摩擦阻力小，適用于小，適用于高速高速。凸輪輪廓表面不允許有凹。凸輪輪廓表面不允許有凹形，運動受到一定限制。形，運動受到一定限制。曲面式：曲面式：介于滾子式和平底式之間。介于滾子式和平底式之間。（一）探析問題（一）探析問題 完成列表：完成列表：分類分類方法方法類型類型特點特點凸輪凸輪形狀形狀分分平面平面盤盤形形移移動動空間空間柱柱體體從動從動件形件形式分式分尖頂式尖頂式滾子式滾子式平底式平底式曲面式曲面式依據回轉半徑的變化推動從動件移動或擺動，只能用于行程依據回轉半徑的變化推動從動件移動或擺動，只能用于行程較小時否則輪廓的徑向尺寸變化太大，結構簡單，應用廣泛。較小時否則輪廓

15、的徑向尺寸變化太大，結構簡單，應用廣泛。相當于半徑無限大的盤形凸輪，凸輪作往復直線移動，凸輪相當于半徑無限大的盤形凸輪，凸輪作往復直線移動，凸輪曲線輪廓推動從動件運動，多用于靠模仿形機械中。曲線輪廓推動從動件運動，多用于靠模仿形機械中。相當于板狀凸輪卷在圓柱體上形成的，從動件僅作軸向移動。相當于板狀凸輪卷在圓柱體上形成的，從動件僅作軸向移動。結構簡單、緊湊，可準確地實現任意運動規律，易磨損，承結構簡單、緊湊，可準確地實現任意運動規律，易磨損，承載能力小，多用于傳力小、速度低、傳動靈敏的場合。載能力小，多用于傳力小、速度低、傳動靈敏的場合。滾子接觸，摩擦阻力小，不易磨損，承載能力較大；但運動滾子

16、接觸，摩擦阻力小，不易磨損，承載能力較大；但運動規律有局限性，滾子軸處有間隙，不宜高速。規律有局限性，滾子軸處有間隙，不宜高速。結構緊湊，潤滑性能好，摩擦阻力較小，適用于高速；但凸結構緊湊，潤滑性能好，摩擦阻力較小，適用于高速；但凸輪輪廓不允許呈凹形，因此運動規律受到一定限制。輪輪廓不允許呈凹形，因此運動規律受到一定限制。介于滾子形式與平底形式之間。介于滾子形式與平底形式之間。 例：例：結構緊湊，潤滑性能好，摩擦阻力較小，適用于高速凸輪機構的從動件類型是（ ）。 A曲面式 B.尖頂式 C.滾子式 D.平底式本題為從從動件形狀不同對凸輪進行分類。尖頂式、滾子式、平底式及曲面式由于各自接觸的情況不

17、同，使其具有不同的特點。平底從動件由于其與凸輪間易于行程楔形縫隙而易于行程楔形油膜，而改善了潤滑條件，因此可用于高速啟動。 D D 1.（判斷題）由于工作阻力小，不易磨損，故滾子式凸輪機構特別適用于高速場合。 2.（選擇題）傳動的承載力較大，速度要求不高的凸輪機構常應用的從動件形式為 A.尖頂式 B. 滾子式 C. 平底式 D. 曲面式B B 【鞏固練習鞏固練習】1.含有 的機構稱為凸輪機構。凸輪機構主要由 、 和 三個基本構件組成。在凸輪機構中，凸輪通常為 件并作 或 。2.僅具有 尺寸變化并繞其 旋轉的凸輪稱為盤形凸輪,盤形凸輪分為 和 兩種。3.當盤形凸輪的回轉中心趨于 時，即成為移動凸輪,移動凸輪通常作 運動，多用于 機械中。4. 凸輪和 凸輪統稱柱體凸輪。5.凸輪從動件與凸輪的接觸形式有 、 、 、 等四種，在傳力較大的機構中，應采用 式。凸輪凸輪凸輪凸輪從動件從動件機架機架主動件主動件等速轉動等速轉動移動移動徑向徑向軸線軸線盤形外輪廓凸輪盤形外輪廓凸輪盤形槽凸輪盤形槽凸輪無窮遠無窮遠往復直線移動往復直線移動靠模仿形機械靠模仿形機械圓柱圓柱