第二章 凸轮机构
2.1 凸轮机构的组成、类型、特点及应用
2.2 从动件常用运动规律及选择
2.3 凸轮轮廓的设计
2.4 用解析法设计凸轮廓线
2.5 凸轮机构基本尺寸的确定
? 组成
– 凸轮、从动件、机架
– 类型
? 特点
? 应用
2.1 凸轮机构的组成、类型、及应用
凸轮机构的类型
1） 按凸轮的形状分类
盘状凸轮 plate cam
楔形移动凸轮 wedge cam
柱状凸轮 cylindrical cam
2）按从动件与凸轮的接触形式分类
尖底从动件 a knife edge follower
曲面从动件 a curved-shoe follower
滚子从动件 a roller follower
平底从动件 a flat-face follower
5）反凸轮机构
凸轮机构的类型
3 ）按从动件的运动形式分类
往复移动凸轮机构 reciprocating
摆动凸轮机构 oscillating
4）按锁合方法分类
力封闭（弹簧,重力）
形封闭（槽形、等宽矩形、等径、共轭）
1）结构简单，紧凑、构件少
2）可实现复杂的从动件运动规律
3）高副接触、不能承受较大的力
凸轮机构的特点
1）进行位置的操纵控制
2）实现特定的运动规律
3）实现运动与动力的双
重要求
4）实现复杂的运动轨迹
凸轮机构的应用
2.2 从动件的常用运动规律
2.2.1 等速运动规律
2.2.2 等加速等减速运动规律
2.2.3 简谐运动规律
2.2.4 摆线运动规律 (正弦加速度运动
规律 )
2.2.5 3-4-5 多项式运动规律
推程、推程角 （ rise,rise angle）
停歇 （ dwell）
从动件升距 （ stroke）
回程,回程角 （ return,return angle）
基圆 (base circle)
压力角 (pressure angle)
2.2.1 基础概念
2.2.1 等速运动规律
2.2.2 等加速等减速运动规律
质点在圆周上作
匀速运动时，它
在这个圆的直径
上的投影所构成
的运动。
2.2.3 简谐运动规律
特点：有柔性冲击，适
用于中速场合。
2.2.4 摆线运动规律 (正弦加速度运动规律 )
一个滚圆在直线上
匀速纯滚动时，
圆周上一点所描
摆线轨迹在直线
上投影点的运动
规律。
特点：无刚性冲击、
柔性冲击，适用于
高速场合
位移曲线方程：
s =c0+c1?
+c2?2+...+cn?n
2.2.5 3-4-5 多项式运动规律
2.3 凸轮轮廓的设计
2.3.1 反转法的基本原理
2.3.2 用作图法设计凸轮轮廓
2.3.3凸轮设计中的几个问题
2.3.4 凸轮设计实例分析
凸轮机构的设计步骤
1、合理选择凸轮和从动件的形式，确定
从动件的运动规律
2、确定凸轮的基圆半径
3、设计凸轮的轮廓
4、分析凸轮轮廓是否合理
5、设计结构和材料选择。
2.3.2 用作图法设计凸轮轮廓
设计规律
1）做出基圆，选定从动件初始位置
2）等分圆与位移 -转角曲线
3）求出外廓的一系列位置
4）连结并平滑，得到凸轮轮廓
5）检查几个问题（压力角 …,..）
2.3.3 凸轮设计中的几个问题
1）凸轮机构的压力角与自锁 （图 2-22）
2）凸轮机构的压力角与基圆半径 （图 2-23）
3）从动件运动失真 （图 2-24）
2.3.4 凸轮设计实例分析1）问题的提出：（图 2-24）
绕线机：绕线时，线需沿着轴向匀速移动
2）问题的分析
绕线移动速度的求解
3）运动规律
凸轮转速与主轴速比的求解
4）设计方法与步骤
作业：
2-7
2.1 凸轮机构的组成、类型、特点及应用
2.2 从动件常用运动规律及选择
2.3 凸轮轮廓的设计
2.4 用解析法设计凸轮廓线
2.5 凸轮机构基本尺寸的确定
? 组成
– 凸轮、从动件、机架
– 类型
? 特点
? 应用
2.1 凸轮机构的组成、类型、及应用
凸轮机构的类型
1） 按凸轮的形状分类
盘状凸轮 plate cam
楔形移动凸轮 wedge cam
柱状凸轮 cylindrical cam
2）按从动件与凸轮的接触形式分类
尖底从动件 a knife edge follower
曲面从动件 a curved-shoe follower
滚子从动件 a roller follower
平底从动件 a flat-face follower
5）反凸轮机构
凸轮机构的类型
3 ）按从动件的运动形式分类
往复移动凸轮机构 reciprocating
摆动凸轮机构 oscillating
4）按锁合方法分类
力封闭（弹簧,重力）
形封闭（槽形、等宽矩形、等径、共轭）
1）结构简单，紧凑、构件少
2）可实现复杂的从动件运动规律
3）高副接触、不能承受较大的力
凸轮机构的特点
1）进行位置的操纵控制
2）实现特定的运动规律
3）实现运动与动力的双
重要求
4）实现复杂的运动轨迹
凸轮机构的应用
2.2 从动件的常用运动规律
2.2.1 等速运动规律
2.2.2 等加速等减速运动规律
2.2.3 简谐运动规律
2.2.4 摆线运动规律 (正弦加速度运动
规律 )
2.2.5 3-4-5 多项式运动规律
推程、推程角 （ rise,rise angle）
停歇 （ dwell）
从动件升距 （ stroke）
回程,回程角 （ return,return angle）
基圆 (base circle)
压力角 (pressure angle)
2.2.1 基础概念
2.2.1 等速运动规律
2.2.2 等加速等减速运动规律
质点在圆周上作
匀速运动时，它
在这个圆的直径
上的投影所构成
的运动。
2.2.3 简谐运动规律
特点：有柔性冲击，适
用于中速场合。
2.2.4 摆线运动规律 (正弦加速度运动规律 )
一个滚圆在直线上
匀速纯滚动时，
圆周上一点所描
摆线轨迹在直线
上投影点的运动
规律。
特点：无刚性冲击、
柔性冲击，适用于
高速场合
位移曲线方程：
s =c0+c1?
+c2?2+...+cn?n
2.2.5 3-4-5 多项式运动规律
2.3 凸轮轮廓的设计
2.3.1 反转法的基本原理
2.3.2 用作图法设计凸轮轮廓
2.3.3凸轮设计中的几个问题
2.3.4 凸轮设计实例分析
凸轮机构的设计步骤
1、合理选择凸轮和从动件的形式，确定
从动件的运动规律
2、确定凸轮的基圆半径
3、设计凸轮的轮廓
4、分析凸轮轮廓是否合理
5、设计结构和材料选择。
2.3.2 用作图法设计凸轮轮廓
设计规律
1）做出基圆，选定从动件初始位置
2）等分圆与位移 -转角曲线
3）求出外廓的一系列位置
4）连结并平滑，得到凸轮轮廓
5）检查几个问题（压力角 …,..）
2.3.3 凸轮设计中的几个问题
1）凸轮机构的压力角与自锁 （图 2-22）
2）凸轮机构的压力角与基圆半径 （图 2-23）
3）从动件运动失真 （图 2-24）
2.3.4 凸轮设计实例分析1）问题的提出：（图 2-24）
绕线机：绕线时，线需沿着轴向匀速移动
2）问题的分析
绕线移动速度的求解
3）运动规律
凸轮转速与主轴速比的求解
4）设计方法与步骤
作业：
2-7
