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1、机械设计基础课件第三章凸轮机构目录CONTENTS凸轮机构概述凸轮机构的工作原理凸轮机构的设计凸轮机构的优化与改进凸轮机构的发展趋势与展望01凸轮机构概述CHAPTER总结词凸轮机构是一种常见的机械传动机构，由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。它具有结构简单、紧凑、传动效率高等特点，因此在各种机械传动系统中得到广泛应用。详细描述凸轮机构是一种常见的机械传动机构，主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。凸轮通常是一个具有曲线轮廓的盘形或圆柱形零件，从动件则是一个与凸轮轮廓相接触的构件，机架则是用来支撑和固定凸轮和从动件的构件。凸轮机构通过凸轮的转动来驱动从动件运动，从而实现各种复杂的运动规律
2、和运动轨迹。由于其结构简单、紧凑、传动效率高等特点，因此被广泛应用于各种机械传动系统中，如内燃机、压缩机、印刷机、纺织机等。凸轮机构的定义与特点凸轮机构的分类总结词：凸轮机构可以根据不同的分类标准进行分类，如根据从动件的运动形式可分为转动凸轮和摆动凸轮；根据凸轮形状可分为盘形凸轮、圆柱形凸轮和圆锥形凸轮；根据从动件与凸轮接触处有无相对滑动可分为滑动凸轮和滚动凸轮等。详细描述：凸轮机构可以根据不同的分类标准进行分类。根据从动件的运动形式，凸轮机构可分为转动凸轮和摆动凸轮。转动凸轮使从动件绕固定轴线转动，而摆动凸轮使从动件在平面内摆动。根据凸轮的形状，凸轮机构可分为盘形凸轮、圆柱形凸轮和圆锥形凸轮
3、。盘形凸轮的轮廓呈圆盘形或环形，圆柱形凸轮的轮廓呈圆柱形或圆锥形，而圆锥形凸轮则呈圆锥形。根据从动件与凸轮接触处有无相对滑动，凸轮机构可分为滑动凸轮和滚动凸轮。滑动凸轮使从动件在接触处产生滑动摩擦，而滚动凸轮则通过滚动摩擦来传递运动和力。不同类型的凸轮机构各有其特点和应用范围，选择合适的类型可以更好地满足实际需求。凸轮机构的应用总结词：凸轮机构广泛应用于各种机械传动系统中，如内燃机、压缩机、印刷机、纺织机等。此外，在汽车、航空、化工等领域也有广泛的应用。详细描述：凸轮机构是一种常见的机械传动机构，由于其结构简单、紧凑、传动效率高等特点，被广泛应用于各种机械传动系统中。例如，在内燃机中，凸轮机构
4、用于控制气门的开启和关闭，从而实现燃料燃烧的进气、压缩、做功和排气过程；在压缩机中，凸轮机构用于驱动活塞的往复运动，从而实现气体的压缩和输送；在印刷机中，凸轮机构用于驱动印刷滚筒的旋转运动，从而实现印刷品的印刷；在纺织机中，凸轮机构用于驱动梭子的往复运动，从而实现织布的生产。此外，在汽车、航空、化工等领域也有广泛的应用。通过选择合适的类型和设计合理的运动轨迹，凸轮机构能够实现各种复杂的运动规律和运动轨迹，满足各种不同的应用需求。02凸轮机构的工作原理CHAPTER根据凸轮的形状和转速，推杆在凸轮轴的驱动下按照预定的运动规律进行往复运动。推杆的运动规律等速运动、等加速等减速运动、余弦加速度运动和
5、正弦加速度运动等。运动规律的分类凸轮机构的运动规律在凸轮机构中，压力角是指作用力与从动件运动方向之间的夹角。压力角的大小对凸轮机构的传动性能和受力情况有重要影响，是凸轮设计的重要参数。凸轮机构的压力角压力角的影响压力角的定义运动平稳性的定义在凸轮机构中，运动平稳性是指推杆在运动过程中加速度、速度和位移等参数的变化情况。提高运动平稳性的方法优化凸轮的轮廓曲线，选择合适的运动规律等。凸轮机构的运动平稳性03凸轮机构的设计CHAPTER 凸轮轮廓的设计确定从动件运动规律根据工作要求，确定从动件的运动规律，如往复运动、摆动等。绘制理论廓线根据从动件的运动规律，绘制出凸轮的理论廓线。考虑实际廓线考虑摩擦
6、、压力角等因素，对理论廓线进行修正，得到实际廓线。凸轮轮廓的最小圆角半径，是凸轮设计的重要参数。基圆压力角滚子半径凸轮与从动件接触点处的切线与从动件运动方向之间的夹角。滚子式从动件凸轮机构中，滚子半径与凸轮轮廓之间的半径差。030201凸轮机构的基本参数校核与优化根据分析结果，对凸轮机构进行校核和优化，以提高其工作性能和稳定性。分析运动特性通过运动学分析，验证设计的凸轮机构是否满足工作需求，如速度、加速度等是否合理。设计凸轮轮廓根据从动件类型和运动需求，设计凸轮的轮廓形状。确定工作需求明确凸轮机构的工作要求，如运动形式、行程、速度等。选择合适的从动件根据工作需求，选择合适的从动件类型，如尖顶、
7、滚子、平底等。凸轮机构的设计步骤04凸轮机构的优化与改进CHAPTER采用紧凑型设计，优化凸轮和从动件的结构，减少不必要的空间占用。减小凸轮机构尺寸的方法减小凸轮机构的尺寸可以使其在有限的空间内更好地安装和使用，降低制造成本，提高设备的紧凑性和集成度。减小尺寸的益处减小凸轮机构的尺寸提高效率的方法优化凸轮和从动件的材料和表面处理，减少摩擦和磨损，提高传动效率。效率提高的益处提高凸轮机构的效率可以减少能量损失和摩擦损耗，提高设备的工作性能和使用寿命。提高凸轮机构的效率降低凸轮机构的噪声降低噪声的方法优化凸轮和从动件的设计，减少运动过程中的冲击和振动。同时，采用减震装置和隔音材料，减少噪声的传播。
8、降低噪声的益处降低凸轮机构的噪声可以改善工作环境，减少对操作人员的噪音污染，提高设备的人性化和舒适性。05凸轮机构的发展趋势与展望CHAPTER采用高强度、轻质材料，如钛合金和复合材料，以提高凸轮机构的刚性和耐久性。高强度材料选用具有优异耐磨性能的材料，如陶瓷和硬质合金，以延长凸轮机构的使用寿命。耐磨材料应用智能材料，如形状记忆合金和光纤传感器，实现凸轮机构的自适应调节和实时监控。智能材料凸轮机构的新材料应用通过计算机辅助设计软件进行凸轮机构的优化设计，减小体积、减轻重量并提高性能。优化设计采用模块化设计理念，实现凸轮机构的快速重构和多样化配置，以满足不同应用需求。可重构设计利用柔性机构代替传统刚性机构，提高凸轮机构的适应性和灵活性。柔性机构设计凸轮机构的新型结构设计机器人技术凸轮机构作为机器人关节的重要组成部分，实现机器人的灵活运动和精确操作。自动化生产线凸轮机构广泛应用于自动化生产线中，实现精准定位、高速传动和复杂动作控制。智能检测与控制凸轮机构用于智能制造中的位置、速度和力矩检测与控制，提高制造过程的稳定性和精度。凸轮机构在智能制造领域的应用谢谢THANKS