汽車機(jī)械基礎(chǔ) 課件 3.3凸輪機(jī)構(gòu)

汽車機(jī)械基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)平臺(tái)學(xué)銀在線/detail/241541013中國大學(xué)MOOC/course/WXIC-10023760033.13.23.33.4平面機(jī)構(gòu)的組成平面連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)其他常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副及其分類、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制、平面機(jī)構(gòu)的自由度平面連桿機(jī)構(gòu)概述、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化、四桿機(jī)構(gòu)的基本特性凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律、凸輪機(jī)構(gòu)的傳力特性間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)項(xiàng)

目三

汽車常用機(jī)構(gòu)3.3凸輪機(jī)構(gòu)能力目標(biāo)：能夠分析汽車中凸輪機(jī)構(gòu)的工作過程及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)

凸輪機(jī)構(gòu)可以利用凸輪的曲線或凹槽輪廓與推桿接觸而得到預(yù)定運(yùn)動(dòng)的軌跡。

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)通過凸輪機(jī)構(gòu)如何控制氣門的開閉？柴油機(jī)的噴油泵供油、分電器的配電等如何通過凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制？3.3凸輪機(jī)構(gòu)任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)分析3.3凸輪機(jī)構(gòu)典型的凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理從動(dòng)件凸輪（原動(dòng)件）滾子機(jī)架將凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)件的連續(xù)或不連續(xù)的移動(dòng)或擺動(dòng)。一

凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用一

凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用一

凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的分類凸輪機(jī)構(gòu)分類1、按凸輪形狀2、按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)副元素形狀分類5、按凸輪高副的鎖合方式分類盤形凸輪圓柱凸輪

尖頂從動(dòng)件滾子從動(dòng)件平底從動(dòng)件力鎖合形鎖合移動(dòng)凸輪3、按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式分類直動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件4、按凸輪運(yùn)動(dòng)形式分類轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪移動(dòng)凸輪一

凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)

盤形凸輪

凸輪是一個(gè)具有變化半徑的盤形構(gòu)件，繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)。一

凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)

移動(dòng)凸輪一

凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)

圓柱凸輪一

凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)

直動(dòng)尖頂從動(dòng)件對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件一

凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)直動(dòng)滾子從動(dòng)件直動(dòng)平底從動(dòng)件一

凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)

根據(jù)運(yùn)動(dòng)形式的不同，以上三種從動(dòng)件還可分為直動(dòng)從動(dòng)件，擺動(dòng)從動(dòng)件，平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)從動(dòng)件。擺動(dòng)滾子從動(dòng)件擺動(dòng)尖頂從動(dòng)件擺動(dòng)平底從動(dòng)件一

凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)

按凸輪高副的鎖合方式分類1)力鎖合：依靠中立或彈簧壓力鎖合一

凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)

按凸輪高副的鎖合方式分類2)形鎖合：依靠凸輪的幾何形狀

一

凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)：

只要設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，即可使從?dòng)件實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、工作可靠。

凸輪為高副接觸（點(diǎn)或線），壓強(qiáng)較大，容易磨損，凸輪輪廓加工比較困難，費(fèi)用較高。優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：二

從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.3凸輪機(jī)構(gòu)1、凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)及基本名詞術(shù)語凸輪基圓：以凸輪輪廓最小向徑OA為半徑作的圓。近休止角：當(dāng)凸輪以等角速度ω按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，推桿首先與凸輪廓線的AB段圓弧接觸，此時(shí)推桿在最低位置靜止不動(dòng)，凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角稱作近休止角（也稱近休運(yùn)動(dòng)角）。二

從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.3凸輪機(jī)構(gòu)推程：當(dāng)凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，推桿與凸輪廓線的BC段接觸，推桿將由最低位置A被推到最高位置E，推桿的這一行程為推程，凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角稱為推程運(yùn)動(dòng)角

0

。遠(yuǎn)休止角：凸輪再繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)推桿與凸輪廓線的CD段接觸時(shí)，由于CD段為以凸輪軸心為圓心的圓弧，所以推桿處于最高位置靜止不動(dòng)，在此過程中凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角稱作遠(yuǎn)休止角(或稱遠(yuǎn)休運(yùn)動(dòng)角)。

二

從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.3凸輪機(jī)構(gòu)回程:而后，在推桿與凸輪廓線DA段接觸時(shí)，它又由最高位置E回到最低位置A，推桿的這一行程稱作回程；凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角稱作回程運(yùn)動(dòng)角。行程:推桿在推程或回程中移動(dòng)的距離h稱作推桿的行程。行程=推程=回程

由此我們知道，當(dāng)凸輪沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，推桿的運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷了四個(gè)階段：靜止、上升、靜止、下降，其位移曲線如圖所示。這是最常見、最典型的運(yùn)動(dòng)形式。二

從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.3凸輪機(jī)構(gòu)2、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件在推程或回程開始和終止的瞬間，速度有突變，其加速度和慣性力在理論上為無窮大，致使凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊、噪聲和磨損，這種沖擊稱為剛性沖擊。因此，等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律只適用于低速、輕載的場(chǎng)合。二

從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.3凸輪機(jī)構(gòu)等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律

這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的加速度存在有限的突變，因而會(huì)在機(jī)構(gòu)中產(chǎn)生有限值的沖擊力，這種沖擊稱為柔性沖擊。與等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律相比，其沖擊程度大為減小。因此，等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于中速、中載的場(chǎng)合。二

從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.3凸輪機(jī)構(gòu)余弦加速度（簡(jiǎn)諧）運(yùn)動(dòng)規(guī)律

這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律在行程的始末兩點(diǎn)加速度存在有限的突變，故也存在柔性沖擊，只適用于中速場(chǎng)合，但從動(dòng)件作無間歇的升降升連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，則得到連續(xù)的余弦曲線，運(yùn)動(dòng)中完全消除了柔性沖擊，這種情況下可用于高速運(yùn)動(dòng)。二

從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.3凸輪機(jī)構(gòu)正弦加速度（擺線）運(yùn)動(dòng)規(guī)律

多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律

三

凸輪機(jī)構(gòu)的傳力特性3.3凸輪機(jī)構(gòu)

1、凸輪有哪幾種型式?為什么說盤形凸輪是凸輪的最基本型式?它如何演變成移動(dòng)凸輪和圓柱凸輪?

2、

試比較尖頂、滾子和平底從動(dòng)件的優(yōu)缺點(diǎn)，并說明它們的應(yīng)用場(chǎng)合。3、說明等速、等加速等減速、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)和擺線運(yùn)動(dòng)等四種基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律的加速度變化特點(diǎn)和它們的應(yīng)用場(chǎng)合。

4、凸輪的基圓指的是哪個(gè)圓?滾子從動(dòng)件盤形凸輪的基圓在何處度量?

5、何謂凸輪機(jī)構(gòu)壓力角?壓力角的大小與凸輪尺寸有何關(guān)系?壓力角的大小對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的作用力和傳動(dòng)有何影響?習(xí)題3.3