凸轮机构 课件

1、 单元单元4 4 凸轮机构凸轮机构任务任务1 1 认识凸轮机构认识凸轮机构任务任务2 2 从动件常用的运动规律从动件常用的运动规律任务任务3 3 设计凸轮轮廓设计凸轮轮廓单元4 凸轮机构 1.熟悉凸轮机构的组成2.掌握凸轮机构的类型及特点合理选择凸轮机构的种类任务任务1 1 认识凸轮机构认识凸轮机构知识目标：知识目标：技能目标：技能目标：单元4 凸轮机构 凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成的高副机构，凸轮是一个具有曲线轮廓或槽的构件，主动件凸轮通常作等速转动或移动，凸轮机构是通过高副接触使从动件得到所预期的运动规律。任务任务1 1 认识凸轮机构认识凸轮机构1.1.凸轮的组成凸轮的组

2、成单元4 凸轮机构图4-2 凸轮机构示意图1-凸轮 2-从动件 3-机架 （1 1）优点）优点结构简单紧凑、工作可靠、设计适当的凸轮轮廓曲线，可使从动件获得任意预期的运动规律；（2 2）缺点）缺点凸轮与从动件（杆或滚子）之间以点或线接触，不便于润滑，易磨损，只选用于传力不大的场合，如自动机构、仪表、控制机构和调节机构中。任务任务1 1 认识凸轮机构认识凸轮机构2.2.凸轮机构的应用特点凸轮机构的应用特点单元4 凸轮机构 表4-1 凸轮机构的类型及特点任务任务1 1 认识凸轮机构认识凸轮机构3.3.凸轮机构的基本类型及特点凸轮机构的基本类型及特点凸轮类型凸轮类型图例图例特点特点盘形凸轮盘形凸轮是

3、一个绕固定轴线转动并具有变化半径的盘形零件。从动件在垂直于凸轮旋转轴线的平面内运动移动凸轮移动凸轮可看做是盘形凸轮的回转中心趋于无穷远，相对于机架作直线往复移动圆柱凸轮圆柱凸轮是一个在圆柱面上开有曲线凹槽或在圆柱端面上作出曲线轮廓的构件，它可看做是将移动凸轮卷成圆柱体演化而成的单元4 凸轮机构 任务任务1 1 认识凸轮机构认识凸轮机构从动件类型从动件类型图例图例特点特点尖顶从动件构造最简单，但易磨损，只适用于作用力不大和速度较低的场合（如用于仪表等机构中）滚子从动件滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，磨损较小，故可用来传递较大的动力，应用较广平底从动件凸轮与平底的接触面间易形成油膜，润滑较好，常用于

4、调整传动中单元4 凸轮机构 （1 1）组成）组成: :凸轮、气门杆、机架（2 2）分析）分析: :图中内燃机配气机构实际上是一种对心平底移动从动件盘形凸轮机构,凸轮1连续 转动,当径向尺寸变化的凸轮轮廓与气门杆2的平底接触时,气门杆产生上下移动,而以凸轮回转中心为圆心的圆弧段轮廓与气门杆接触时,气门杆将静止不动,从而按预定的规律和时间要求打开或关闭气门,完成配气要求。任务任务1 1 认识凸轮机构认识凸轮机构4.4.内燃机的配气机构分析内燃机的配气机构分析单元4 凸轮机构 任务任务1 1 认识凸轮机构认识凸轮机构 练习题练习题 单元4 凸轮机构1.1.选择题：选择题： 凸轮轮廓与从动件之间的可动

5、连接是（ ） A.移动副 B.转动副 C.高副（ ）决定从动件预定的运动规律。 A.凸轮转速 B.凸轮轮廓曲线 C.凸轮形状凸轮机构中，主动件通常作（） 等速转动或移动变速转动变速移动凸轮与从动件接触处的运动副属于（） 高副转动副移动副内燃机的配气机构采用了（） 凸轮机构铰链四杆机构齿轮机构凸轮机构中，从动件构造最简单的是（） 平底从动件滚子从动件尖顶从动件 任务任务1 1 认识凸轮机构认识凸轮机构 单元4 凸轮机构2.2.填空题：填空题： 凸轮机构主要由_、_和_三个基本构件组成。 在凸轮机构中，凸轮为_件，通常做等速_或_。 在凸轮机构中，通过改变凸轮_使从动件实现设计要求的运动。 在凸轮

6、机构中，按凸轮形式分类，凸轮有_、_和_三种。 凸轮机构工作时，凸轮轮廓与从动件之间必须始终_，否则，凸轮机构就不能正常工作。3.3.判断题：判断题： 在凸轮机构中，凸轮作主动件。（ ） 凸轮机构广泛用于机械自动控制。（ ） 移动凸轮相对机架作直线往复移动。（ ） 在一些机器中，要求机构实现某种特殊的或复杂的运动规律，常采用凸轮机构。（ ） 根据实际需要，凸轮机构可以任意拟定从动件的运动规律。（ ） 1.了解凸轮机构的工作过程及有关参数2.了解从动件常用的运动规律学会分析从动件运动规律任务任务2 2 从动件常用运动规律从动件常用运动规律知识目标：知识目标：技能目标：技能目标：单元4 凸轮机构

7、凸轮机构中最常用的运动形式为凸轮作等速回转运动，从动件作往复移动。表4-3为对心外轮廓盘形凸轮机构。凸轮回转时，从动件作升-停-降-停的运动循环。表4-3 凸轮从动件升-停-降-停运动循环任务任务2 2 从动件常用运动规律从动件常用运动规律1.1.凸轮的工作过程及有关参数凸轮的工作过程及有关参数单元4 凸轮机构从动件运从动件运动情况动情况图例图例描述描述升以凸轮轮廓上最小半径所作的圆称为凸轮的基圆，rb以表示。图中从动件位于最低位置，它的尖端与凸轮轮廓上点A（基圆与曲线AB的连接点）接触。当凸轮以等角速度逆时针转过0时，从动件在凸轮轮廓曲线的推动下，将由A点位置被推到B点位置。从动件由最低位置

8、被推到最高位置，从动杆运动的这一过程称为推程。凸轮转角0称为推程运动角。停因凸轮BC段轮廓为圆弧，故凸轮转过角度s，从动件静止不动，且从动件停在最高位置，这一过程称为远停程。凸轮转角s称为远停程角 任务任务2 2 从动件常用运动规律从动件常用运动规律单元4 凸轮机构从动件运从动件运动情况动情况图例图例描述描述降凸轮继续转过0，从动件由最高位置C点回到最低位置D点，这一过程称为回程。 凸轮转角0称为回程运动角。停凸轮转过s时，从动件与凸轮轮廓线上最小向径的圆弧DA接触，从动件将处于最低位置且静止不动，这一过程称为近停程。凸轮转角s称为近停程角。 表表4-4 4-4 等速运动规律位移等速运动规律位

9、移s s、速度、速度v v、加速度、加速度线图线图任务任务2 2 从动件常用运动规律从动件常用运动规律2.2.从动件常用的运动规律从动件常用的运动规律曲线类型曲线类型图例图例描述描述位移曲线位移方程为s=vt，等速运动时位移曲线为一倾斜直线速度曲线从动件运动过程中，速度v为恒值加速度曲线从动件在推程的起始与终止速度有突变，使O、A位置加速度达到无穷大，产生刚性冲击单元4 凸轮机构 表表4-5 4-5 等加速等减速运动规律位移等加速等减速运动规律位移s s、速度、速度v v、加速度、加速度线图线图任务任务2 2 从动件常用运动规律从动件常用运动规律曲线类型图例描述位移曲线位移线图由两段抛物线组成

10、。推程的前h/2的位移方程为s=t2/2，位移是时间t（或凸轮转角）的二次函数速度曲线初始速度v=0，推程的前h/2的速度方程为=at加速度曲线推程的前h/2等加速，后h/2等减速；推程的O、A、B点有加速度的突变，将产生柔性冲击单元4 凸轮机构 步骤步骤描述描述1.凸轮转动时从动杆升,气门关,凸轮转动一定角度。从动件由最低位置被推到最高位置，从动杆运动的这一过程称为推程。凸轮转角称为推程运动角。2.从动杆不动时,气门静止,凸轮转动的角度从动件静止不动，且从动件停在最高位置，这一过程称为远停程。凸轮转角称为远停程角。3.从动杆降时,气门开,凸轮转动的角度从动件由最高位置点回到最低位置点，这一过

11、程称为回程。凸轮转角称为回程运动角。4.从动杆再次不动时,气门静止,凸轮转动角度从动件将处于最低位置且静止不动，这一过程称为近停程。凸轮转角称为近停程角。任务任务2 2 从动件常用运动规律从动件常用运动规律3.3.内燃机凸轮机构的工作过程分析内燃机凸轮机构的工作过程分析单元4 凸轮机构表4-5 分析凸轮机构的工作过程 任务任务2 2 从动件常用运动规律从动件常用运动规律 练习题练习题 单元4 凸轮机构1.1.选择题：选择题： 从动件等速运动规律的位移曲线形状是（ ） A.抛物线 B.斜直线 C.双曲线 从动件作等加速等减速运动的凸轮机构（ ） A.存在刚性冲击 B.存在柔性冲击 C.没有冲击

12、从动件作等速运动规律的凸轮机构，一般适用于（ ）、轻载的场合。 A.低速 B.中速 C.高速 从动件作等加速等减速运动规律的位移曲线是（ ）。 A.斜直线 B.抛物线 C.双曲线2.2.判断题：判断题： 凸轮机构中，所谓从动件作等速运动规律是指从动件上升时的速度和下降时的速度必定相等。（ ） 凸轮机构中，从动员件作等速运动规律的原因是凸轮作等速转动。（ ） 凸轮机构中，从动件作等加速等减速运动规律，是指从动件上升时作等加速运动，而下降时作等减速运动。（ ） 凸轮机构产生的柔性冲击，不会对机器产生破坏。（ ） 凸轮机构从动件的运动规律可按要求任意拟定。（ ） 掌握 “反转法” 设计凸轮机构的原理

13、学会运用“反转法”原理设计凸轮机构任务任务3 3 设计凸轮轮廓设计凸轮轮廓知识目标：知识目标：技能目标：技能目标：单元4 凸轮机构 假想假想: :给机构加一公共角速度,凸轮：相对静止不动推杆：一方面随导轨以-绕凸轮轴心转动,另一方面又沿导轨作预期的往复移动, 推杆尖顶在这种复合运动中的运动轨迹即为凸轮轮廓曲线。任务任务3 3 设计凸轮轮廓设计凸轮轮廓1.1.反转法原理反转法原理单元4 凸轮机构 任务任务3 3 设计凸轮轮廓设计凸轮轮廓2.2.反转原理求位移线图反转原理求位移线图单元4 凸轮机构 （1 1）对心尖顶直动从动件盘形凸轮轮廓的设计）对心尖顶直动从动件盘形凸轮轮廓的设计 已知：基圆半径为r0,逆时针方向等速回转。推杆运动规律如图。试设计凸轮轮廓线。任务任务3 3 设计凸轮轮廓设计凸轮轮廓3.3.直动从动件盘形凸轮轮廓设计直动从动件盘形凸轮轮廓设计单元4 凸轮机构 （2 2）对心滚子直动从动件盘形凸轮轮廓的设计）对心滚子直动从动件盘形凸轮轮廓的设计已知：凸轮的基圆半径为r0,滚子半径r,凸轮沿逆时针方向等速回转。推杆的运动规律如图所示。试设计对心直动滚子从动件盘形凸轮机构的凸轮廓线。任务任务3 3 设计凸轮轮廓设计凸轮轮廓单元4 凸轮机构 任务任务3 3 凸轮轮廓设计凸轮轮廓设计4.4.对心直动尖顶从动