第四章--常用机构.pptVIP

第二节凸轮机构一、凸轮机构概述凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成(图４-６)。凸轮是主动件，从动件的运动规律由凸轮轮廓决定。凸轮机构是机械工程中广泛应用的一种高副机构。凸轮机构常用于低速、轻载的自动机或自动机的控制机构。图４-７所示为汽车内燃机的配气机构，当凸轮１转动时，依靠凸轮的轮廓，可以迫使从动件气阀２向下移动打开气门(借助弹簧的作用力关闭)，这样就可以按预定时间打开或关闭气门，以完成内燃机的配气动作。图4-6凸轮机构图4-7汽车内燃机配汽机构１-凸轮；２-动件气阀凸轮机构可以将主动件凸轮的等速连续转动变换为从动件的往复直线运动或绕某定点的摆动，并依靠凸轮轮廓曲线准确地实现所要求的运动规律。凸轮机构的优点是:只要正确地设计凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任意给定的运动规律，且结构简单、紧凑，工作可靠。凸轮机构的缺点是:凸轮与从动件之间为点或线接触，不易润滑，容易磨损。因此，凸轮机构多用于传力不大的控制机构和调节机构。二、凸轮机构的分类与特点１.凸轮机构的分类(1)按凸轮的形状。①盘形凸轮，也叫平板凸轮。这种凸轮是一个径向尺寸变化的盘形构件，当凸轮绕固定轴转动时，可使从动件在垂直于凸轮轴的平面内运动。②移动凸轮。当盘形凸轮的径向尺寸变得无穷大时，其转轴也将在无穷远处，这时凸轮将作直线移动。通常称这种凸轮为移动凸轮。③圆柱凸轮。凸轮为一圆柱体，它可以看成是由移动凸轮卷曲而成的。曲线轮廓可以开在圆柱体的端面，也可以在圆柱面上开出曲线凹槽。(2)按从动件的形式。①尖顶从动件。结构最简单，而且尖顶能与较复杂形状的凸轮轮廓相接触，从而实现较复杂的运动，但因尖顶极易磨损，故只适用于轻载、低速的凸轮机构和仪表中。②滚子从动件。在从动件的一端装有一个可自由转动的滚子。由于滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，故磨损较小，改善了工作条件。因此，可用来传递较大的动力，应用也最广泛。③平底从动件。从动件一端做成平底(即平面)，在凸轮轮廓与从动件底面之间易形成油膜，故润滑条件较好、磨损小。当不计摩擦时，凸轮对从动件的作用力始终与平底垂直，传力性能较好，传动效率较高，所以常用于高速凸轮机构中。但由于从动件为一平底，故不适用于带有内凹轮廓的凸轮机构。２.凸轮机构的特点(1)便于准确地实现给定的运动规律；(2)结构简单紧凑，易于设计；(3)凸轮机构可以高速起动，动作准确可靠；(4)凸轮与从动件为高副接触，不便润滑，易磨损，为延长使用寿命，传递动力不宜过大；(5)凸轮轮廓曲线不易加工。三、凸轮机构的工作过程及从动件运动规律１.凸轮机构工作过程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。凸轮回转时，从动件作“升→停→降→停”的运动循环，如图４-８所示。图４-８凸轮机构工作过程及从动件运动规律(1)基圆:以凸轮轮廓最小半径ｒｂ所作的圆。(2)推程:从动件经过轮廓ＡＢ段，从动件被推到最高位置。(3)推程角:角δ０。(1)基圆:以凸轮轮廓最小半径ｒｂ所作的圆。(2)推程:从动件经过轮廓ＡＢ段，从动件被推到最高位置。(3)推程角:角δ０。(4)回程:经过轮廓ＣＤ段，从动件由最高位置回到最低位置。(5)回程角:角δ２。(6)远停程角:角δ１。(7)近停程角:角δ。2.从动件的运动规律(1)等速运动规律。当凸轮作等角速度旋转时，从动件上升或下降的速度为一常数，这种运动规律称为等速运动规律。①位移曲线(Ｓ-δ曲线)。如图4-9所示，若从动件在整个升程中的总位移为ｈ，凸轮上对应的升程角为δ０，那么由运动学可知，在等速运动中，从动件的位移Ｓ与时间ｔ的关系为Ｓ＝ｖ·ｔ凸轮转角δ与时间ｔ的关系为δ＝ω·ｔ则从动件的位移Ｓ与凸轮转角