中职高一劳动版《机械基础》课题三 任务1 认识凸轮机构课件

课题三 凸 轮 机 构 任务1 认识凸轮机构 任务2 认识凸轮轮廓曲线 1.了解凸轮机构的组成及分类； 2.了解凸轮机构的工作过程； 3.了解影响凸轮机构工作的主要参数。 课题三 凸 轮 机 构 任务1 认识凸轮机构 任务1 认识凸轮机构 任务引入 图3-3-1所示为内燃机配气机构，工作时要求在一个工作循环内，气门迅速打开，随即迅速关闭，然后关闭不动，试分析其工作过程并说明如何控制气门的开启和关闭？ 任务分析 配气机构是内燃机进、排气管道的控制机构。目前，四冲程汽车发动机都采用气门式配气机构，其功用是按照发动机的工作顺序和工作循环的要求，定时开启和关闭各缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气 (汽油机)或空气 (柴油机)得以及时进入汽缸，并及时排出废气。 图3-3-1所示的配气机构中，运用了凸轮机构。本任务通过学习凸轮机构的组成、工作原理、特点及主要参数来认识凸轮机构，并分析凸轮轴是怎样控制气门的开启和关闭的。 任务1 认识凸轮机构 一、凸轮机构的组成及特点 1.凸轮机构的组成 如图3-3-1b所示，凸轮机构是由凸轮、从动件和机架组合而成的一种高副机构。其中凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，它通常作为主动件做等速转动或移动。 相关知识 任务1 认识凸轮机构 一、凸轮机构的组成及特点 2.凸轮机构的特点 凸轮机构的优点：结构简单、紧凑，只要设计出适当的凸轮轮廓，就可以使从动件实现任意预期的运动规律。 凸轮机构的缺点：凸轮机构是高副机构，易磨损，只宜用于传力不大的场合；从动件的行程不宜过大，否则会使凸轮尺寸变化过大，机构变得笨重；凸轮精度要求较高，制造较复杂，一般需用数控机床进行加工。 任务1 认识凸轮机构 二、凸轮机构的类型，见表3-3-1。 任务1 认识凸轮机构 任务1 认识凸轮机构 任务1 认识凸轮机构 任务1 认识凸轮机构 三、凸轮机构的工作过程 如图3-3-3所示，为一对心尖顶移动从动件盘形凸轮机构的工作原理图。以其为例介绍凸轮机构工作过程中涉及的基本概念，详见表3-3-2。 任务1 认识凸轮机构 任务1 认识凸轮机构 三、凸轮机构的工作过程 图3-3-3所示凸轮机构的工作过程可用表3-3-3表示。 任务1 认识凸轮机构 四、凸轮机构的主要参数 1. 压力角 从动件与凸轮表面任一接触点处，从动件的受力方向F与从动件的运动速度方向之间所夹的锐角叫做压力角(见图3-3-4)。各点的压力角是变化的。 F1 与F2 是F的两个分力。F1 是与从动件运动方向同的力，为有用分力；F2 是与从动件运动方向垂直的力，为有害分力。F1 =Fcosα，F2 =Fsinα。 任务1 认识凸轮机构 压力角越大，有用分力越小，有害分力越大，所以压力角不能过大。压力角过大会出现机构自锁，即卡死不能动的现象。为保证机构正常运转，必须规定许用压力角[α]，且要求α≤[α]。许用压力角[α]的推荐值见表3-3-4 。 任务1 认识凸轮机构 四、凸轮机构的主要参数 2. 凸轮基圆半径 r0 设计凸轮机构时，基圆半径 r0 选得越小，所设计的机构越紧凑。但基圆半径的减小会使压力角增大(见图3—3—5)，对机构运动不利。所以一般情况下，为使凸轮结构紧凑些，在传动刚度允许的条件下，凸轮基圆半径尽量取小些。经验公式： 任务1 认识凸轮机构 四、凸轮机构的主要参数 3. 滚子半径 rT 一般情况下，按下式确定滚子半径: 任务1 认识凸轮机构 任务实施 根据所学凸轮机构的工作过程，分析四冲程汽车发动机采用的内燃机配气机构的4个工作过程。 1.推程 如图3-3-1所示，凸轮逆时针回转，当凸轮的曲线轮廓BA部分 (向径逐渐增大)与气门杆平底接触时，轮廓迫使气门杆(从动件)克服弹簧力向下移动，从而使气门打开，即凸轮转过推程运动角δ1 ，从动件完成推程运动。 2.远停程 当凸轮继续回转，凸轮的曲线轮廓AD 部分 (等半径圆弧)通过气门杆时，气门杆静止不动，气门保持打开状态，即凸轮转过远停程角δ2 ，从动件完成远停程。 任务1 认识凸轮机构 任务实施 3.回程 当凸轮曲线轮廓DC部分(向径逐渐减小)与气门杆平底接触时，气门杆 (从动件)在弹簧力的作用下向上移动，从而使气门关闭，即凸轮转过回程运动角δ3 ，从动件完成回程运动。 4.近停程 当凸轮曲线轮廓CB部分(等半径圆弧)通过气门杆时，气门杆静止不动，气门保持关闭状态，即凸轮转过近停程角δ4 ，从动件完成近停程。 由以上分析可知，凸轮的形状决定着气门杆的运动规律，凸轮的形状影响气门的开闭时刻及高度。凸轮轴每转一周，推动气门杆按预定的要求打开或关闭阀门，从而完成进气和排气动作。 任务1