单元四 模块二 凸轮机构（课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（江苏凤凰教育出版社）

一、凸轮传动机构的组成、特点 　　凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成，在凸轮机构中，凸轮通常作主动件并作等速回转或移动，借助其曲线轮廓使从动件作相应的运动。通过改变凸轮轮廓的外形，可使从动件实现设计要求的运动。 　　与平面连杆传动机构相比，凸轮传动机构的特点是： 结构简单、紧凑，工作可靠，容易设计；但是，由于从动件与凸轮间为高副接触，易磨损。因而凸轮机构只宜用于传力不大的控制机构和调节机构中。 模块二 凸轮机构 　　课题一 凸轮传动机构的组成、应用和分类 二、凸轮机构的应用 　　凸轮机构是一种常用机构，应用较为广泛。凸轮机构应用实例：一般汽车的发动机都采用气门式配气机构，配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，适时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。 　　汽车双顶置凸轮轴配气机构，凸轮轴在正时链和皮带的拉动下转动，当发动机转动时，曲轴就会转动皮带，从而转动凸轮轴，开启或关闭进排气门。 模块二 凸轮机构 　　课题一 凸轮传动机构的组成、应用和分类 三、凸轮传动机构的类型 　　凸轮传动机构的类型很多，通常的分类方法如下： 　　1. 按凸轮的形状和运动分类 　　①盘形回转凸轮。这种凸轮是能绕固定轴线转动并具有变化向径的盘形零件，这是凸轮的最基本形式。 　　②平板移动凸轮。这种凸轮是相对机架作直线运动的平板状零件。可看作是当转动中心位于无穷远时的盘形回转凸轮演化而成。 　　③圆柱回转凸轮。这种凸轮是轮廓曲线位于圆柱体上并绕其轴线旋转的凸轮。可看作是平板移动凸轮卷绕在圆柱体上演化而成。 模块二 凸轮机构 　　课题一 凸轮传动机构的组成、应用和分类 三、凸轮传动机构的类型 　　2. 按从动件的形状分类 　　①尖顶从动件。以尖顶与凸轮轮廓接触的从动件。这种从动件结构最简单，其尖顶能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，以实现从动件的任意运动规律。但尖顶易磨损，仅适用于作用力很小的低速凸轮传动。 　　②滚子从动件。以铰接的滚子与凸轮轮廓接触的从动件。这种从动件因其上滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，磨损较小，可承受较大的载荷，故应用最普遍。缺点是滚子不一定能与凸轮上凹陷的轮廓很好地接触，从而影响实现预期的运动规律。 模块二 凸轮机构 　　课题一 凸轮传动机构的组成、应用和分类 三、凸轮传动机构的类型 　　③平底从动件。以平底平面与凸轮轮廓接触的从动件。若不考虑摩擦，凸轮对从动件的作用力始终垂直于平底，传动效率高，且平底与凸轮轮廓间易形成油膜，利于润滑，故常用于高速凸轮传动；但平底从动件不能与具有内凹或凹槽轮廓的凸轮很好地接触，影响预期的运动规律的实现。 　　另外，还可按从动件的运动形式分类，分为移动从动件和摆动从动件。前述三种形式的从动件均可用作移动和摆动从动件。各种形式的从动件和各种形式的凸轮可以组成不同形式的凸轮传动。 模块二 凸轮机构 　　课题一 凸轮传动机构的组成、应用和分类 一、凸轮机构的工作过程 　　凸轮机构中最常用的运动形式为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。 模块二 凸轮机构 　　课题二 凸轮机构的工作原理 二、常用的从动件运动规律 　　1. 等速运动规律 　　等速运动规律是指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。 　　2. 等加速等减速运动规律 　　当凸轮作等角速度旋转时，从动件在升程（或回程）的前半程作等加速运动，后半程作等减速运动。 　　除上述两种运动规律外，其他常用的从动件运动规律还有简谐运动规律、摆线运动规律等。 三、凸轮传动机构的材料 　　设计凸轮传动机构，除了前述根据从动件的运动规律设计出凸轮轮廓曲线外，还要选择适当的材料及处理方式。 　　凸轮传动机构中，凸轮轮廓与从动件之间理论上为点或线接触，接触处有相对运动并承受较大的反复作用的接触应力，因此容易发生磨损和疲劳点蚀。这就要求凸轮和滚子的工作表面硬度高、耐磨，有足够的表面接触强度。凸轮传动还经常受到冲击载荷作用，故还要求凸轮心部有较大的韧性。 模块二 凸轮机构 　　课题二 凸轮机构的工作原理 三、凸轮传动机构的材料 　　从动件接触端（包括尖顶、滚子或平底）可采用与凸轮相同的材料。由于从动件接触端的工作次数比凸轮工作表面上各点工作次数多，故两者的材料和硬度相同时，从动件接触端总比凸轮先磨损。但从动件比凸轮容易制造，更换也较方便。在生产实际中，从动件一般可采用45钢。接触端经表面淬火，表面硬度达40～45HRC。针对高速重载或使用靠模凸轮时，可采用碳素工具钢T8、T10等制造，表面硬度58～62HRC，或者采用20Cr，经渗碳淬火，表面硬度56～62HRC。 模块二 凸轮机构 　　课题二 凸轮机构的工作原理 $