2.3凸轮机构 (课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（北京理工大学出版社）

任务三 凸轮机构 （一）凸轮和凸轮机构； （二）凸轮机构的工作过程； （三）常用的从动件运动规律； （四）凸轮机构在汽车上的其他应用； 目录 任务三 凸轮机构 任务导入 图2-28 内燃机配气机构简图 1—凸轮 2—气门 3—机械挺柱 如图所示为内燃机配气机构，作为内燃机的重要组成部分之一，配气机构的作用是按照发动机工作循环和点火顺序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜气体及时进入气缸，燃烧产生的废气及时排出气缸。那么配气机构的进排气门的运动规律到底是什么，又是有什么控制实现的呢？ 任务三 凸轮机构 任务三 凸轮机构 任务分析 内燃机配气机构是凸轮机构在汽车上的典型应用，当凸轮1以等角速度转动时，通过挺柱、弹簧等组件驱动气门2按预期的运动规律上下运动，完成气门的开启和关闭，从而实现该气缸的排气和进气。 在以上配气机构的工作过程中，凸轮作为凸轮机构的主动件控制着进、排气门运动规律，即进、排气门的开启和关闭时刻；进、排气门的开闭持续时间以及进、排气门的最大开启度。 任务三 凸轮机构 1.掌握凸轮机构的组成及分类； 2.掌握凸轮机构的工作过程； 3.熟悉从动件的运动规律； 学习目标 （一）凸轮和凸轮机构 凸轮是一个具有曲线轮廓的构件。 含有凸轮的机构称为凸轮机构。 它由凸轮、从动件和机架组成。 任务三 凸轮机构 相关知识 1—凸轮 2—从动件 3—机架 图2-29 凸轮机构的组成 1、根据凸轮的形状分类 1） 盘形凸轮 在这种机构中，凸轮是一个绕固定轴线转动，并有变化半径的盘形构件，从动件在垂直于固定轴线的平面内运动，如图所示。 盘形凸轮是凸轮最基本的形式，适用于 从动件行程较短的凸轮机构。 任务三 凸轮机构 2）圆柱凸轮 在这种凸轮机构中，凸轮是一种在圆柱端面上制出曲线或在轮廓圆柱面上开有曲线凹槽或的构件。圆柱凸轮适用于从动件行程较长的凸轮机构。如图2-30 a）所示，凸轮绕固定轴线做旋转运动，从动件在平行于固定轴线的平面内做往返运动。 任务三 凸轮机构 1-圆柱凸轮； 2-从动件 图2-30 凸轮机构种类（凸轮形状不同） a）圆柱凸轮机构 3）移动凸轮 在这种凸轮机构中，移动凸轮可以看作是圆柱凸轮延母线展开成的平面凸轮。如图2-30 b）所示，凸轮做往复直线运动，推动从动件在同一平面内做往返运动。 任务三 凸轮机构 图2-30 凸轮机构种类（凸轮形状不同） b）移动凸轮机构 2、按从动件端部形状分类 任务三 凸轮机构 按照从动件不同的端部形状，可以将凸轮机构分为尖顶从动件凸轮机构、滚子从动件凸轮机构和平底从动件凸轮机构。 （1）顶尖式从动件，如图2-31a）所示，结构简单易于磨损，只适用于作用力不大、速度不高的场合。 （2）滚子式从动件，如图2-31b）所示，由于滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，所以磨损较小，用于传递较大的动力，应用较为广泛。 （3）平底式从动件，如图2-31c）所示，由于凸轮和从动件之间的作用力始终作用从动件的底平面，所以从动件受力平稳，而且凸轮与平底面间容易形成油膜，润滑较好，用于高速传动。 任务三 凸轮机构 a） b） c） 图2-31 凸轮机构的类型（从动件端部形状不同） 凸轮机构的运动过程 （二）凸轮机构的工作过程 任务三 凸轮机构 图2-32 凸轮与从动件的运动关系 基圆 推程、推程运动角 远休、远休止角 回程、回程运动角 近休、近休止角 行程 任务三 凸轮机构 任务三 凸轮机构 图2-33 配气机构凸轮轮廓 (三)常用的从动件运动规律 等速运动 从动件在开始和终止的瞬时，速度有突变，加速度a在理论上为无穷大，其惯性力将引起刚性冲击。所以，等速运动只适用于低速。 刚性冲击： 由于加速度发生无穷大突度而引起的冲击称为刚性冲击。 任务三 凸轮机构 柔性冲击 ： 加速度发生有限值的突变 （适用于中速场合） 从加速度线图可看出，加速度a在始未及中点处有有限值的突变，因而惯性力也发生突变。这种有限值的惯性力突变，将产生柔性冲击，所以，等加速等减速运动用于低、中速场合。 等加速-等减速运动 任务三 凸轮机构 （四）凸轮机构在汽车上的其他应用 任务三 凸轮机构 图3-34 柴油机柱塞式喷油泵结构 如图3-34所示为柴油机柱塞式喷油泵某一分泵的机构图。整个喷油泵具