4.3其它常用机构(课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（北京理工大学出版社）

学习目标： l、掌握凸轮机构的应用及分类 2、了解棘轮机构的结构、工作原理 3、了解槽轮机构的结构、工作原理 任务三 其它常用机构 一.凸轮机构 O1 凸轮1 从动件2 机架3 1 滚轮凸轮机构 凸轮是一具有曲面轮廓的构件，一般多为原动件（有时为机架）； 1、凸轮机构的结构及应用特点 凸轮机构是含有凸轮的一种高副机构，在自动机械和半自动机械中得到了广泛的应用。 当凸轮为原动件时，通常作等速连续转动或移动，而从动件则按预期输出特性要求作连续或间歇的往复摆动、移动或平面复杂运动。 内燃机配气凸轮机构 凸轮机构的应用 分度转位机构 靠模车削机构 自动送料机构 凸轮机构具有结构简单，可以准确实现要求的运动规律等优点，因而在工业生产中得到广泛的应用。 如图所示的内燃机配气凸轮机构，原动凸轮1连续等速转动，通过凸轮高副驱动从动件2（阀杆）按预期的输出特性启闭阀门，使阀门既能充分开启，又具有较小的惯性力。 如图所示为绕线机排线凸轮机构 绕线轴3连续快速转动，经蜗杆传动带动凸轮1缓慢转动，通过凸轮高副驱动从动件2往复摆动，从而使线均匀地缠绕在绕线轴上。 冲床装卸料凸轮机构 原动凸轮1固定于冲头上，当其随冲头往复上下运动时，通过凸轮高副驱动从动件2以一定规律往复水平移动，从而使机械手按预期的输出特性装卸工件。 而在图所示的巧克力输送凸轮机构中，当带有凹槽的圆柱凸轮1连续等速转动时，通过嵌于其槽中的滚子驱动从动件2往复移动，凸轮1每转动一周，从动件2即从喂料器中推出一块巧克力并将其送至待包装位置。 从以上诸例可以看出：凸轮机构一般是由三个构件、两个低副和一个高副组成的单自由度机构。 2、凸轮机构的分类 在凸轮机构中，凸轮可为原动件也可为机架；但多数情况下，凸轮为原动件。 从不同角度出发，凸轮机构可作如下分类。 1）、按两活动构件间的相对运动特性分类 (1)平面凸轮机构：两活动构件之间的相对运动为平面运动的凸轮机构 . (2)空间凸轮机构：两活动构件之间的相对运动为空间运动的凸轮机构 (1)平面凸轮机构 1)盘形凸轮：它是凸轮的基本型式。是一个相对机架作定轴转动或为机架且具有变化向径的盘形构件， 它可视为盘形凸轮的演化型式。 是一个相对机架作直线移动或为机架且具有变化轮廓的构件， 2)移动凸轮： (2)空间凸轮机构(Spatial Cam) 2）按从动件运动副元素形状分类 (1)尖顶从动件：尖顶能与任意复杂凸轮轮廓保持接触，因而能实现任意预期的运动规律。尖顶与凸轮呈点接触，易磨损，故只宜用于受力不大的场合。 (2)滚子从动件：为克服尖顶从动件的缺点，在尖顶处安装一个滚子，即成为滚子从动件。它改善了从动件与凸轮轮廓间的接触条件，耐磨损，可承受较大载荷，故在工程实际中应用最为广泛。 (3)平底从动件：平底从动件与凸轮轮廓接触为一平面，显然它只能与全部外凸的凸轮轮廓作用。其优点是：压力角小，效率高，润滑好，故常用于高速运动场合。 3）根据运动形式的不同 以上三种从动件还可分为： 直动从动件； 摆动从动件； 作平面复杂运动从动件。 1)直动从动件(Translating Follower)： 对心直动尖顶从动件凸轮机构 偏心直动尖顶从动件凸轮机构 对心直动滚子从动件凸轮机构 对心直动平底从动件凸轮机构 2)摆动从动件(Oscillating) 摆动平底从动件凸轮机构 摆动滚子从动件凸轮机构 摆动尖顶从动件凸轮机构 （1）力锁合的凸轮机构 4）按锁合方式分类  力锁合：利用力来锁合。如弹簧力、从动杆的重力 （2）几何锁合的凸轮机构 几何锁合：利用几何形状来锁合，如凸轮上的凹槽、等 径及等宽凸轮等。 凸轮机构的运动过程 1、基圆——以凸轮的转动中心O为圆心，以凸轮的最小向径为半径r0所作的圆。r0称为凸轮的基圆半径 2、推程、推程运动角 3、远休、远休止角 4、回程、回程运动角 5、近休、近休止角 6、行程——从动杆在推程或回程中移动的距离h 7、位移线图——描述位移s与凸轮转角φ之间关系的图形 推程→远休→回程→近休→推程 从动件的位移s与凸轮转角φ的关系可以用从动件的位移线图来表示。由于大多数凸轮作等速转动，转角与时间成正比，因此横坐标也代表时间t 结论：从动件的运动规律取决于凸轮的轮廓形状 2 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。 柔性冲击 ： 加速度发生有限值