项目七　凸轮机构和其他常用机构(课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（北京理工大学出版社）

1 2 返回 项目七　凸轮机构和其他常用机构 7.1　凸轮机构的应用和分类 7.2　常用的从动件运动规律 ７.１　凸轮机构的应用和分类 ７.１.１　凸轮机构的特点 凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件所组成的一种高副机构。 凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。 当它运动时。 通过其上的曲线轮廓与从动件的高副接触。 使从动件获得预期的运动。 图７-１ 所示为内燃机的配气机构。 原动件凸轮１ 是一个具有变化向径的盘形构件。 当它作匀速回转时。 迫使从动件推杆２ 在固定导路３ 内按预期运动规律作往复运动。 从而实现气阀的开启和关闭。 以控制燃气在适当的时间进入气缸或排出废气。 图７-２ 所示为单轴转塔车床上的刀架进给凸轮机构。 当具有凹槽的原动件凸轮１ 匀速转动时。 其凹槽的侧面迫使从动件扇形齿轮２ 按预期运动规律绕Ｏ 轴往复摆动。 带动与刀架固定在一起的齿条３ 作往复进给运动。 控制刀架作进刀和退刀运动。 下一页 返回 ７.１　凸轮机构的应用和分类 ７.１.２　凸轮机构的分类 在工程实际中。 凸轮机构的形式多种多样。 常用的分类方法有以下三种: １.按凸轮形状分类 (１) 盘形凸轮机构 凸轮是绕固定轴转动且具有变化向径的盘形构件。 当凸轮绕其固定轴转动时。 从动件在垂直于凸轮轴的平面内运动。 它是凸轮的基本形式。 结构简单。 应用广泛。 (２) 移动凸轮机构 凸轮是具有曲线轮廓且只能作相对往复直线移动的构件。 它可看作是轴心在无穷远处的盘形凸轮。 如图７-３ 所示。 下一页 返回 上一页 ７.１　凸轮机构的应用和分类 (３) 圆柱凸轮机构 凸轮的轮廓曲线位于圆柱面上并绕圆柱轴线旋转的凸轮称为圆柱凸轮。 它可以看作是把移动凸轮卷成圆柱体而得。 ２.按从动件形状分类 (１) 尖底从动件 如图７-４ (ａ) 所示。 这种从动件以尖顶与凸轮接触。 结构简单。 能与任何曲线的凸轮轮廓保持高副连接。 故可使从动件实现任意的运动规律。 但是尖底易磨损。 所以这种从动件只使用于传力不大的低速凸轮机构中。 (２) 滚子从动件 如图７-４ (ｂ) 所示。 这种从动件的顶端铰接一个滚子并以滚子与凸轮轮廓保持接触。由于滚子与凸轮之间是滚动摩擦。 故磨损小而且均匀。 可承受较大载荷。 因而应用普遍。 下一页 返回 上一页 ７.１　凸轮机构的应用和分类 (３) 平底从动件 如图７-４ (ｃ) 所示。 这种从动件以平底与凸轮轮廓接触。 在不考虑摩擦时。 凸轮对这种从动件的作用力始终垂直于平底。 传动效率最高。 另外。 凸轮与平底之间易形成楔形油膜。 便于润滑和减少磨损。 所以这种从动件常用于高速凸轮机构中。 但是这种从动件的缺点是不能用于具有内凹曲线轮廓的凸轮机构。 各种形式的从动件中。 既有作直线往复移动的从动件。 也有绕定轴摆动的从动件。 前者称为直动从动件(图７-１、图７-３)。 后者称为摆动从动件(图７-２)。 在直动从动件中。若尖底或滚子中心的轨迹通过凸轮的轴心。 称为对心直动从动件[图７-４ (ａ)]。 否则称为偏置直动从动件[图７-４ (ｂ)]。 下一页 返回 上一页 ７.１　凸轮机构的应用和分类 ３.按从动件与凸轮保持接触的方式分类 (１) 力锁和的凸轮机构 依靠从动件的重力、弹簧力或其他外力使从动件与凸轮保持接触。 如图７-１ 和图７-３所示。 ( ２) 几何锁和的凸轮机构 依靠凸轮与从动件的特殊结构来保持从动件与凸轮接触。 图７-５ 列出了常用的几何锁和凸轮机构。 其中图７-５ (ａ) 为沟槽凸轮机构。 图７-５ (ｂ) 为等宽凸轮机构。 图７-５ (ｃ) 为等径凸轮机构。 图７-５ (ｄ) 为共轭凸轮机构。 将不同形式的从动件和凸轮组合起来。 就可得到各种不同类型的凸轮机构。 如图７-１ 所示的凸轮机构可命名为对心移动平底从动件盘型凸轮机构。 返回 上一页 ７.２　常用的从动件运动规律 ７.２.１　平面凸轮机构的基本尺寸和运动参数 图７-６ (ａ) 所示为一对心直动尖底从动件盘形凸轮机构。 图中以凸轮轮廓最小向径ｒｂ为半径所作的圆称为凸轮的基圆。 ｒｂ 称为基圆半径。 图７-６ (ｂ) 所示为对应于凸轮转动一周从动件的位移线图。 横坐标代表凸轮的转角φ。 纵坐标代表从动件的位移ｓ。 在该位移线图上。 由ａ 到ｂ 是从动件上升的那段曲线。 与这段曲线相对应的从动件的运动。 是远离凸轮轴心的运动。 我们把从动件的这一行程称为推程。 从动件所移动过的距离称为行程。 用ｈ表示。 相应的凸轮转角∠ＡＯＢ 称为推程运动角。 用Φ０ 表示。 由ｂ 到ｃ 是从动件在最远处静止不动的曲线。 对应的凸轮转角∠ＢＯＣ 称为远休止角。 用Фｓ 表示。 由ｃ 到ｄ 是从动件由最远位置回到初始位置的曲线。 下一页 返回 ７.２　常用的从动件运动规律 这一行