5.2 凸轮机构(课件）--2022-2023学年高二劳动版机械知识

§5-2 凸轮机构 凸轮是具有控制从动件运动规律的曲线轮廓的构件，含有凸轮的机构称为凸轮机构。 1—凸轮 2—弹簧 3—气门（从动件） 4—机架 多缸内燃机配气机构 匀速回转的凸轮 1 迫使气门 3 做往复移动，以使气门开启或关闭。 一、凸轮机构的组成和特点 1. 凸轮机构的组成 凸轮机构主要由凸轮、从动件和固定机架三个构件组成。从动件靠重力或弹簧力与凸轮紧密接触，凸轮转动时，从动件做往复移动或摆动。 1—固定机架 2—从动件 3—凸轮 能使从动件获得较复杂且准确的预期运动规律，但凸轮轮廓与从动件的接触面积小，所以接触处压强大，易磨损，因而不能承受很大的负荷。另外，凸轮是一个具有特定曲线轮廓的构件，轮廓精度要求高时需用数控机床进行加工。 2. 凸轮机构的特点 1. 凸轮机构的分类 二、凸轮机构的分类和应用 （1）按凸轮分类 1）盘形凸轮 盘形凸轮是凸轮的最基本形式，结构简单，应用广泛。 凸轮相对于机架做往复直线移动。 2）移动凸轮 3）圆柱凸轮 在圆柱端面做出曲线轮廓或在圆柱表面开出曲线凹槽。 （2）按从动件端部结构分类 1）从动件端部为尖底 移动 摆动 结构简单，能准确实现较复杂的运动规律。但与凸轮接触面积小， 易磨损，故适用于载荷较小的场合。 2）从动件端部为滚子 移动 摆动 摩擦和磨损较小，可承受较大载荷，应用较广泛。但对具有内凹轮廓的凸轮，当内凹曲率半径较小时，应用受一定的限制。 2）从动件端部为平底 从动件底面与凸轮之间易形成油膜，可高速运转，但不能应用于有内凹轮廓的凸轮。 移动 摆动 2. 凸轮机构应用实例 靠模板 4（相当于移动凸轮）固定在车床床身上。车削加工时，工件旋转，刀架 3 带动车刀 2（从动件）沿工件轴向移动，由靠模板曲线轮廓控制车刀相对于工件的径向进给。 1）靠模车削机构 1—工件　2—车刀 3—刀架　4—靠模板 在圆柱表面开有曲线凹槽的圆柱凸轮 1 转动时，凹槽的侧面推动摆杆 2 端部的滚子，使摆杆绕固定铰链 C 的回转中心摆动，摆杆另一端的扇形齿轮与刀架底部的齿条相啮合，使刀架实现进刀和退刀动作。 2）自动车床的走刀机构 1—刀架　2—齿条　3—摆杆　4—圆柱凸轮 而从动件的运动规律是指从动件在运动时，其位移 s、速度 v 和加速度 a 随时间 t 变化的规律。 三、从动件常用的运动规律 从动件的工作行程为 h，其工作循环为升—停—降—停。 以凸轮回转中心为圆心，以最小向径 r0 为半径所作的圆称为基圆。 由于一般凸轮为匀速转动，其转角δ 与时间 t 成正比，所以从动件的运动规律通常表示为从动件的运动参数随凸轮转角δ 变化的规律。 提示 等速运动规律是指从动件在上升过程和下降过程中其速度保持不变的运动规律。 1. 等速运动规律 从动件等速运动规律的特点是在从动件运动的起始点、转折点和终止点都有速度的突变，使加速度趋于无限大，因此会引起强烈的惯性冲击。 2. 等加速等减速运动规律 位移曲线为抛物线。从动件在上升行程的前半段按等加速上升，后半段按等减速继续上升至最大行程。回程时前半段按等加速下降，后半段按等减速继续下降至初始位置。 特点是在一个运动循环中，从动件的运动速度逐步增大又逐步减小，避免了运动速度的突变，但在从动件运动的起始点、转折点和终止点仍存在着加速度的有限突变，还会有一定的惯性冲击。 $