6.3 凸轮机构及其在汽车中的应用（课件）-《汽车机械基础》同步精品课堂（机工版·第2版）

同步精品课程——中职专业课 第6章 汽车常用机构 6. 3 凸轮机构及其在汽车中的应用 《汽车机械基础》（第2版） 机工版 1 知识目标 1.掌握凸轮机构的组成、类型及其在汽车中的应用。 2.理解凸轮从动件运动常见规律。 教学目标 加工工表明 导入情景 6.3.1 凸轮机构的组成 凸轮机构可以完成各种复杂的运动，且结构简单、紧凑，是机械工业中的一种常用机构尤其是在自动和半自动化机械以及自动生产线中应用广泛。 图6-20所示的发动机配气机构就是凸轮机构。在这个机构中，具有曲线外廓形状的凸轮1转动的时候，其轮廓将会通过气门弹簧座4推动气门2做断续的往复移动，从而控制气门有规律地开启和关闭(气门的关闭是借助气门弹簧3的弹力作用实现的)，使可燃混合气进入气缸或使燃烧后的废气排出。在这个配气机构中，与凸轮始终保持接触的气门弹簧座及往复移动的气门均称为从动件。凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个构件组成的高副机构(图6-21)。 01 新知学习 6.3.2 凸轮机构的类型及特点 凸轮机构的类型很多。不同类型的凸轮机构由不同类型的凸轮和从动件所组成。常用凸轮机构的类型及简图见表6-2。 02 新知学习 1. 按凸轮形状分类 (1)盘形凸轮 盘形凸轮又称为圆盘凸轮，是凸轮最基本的形式，如图6-22a所示。这种凸轮是一个绕固定轴转动且径向尺寸变化的盘形构件。盘形凸轮结构简单，应用最广，但从动件的行程不能过大，因此多用于行程较短的场合。 (2)移动凸轮 移动凸轮也称为板状凸轮，如图图6-22b所示。这种凸轮相对机架做往复直线移动。 (3)圆柱凸轮 圆柱凸轮是在端面上做出曲线轮廓(图6-22c)，或在圆柱面上开有曲线凹槽的凸轮(图6-22d)，从动件一端位于凹槽中。当凸轮转动时，从动件沿凹槽做直线往复运动或摆动。这种凸轮与从动件的运动不在同一平而内，是一种空间凸轮。 02 新知学习 2. 按从动件形状分类 (1)尖顶从动件 尖顶从动件是结构最简单的从动件，它的尖项可以与任何形状的凸轮轮廓保持点接触以实现复杂的运动规律。但是尖顶从动件易于磨损，仅适用于速度较低和作用力不大的场合。 (2)滚子从动件 滚子从动件是用滚子来代替尖顶，把滑动摩擦变成滚动摩擦、因此磨损较小，可传递较大的力、应用比较广泛，但它的结构比尖顶从动件复杂一些。 (3)平底从动件 平底从动件是用平面代替尖顶，所以它的受力情况较好，结构简单，便于润滑，常用于高速凸轮机构中。 从动件不仅有不同的结构和形状，而且还有不同运动形式和相对位置。做往复直线运动的称为移动从动件，做往复摆动的称为摆动从动件。移动从动件的导路中心线通过凸轮的回转中心时，称为对心从动件，否则称为偏置从动件。 02 新知学习 6.3.3 凸轮机构的应用实例 图6-23所示为凸轮机构的应用实例。图6-23a所示为插齿机的切深机构。当凸轮转动时，拉动丝杠向右侧运动，则刀架和插齿刀一起向毛坯件移动，直到将齿轮切到需要的深度为。 02 新知学习 图 6-23b所示为自动车床上使用的进给机构。当团柱凸轮转动时，利用其凹槽带动摆杆绕固定轴往复摆动，再通过扇形齿轮与齿条的啮合传动，使刀架5按一定规律运动，完成进刀和退刀的动作。 图6-23c所示为火柴自动装盒机构。火柴从进料口装入，当插板在凸轮推动下插人进料口下部时，火柴就不能落下来。当凸轮转回时，在弹簧的作用下插板3退出，火柴便落入盒7中，随后插板插入，阻止火柴落下，使火柴盒正好装满。 6.3.4 从动件的运动规律 1. 凸轮机构的有关参数 (1)基圆半径 以凸轮的最小半径所作的圆称为凸轮的基圆，其半径称为基圆半径，用rh表示(图6-24)。 02 新知学习 (2)行程 如图6-24所示，当凸轮逆时针方向转过一个角度δ时，从动件将上升一段距离，即产生一段位移s。当从动件到达最高位置时(图6-24c)，从动件的最大升距称为行程，用h表示。 (3)推程 当凸轮逆时针方向转动时，从动件从最低位置(图6-24a中的a点)运动到最高位置(图6-24c中的b点》的过程称为推程。到达b点后，从动件将在b→c段停止不动，该段称为远停程。 (4)回程 从动件从最高位置(图6-24c)回到最低位置的过程称为回程。到达d点后，从动件将在d→a段停止不动，该段称为近停程。 凸轮的各参数影响着从动件的位移、速度和加速度，因此从动件的运动规律是由凸轮的轮廓曲线的形状决定的。 02 新知学习 2. 等速运动规律 等速运动规律的特点:当凸轮等速回转时，从动件推程或回程中的速度为常数。 图6-25所示为从动件等速运动规律的位移、速度和加速度曲线图。由图可知，这种运动规律的位移曲线是斜直线，速度曲线为水平直线，加速度为零。但是，从动件在运动开始和停止的瞬时，速度由零突变到υ0，或由υ0