2.1 凸轮机构概述（课件）《机械基础》（机工版·第2版）同步精品课堂

2.1 凸轮机构概述 《机械基础》（机工版） 同步精品课堂—中职专业课 1 学习目标 01 03 02 能说出凸轮机构的三个基本组成部分 能区分盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮等不同形状的凸轮 能总结出凸轮机构结构简单、运动精准但易磨损等特点 新知学习 情景导入 同学们，你们早上骑共享单车时，车铃一按就响；拧矿泉水瓶，瓶盖轻松打开；甚至玩悠悠球时，绳子自动收回——这些动作背后，都有个“隐形功臣”在工作！它能让旋转运动变成来回摆动，让复杂动作变得简单可靠，这就是我们今天要认识的“机械魔术师”——凸轮机构。想知道它是怎么让生活中的这些小物件灵活运转的吗？让我们一起揭开它的神秘面纱！ 新知学习 在机械工业中，凸轮机构是一种常用机构，通常由凸轮从动件和机架三个基本构件组成，如图2-1所示。凸轮一般是具有曲线或曲面轮廓的构件。由于凸轮与从动件组成的是高副，所以凸轮机构属于高副机构。凸轮机构常用于轻载、低速自动或半自动机床的控制。 新知学习 一、凸轮机构的组成 新知学习 提示：在凸轮机构中，凸轮为主动件。 图 2-2所示为内燃机气阀控制机构。它通过连续转动的凸轮驱动气阀杆做往复移动，从而按预定的时间打开或关闭气阀，完成配气要求。弹簧的作用是使气阀组件紧贴凸轮的轮廓曲面。 新知学习 一、凸轮机构的组成 新知学习 图2-3所示为自动车床刀架进给机构。当凸轮转动时，驱动从动杆做往复摆动，通过固定在从动杆上的扇形齿轮，带动刀架下部的齿条，使刀架前后移动，从而完成所需要的进给和退刀运动。 新知学习 一、凸轮机构的组成 新知学习 图2-4所示为自动车床靠模机构。滑板带动从动件(刀架)沿工件的轮运动，使切削刃走出手柄外形轨迹。 新知学习 一、凸轮机构的组成 新知学习 图 2-5所示为缝纫机的挑线机构。从动件挑线杆末端A的滚子嵌在圆柱凸轮的槽中，当圆柱凸轮转动时，使挑线杆绕定点0上下摆动，不断把挑线杆上B处孔中的线挑出一定长度，供缝纫使用。 新知学习 一、凸轮机构的组成 新知学习 提示：凸轮机构的功能是将凸轮的连续转动或移动转变为从动件的移动或摆动。 凸轮机构按其构件形状与运动形式可分为不同类型。 1.按凸轮形状分类 (1)盘形凸轮(图2-2、图2-3)仅径向轮廓尺寸变化并绕其轴线旋转的凸轮称为盘形凸轮。它结构简单，是凸轮机构的最基本形式。盘形凸轮分为两种:一种是利用外轮推动从动件运动的盘形外轮廓凸轮;另一种是利用曲线沟槽推动从动件运动的盘形槽凸轮(图 2-6)。 新知学习 二、凸轮机构的类型 新知学习 新知学习 二、凸轮机构的类型 新知学习 (2)移动凸轮(图2-4)当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，即可成为移动凸轮移动凸轮做往复直线移动，凸轮曲线轮廓推动从动件运动，多用于靠仿形机械。 新知学习 二、凸轮机构的类型 新知学习 (3)柱体凸轮轮廓曲线位于圆柱面上，并绕其轴线旋转的凸轮称为柱体凸轮。柱体凸轮分为圆柱凸轮(图2-5)和端面凸轮(图2-7)。在柱体凸轮机构中，当凸轮等速回转时，从动件在平行于凸轮轴线的平面内运动，因此凸轮与从动件的相对运动是空间运动柱体凸轮属于空间凸轮，柱体凸轮机构属于空间凸轮机构。 2.按从动件运动形式分类 按从动件运动形式分，凸轮机构可分为直动从动件(图2-2、图2-4)和摆动从动件(图 2-3、图 2-5、图 2-6)两种。 3.按从动件末端结构形式分类 按从动件末端结构形式分，凸轮机构可分为尖顶从动件、滚子从动件、平底从动件和曲面从动件几种，见表 2-1。 新知学习 二、凸轮机构的类型 新知学习 新知学习 二、凸轮机构的类型 新知学习 新知学习 二、凸轮机构的类型 新知学习 1)凸轮机构可以用在对从动件运动规律要求严格的场合，也可以根据实际需要任意拟定从动件的运动规律，如运动轨迹、位移量、速度、加速度，以及间歌运动的运动时间与间歇时间的比例、停歇次数等。 2)凸轮机构可以高速起动，动作准确可靠。 新知学习 三、凸轮机构的特点 新知学习 3)凸轮机构是高副机构，两构件接触处为点接触或线接触，单位面积上承载的压力较大，难以保持良好的润滑，故容易磨损，寿命短。 4)凸轮机构能传递较复杂的运动，但对于复杂的运动特性要求，精确分析和设计凸轮的轮廓曲线比较困难，制造和维修也较困难。随着电子计算机和数控机床的广泛应用，凸轮轮廓型面的设计、制造已变得方便、容易。 新知学习 三、凸轮机构的特点 新知学习 随堂练习 （1）简述凸轮机构的三个基本组成部分及其作用。 （2）按凸轮形状分类，凸轮有哪几种类型？ 课堂练习 答案：B 解析：滚子从动件通过滚子滚动接触凸轮，摩擦为滚动摩擦，磨损小，故选B。 1.滚子从动件与凸轮接触处的摩擦类型是（ ） A. 滑动摩擦 B. 滚动摩擦 C. 静摩擦 D. 动摩擦 课堂练习 答案：C 解析：凸轮与从动件多为点或线接触，易磨损，是主要缺点，故选C。 2.下列凸轮机构特点中，属于缺点的是（ ） A. 结构简单 B. 运动精准 C. 易磨损 D. 设计灵活 课堂练习 答案：C 解析：盘形凸轮结构简单，能精准控制进给量，广泛用于自动机床，故选C。 3.常用于自动机床进给机构的凸轮类型是（ ） A. 移动凸轮 B. 圆柱凸轮 C. 盘形凸轮 D. 球面凸轮 课堂练习 答案：B 解析：平底从动件与凸轮接触面大，润滑好，适合高速运动，故选B。 4.平底从动件的优点是（ ） A. 耐磨损 B. 适合高速运动 C. 能实现复杂运动 D. 结构复杂 课堂练习 答案：A 解析：凸轮通常作为主动件，通过旋转或移动带动从动件运动，故选A。 5.凸轮机构中，主动件通常是（ ） A. 凸轮 B. 从动件 C. 机架 D. 以上均可 课堂练习 答案：B 解析：移动凸轮呈平板状，作往复直线运动，可看作盘形凸轮的一部分，故选B。 6.按凸轮形状分类，形状如平板且作往复直线运动的是（ ） A. 盘形凸轮 B. 移动凸轮 C. 圆柱凸轮 D. 楔形凸轮 课堂练习 答案：A 解析：汽车雨刮器通过凸轮带动雨刮臂（摆动从动件）往复摆动，故选A。 7.下列场景中，应用了摆动从动件凸轮机构的是（ ） A. 汽车雨刮器 B. 电梯门开关 C. 圆珠笔伸缩机构 D. 传送带张紧装置 课堂练习 答案：B 解析：凸轮机构的核心功能是将主动件的旋转（或直线）运动转化为从动件的往复运动，故选B。 8.凸轮机构能实现的运动转换是（ ） A. 直线运动→直线运动 B. 旋转运动→往复运动 C. 曲线运动→直线运动 D. 以上都不能 课堂小结 感谢观看 $$