第二节 凸轮机构 《机械基础》河北省 机械类 知识点讲解

河北省机械类对口高考机械基础复习讲义 第三章 常用机构 第二节 凸轮机构 【考纲要求】 （1）掌握凸轮机构的组成、特点、类型、应用及主要参数。 （2）掌握从动件等速运动规律和等加速等减速运动规律。 【知识网络】 铰链四杆机构及其演化机构 【知识和技能要点】 三、凸轮机构 1.凸轮机构的组成及特点 1)组成：凸轮机构是由凸轮、从动件和机架组成的高副机构。凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件。 2)特点：凸轮机构是高副机构，结构简单紧凑，工作可靠，它能使从动件获得任意预期的运动规律。但凸轮与从动件之间以点或线接触，不便于润滑，易磨损，只适用于传力不大的场合。 2.凸轮机构的类型及应用 1)按凸轮形状分为盘形凸轮机构、移动凸轮机构、圆柱凸轮机构。 ① 盘形凸轮机构：一个绕固定轴线转动且径向尺寸变化的盘形构件(凸轮最基本的形式)推动从动件在垂直于凸轮轴线的平面内运动，属于平面凸轮机构。盘形凸轮机构结构简单，应用最广，但从动件的行程不能太大，多用于行程较短的场合，如内燃机配气机构、绕线机等。 ②移动凸轮机构：将盘形凸轮的直径变为无穷大，就变成了做直线往复移动的移动凸轮，它推动从动件在其垂直方向移动，属于平面凸轮机构，如车床仿形机构。 ③ 圆柱凸轮机构：一个在圆柱端面上制出曲线轮廓或在圆柱表面上开出曲线凹槽的构件，它可看成由移动凸轮卷成圆柱体演化而成，属于空间机凸轮机构。圆柱凸轮机构可使从动件得到较大的行程，适用于从动件行程较大的场合，如自动车床横刀架进给机构。 2)按从动件端部结构形状分为尖顶从动件机构、滚子从动件机构、平底从动件机构。 ① 尖顶从动件机构：从动件做成尖顶与凸轮接触，结构简单，动作灵敏，可准确地实现任意运动规律，但易磨损，承载能力小，只适用于低速、传力小和动作灵敏的场合。 ② 滚子从动件机构：以铰接于从动件端部的滚子与凸轮接触，滚子与凸轮间为滚动摩擦，摩擦阻力小，磨损小，承载能力大，可用来传递较大的动力，应用广泛。 ③ 平底从动件机构：以较大的平底与凸轮线接触，易形成油膜，便于润滑，常用于高速场合，但灵敏性差，不能用于内凹的凸轮轮廓。 3)按从动件的运动形式分为移动从动件机构和摆动从动件机构。 ① 移动从动件机构：从动件做往复移动。 ② 摆动从动件机构：从动件做往复摆动。 3.凸轮机构的主要参数 (1)压力角 接触点法线与从动杆运动方向之间所夹的锐角称为压力角。压力角越大，推动从动件运动的有效分力越小，有害分力越大，因此凸轮的压力角不能太大。凸轮轮廓上各点的压力角不相同。压力角的许用值用[α]表示，推程的许用压力角：移动从动件≤30°，摆动从动件≤45°；回程时，传力不是主要问题，而主要考虑减小凸轮尺寸，可取 (2)基圆半径 以凸轮最小半径所作的圆的半径称为基圆半径。压力角和基圆半径的关系：基圆半径越小 压力角越大，凸轮机构尺寸小，传力性能差；基圆半径越大，压力角越小，传力性能好，效率高，但机构尺寸增大。基圆半径的选择是在保证轮廓最大压力角不超过许用值的情况下，尽量减小其尺寸。 (3)滚子半径 当从动件采用滚子时，为使凸轮轮廓线不变尖和相交，滚子半径r应小于凸轮理论轮廓外凸部分的最小曲率半径ρ(一般推荐 (1)等速运动规律 当凸轮匀速回转时，从动件上升或下降的速度为一常数。 工作特点：从动件做等速运动时的位移曲线为一斜直线。从动件产生周期性刚性冲击，适用于凸轮低速回转、从动件质量较小、轻载或特殊需要的凸轮机构。 (2)等加速等减速运动规律 从动件在行程中先做等加速运动，后做等减速运动，其加速度的绝对值相等且为一常数。 工作特点：从动件做等加速等减速运动时的位移曲线为一抛物线。从动件产生周期性柔性冲击，适用于凸轮中速回转、从动件质量不大和轻载的场合。 【练习题】 1、 填空题 1. 凸轮机构主要由 、从动件和 组成。 2.凸轮机构一般以 为主动件，凸轮轮廓曲线是根据 的运动规律设计的。 3.接触点法线与从动杆运动方向之间所夹的锐角称为 。压力角越大，推动从动件运动的有效分力越小，有害分力越大，因此凸轮的压力角不能太大。 4.从动件做等速运动时的位移曲线为一条 。从动件产生周期性 冲击，适用于凸轮低速回转、从动件质量较小、轻载或特殊需要的凸轮机构。 二、选择题 1.凸轮机构能够实现的运动形式为…………………………………………………………… ( ) A.两种移动间的转换 B.转动与移动间的转换 C.转动与摆动间的转换 D.上述运动转换都能实现 2.凸轮和推杆接触处的运动副属于…………………………………………………………… ( ) A.高副 B.移动副 C.转动副 D.低副 3.( )从动件的行程不能太大。……………………………………………………………（ ） A.盘形凸轮机构 B.圆锥凸轮机构 C.移动凸轮机构 D.圆柱凸轮机构 4.自动车床横刀架进给机构所用凸轮是………………………………………………………… ( ) A.盘形凸轮 B.移动凸轮 C.圆柱凸轮 D.圆锥凸轮 5.凸轮机构中平底从动件的优点是…………………………………………………………………( ) A.减小了压力角 B.提高了灵敏度 C.提高了承载能力 D.增大了从动件的最大位移 6.关于凸轮机构，下列说法不正确的是…………………………………………………………………( ) A.凸轮的基圆半径越小，压力角越小 B.凸轮轮廓曲线取决于从动件的运动规律 C.凸轮的基圆半径越小，压力角越大 D.滚子半径选取不当会出现运动失真现象 7.凸轮机构出现运动失真现象是因为……………………………………………………………………( ) A.凸轮的基圆半径太大 B.压力角太大 C.凸轮机构的行程过大 D.滚子半径太大 8.压力角越大，传力性能…………………………………………………………………………………( ) A.越好 B.不变 C.越差 D.不确定 9.从动件按等速运动规律工作的凸轮机构………………………………………………………………( ) A.产生刚性冲击 B.用于作用力大的场合 C.产生柔性冲击 D.用于高速运动 10.要求从动件运动灵敏,轻载低速时宜采用的凸轮机构的是……………………………………（ ） A.滚子从动件凸轮机构 B.尖顶从动件凸轮机构 C.曲面从动件凸轮机构 D.平底从动件凸轮机构 三、判断题 1.一只凸轮只有一种预定的运动规律。…………………………………………………………（ ） 2.盘形凸轮机构从动杆的运动规律,主要决定于凸轮半径的变化规律。 ……………………（ ） 3.凸轮轮廓曲线上各点的压力角是不变的。……………………………………………………（ ） 4.凸轮机构的等加速等减速运动是从动件先作等加速上升,再作等减速下降。……………（ ） 5.采用等加速等减速运动规律,从动件在整个运动过程中速度不会发生突变，因而没有冲击。…………………………………………………………………………………………………（ ） 6.平底从动件润滑性好,摩擦阻力较小,并可以实现任意运动规律。 ………………………（ ） 7.凸轮机构也可以实现间歇运动。 ……………………………………………………………（ ）。 8.盘形凸轮从动杆行程不能太大，否则凸轮径向尺寸太大,对凸轮不利。 …………………（ ） 9.凸轮机构广泛用于机械自动控制 ……………………………………………………………（ ） 10.凸轮机构是高副机构,凸轮与从动件接触处难以保持良好的润滑而易磨损。……………（ ） 【答案】 1、 填空题 1. 凸轮 机架 2. 凸轮 从动件 3. 压力角 4. 斜直线 刚性冲击 二、选择题 1—5 DAACA 6—10 ADCAB 2、 判断题 1-5 √√××× 6—10 ×√√√√ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $