第三章凸轮机构附其设计.docVIP

第三章 凸轮机构 【基本要求】 1.了解凸轮机构的类型及各类凸轮机构的特点和适用场合，学会根据工作要求和 使用场合选择凸轮机构的类型。 2.掌握从动件几种常用运动规律的特点和适用场合以及不同运动规律位移曲线的拼接方法，学会根据工作要求选择或设计从动件的运动规律。 3.掌握凸轮机构基本尺寸确定的原则，学会根据这些原则确定移动滚子从动件盘形凸轮机构的基圆半径、滚子半径和偏置方向以及移动平底从动件盘形凸轮机构的基圆半径、平底宽度和偏置方向。 4.熟练掌握并灵活运用反转法原理，学会根据这一原理设计各类凸轮的廓线。 5.掌握凸轮机构设计的基本步骤，学会用计算机对凸轮机构进行辅助设计的方法。 【重点难点】 本章的重点是凸轮机构的运动设计。它涉及到：根据适用场合和工作要求选择凸轮机构的型式、根据工作要求和使用场合选择或设计从动件的运动规律、合理选择凸轮的基圆半径、正确设计出凸轮廓线、对设计出来的凸轮机构进行分析以校核其是否满足设计要求。 【教学内容】 3.1 概述3.2 常用的从动件运动规律3.3 盘形凸轮轮廓的设计方法与加工方法3.4 凸轮机构基本尺寸的确定 凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，它通过与从动件的高副接触，在运动时可以使从动件获得连续或不连续的任意预期运动。 3.1 概述 凸轮机构由凸轮、从动件和机架三部分组成，结构简单，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任何预期的运动规律。但另一方面，由于凸轮机构是高副机构，易于磨损，因此只适用于传递动力不大的场合。 ???●下面通过一个生产实例来说明凸轮机构的组成: ??? 图示为内燃机配气凸轮机构。具有曲线轮廓的构件1叫做凸轮，当它作等速转动时，其曲线轮廓通过与推杆2的平底接触，使气阀有规律地开启和闭合。工作对气阀的动作程序及其速度和加速度都有严格的要求，这些要求都是通过凸轮的轮廓曲线来实现的。 ?? ●由上例可以看出: ??? 当凸轮运动时，通过其上的曲线轮廓与从动件的高副接触，可使从动件获得预期的运动。凸轮机构是由凸轮、从动件和机架这三个基本构件所组成的一种高副机构。 3.1.1 凸轮机构的应用 内燃机 配气机构 自动车床上的走刀机构 分度转位机构 3.1.2 凸轮机构的分类 工程实际中所使用的凸轮机构型式多种多样，常用的分类方法有以下几种 1、按照凸轮的形状不同可把凸轮分为以下几种。 ?????? （1）盘形凸轮 这种凸轮是一个绕固定轴转动并且具有变化向径的盘形零件，如内燃机配器机构中的凸轮。当其绕固定轴转动时，可推动从动件在垂直于凸轮转轴的平面内运动。它是凸轮的最基本型式，结构简单，应用最广。??? （2）移动凸轮 ??? 当盘形凸轮的转轴位于无穷远处时，就演化成了图示的移动凸轮（或楔形凸轮）。凸轮呈板状，它相对于机架作直线移动。 ??? 在以上两种凸轮机构中，凸轮与从动件之间的相对运动均为平面运动，故又统称为平面凸轮机构。 （3）圆柱凸轮 如果将移动凸轮卷成圆柱体即演化成圆柱凸轮。在这种凸轮机构中凸轮与从动件之间的相对运动是空间运动，故属于空间凸轮机构。 ???? 2． 按照从动件的形状分类 名称 图形 说明 尖端从动件 从动件的尖端能够与任意复杂的凸轮轮廓保持接 触，从而使从动件实现任意的运动规律。这种从动件 结构最简单，但尖端处易磨损，故只适用于速度较低 和传力不大的场合。 曲面从动件 为了克服尖端从动件的缺点，可以把从动件的端 部做成曲面，称为曲面从动件。这种结构形式的从动 件在生产中应用较多。 滚子从动件 为减小摩擦磨损，在从动件端部安装一个滚轮， 把从动件与凸轮之间的滑动摩擦变成滚动摩擦，因 此摩擦磨损较小，可用来传递较大的动力，故这种形 式的从动件应用很广。 平底从动件 ?从动件与凸轮轮廓之间为线接触，接触处易形成 油膜，润滑状况好。此外，在不计摩擦时，凸轮对从 动件的作用力始终垂直于从动件的平底，受力平稳， 传动效率高，常用于高速场合。缺点是与之配合的 凸轮轮廓必须全部为外凸形状。 ??? 3．按照从动件的运动形式分类 ??? 按照从动件的运动形式分为移动从动件和摆动从动件凸轮机构。移动从动件凸轮机构又可根据其从动件轴线与凸轮回转轴心的相对位置分成 对心和偏置两种。 ??? 4．按照凸轮与从动件维持高副接触的方法 ??? （1）力封闭型凸轮机构 ????? 所谓力封闭型，是指利用重力、弹簧力或其它外力使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。如内燃机配器机构中的凸轮。 ?? （2）形封闭型凸轮机构 ???? ??所谓形封闭型，是指利用高副元素本身的