[工学]第五章 凸轮机构.pptVIP

内燃机中利用凸轮机构实现进排气门控制的配气机构，当具有一定曲线轮廓的凸轮等速转动时，它的轮廓迫使从动件（气门推杆）上下移动，以便按内燃机的工作循环要求启闭阀门，实现进气和排气。 如图为弹子锁与钥匙组成的凸轮机构，钥匙是凸轮，插入弹子锁的锁芯中，凸轮廓线将不同长度的弹子2推到同样的高度，即每一对弹子（2与7）的分界面与锁芯和锁体的分界面相齐，则通过锁体可以转动锁芯，拨开琐闩4。 类型4 1、力锁合的凸轮机构 利用弹簧力或从动件重力使从动件与凸轮保持接触的凸轮机构。 类型5 2、形锁合的凸轮机构 利用凸轮或从动件的特殊形状而始终保持接触。 类型6 （1）移动从动件凸轮机构 按其从动件导路是否通过凸轮回转中心分为对心移动从动件和偏置移动从动件凸轮机构。 4.按从动件相对机架的运动方式分 （2）摆动从动件凸轮机构 对心凸轮机构 偏心凸轮机构 一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构，凸轮上有一最小向径，以最小向径r。为半径所作的圆称凸轮基圆，r。称基圆半径，凸轮以等角速度ω1逆时针转动。凸轮机构运动过程如下： 5.2 常用的从动件运动规律 5.2.1 平面凸轮机构的基本尺寸及运动参数 凸轮机构中，凸轮的轮廓形状决定了从动件的运动规律，反之，从动件的不同运动规律要求凸轮具有不同形状的轮廓。因此，设计凸轮机构时，应首先根据工作要求确定从动件的运动规律，再据此来设计凸轮的轮廓曲线。 从动件的运动规律：是指其位移s、速度v和加速度a等随凸轮转角 而变化的规律。常用的从动件运动规律有等速运动规律、等加速-等减速运动规律、余弦加速度运动规律、正弦加速度运动规律等。 5.2.2 常用的从动件运动规律 从动件在推程始末两处，速度有突变，瞬时加速度理论上为无穷大，因而产生理论上无穷大的惯性力，对机构造成强烈的冲击，这种冲击称为“刚性冲击”。因此，等速运动规律只能用于低速轻载的场合。 从动件在推程或回程过程中的运动速度为常数的运动规律。 1.等速运动规律： 在推程的始末点和前、后半程的交接处，产生“柔性冲击”或“软冲”。因此这种运动规律只适用于中速、中载的场合。 从动件在一个行程中，前半行程作等加速运动，后半行程作等减速运动的运动规律。 2.等加速等减速运动规律 在推程始末点处仍存在“软冲”，因此只适用于中、低速。 但若从动件作无停歇的升—降—升型连续运动，则加速度曲线为光滑连续的余弦曲线，消除了“软冲”，故可用于高速。 从动件加速度按余弦规律变化的运动规律。 3.余弦加速度运动规律 4、正弦加速度运动规律 　　运动特征：没有冲击，故可用于高速。 　　从动件加速度按正弦规律变化的运动规律。 凸轮机构的主要失效形式是磨损和疲劳点蚀，因此要求凸轮和滚子的工作表面硬度高，具有良好的耐磨性，心部有良好的韧性。 5.1.3 凸轮和滚子的材料 低速、轻载时，可以选用铸铁。中速、中载时可以选用优质碳素结构钢、合金钢，并经表面淬火或滲碳淬火，达到一定硬度。高速、重载时可用优质合金钢，并经表面淬火或滲氮处理。 滚子材料用合金钢材料，经滲碳淬火，达到较大表面硬度。 1.凸轮的材料 2.滚子的材料 5.3 盘形凸轮轮廓的设计与加工方法 设计一般精度凸轮时常被采用图解法。而设计高精度凸轮，则必须用解析法，但计算复杂。本节主要讨论图解法。 设计方法： 1.图解法 2.解析法 基本原理： 反转法原理 给整个凸轮机构加上一个与凸轮转动角度ω数值相等、方向相反的“-ω”角速度。各构件间的相对运动并不改变，但凸轮视为静止，从动件随导路以角速度绕点转动，同时沿导路按预定运动规律作往复移动。从动件尖顶的运动轨迹即为凸轮的轮廓。 5.3.1 反转法原理 凸轮轮廓曲线设计的基本原理（反转法） ? 2? S ?1 1 2 3 s1 s2 h O rb -? ? 1 ?1 s1 2 2 s2 3 3 h 1 ?1 s1 偏置尖顶从动件凸轮轮廓曲线设计（反转法） ? 2? S ?1 1 2 3 s1 s2 h -? ?1 1 ?1 1 s1 O rb ? e s2 2 h 3 F v ? s1 ?1 已知：S=S（?），rb，e，? 5.3.2 作图法设计凸轮轮廓曲线 已知基圆半径、凸轮转向、从动件位移曲线 设计凸轮的轮廓曲线 设计：潘存云 60° rmin 120° -ω1 ω1 1’ 对心直动尖顶从动件凸轮机构中，已知凸轮的基圆半径rmin，角速度ω1和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。 设计步骤小结： ①选比例尺μl作基圆rmin。 ②反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。 ③确定反转后，从