机械基础技术应用 项目四 汽车凸轮机构分析与应用 凸轮轮廓设计与凸轮结构尺寸确定.pptVIP

1．对心移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓 （4）将B0、B1、B2、...连成 光滑的曲线，得要求凸轮轮廓（图a）。 （1）按从动件运动规律作出位移线图 （图b），并将横坐标等分分段。 （2）沿?1反方向取角度?t、?h、　　　 　?S，等分，得C1、C2、...点。连接OC1、OC2、...便是从动件导路的各个位置。 （3）取B1C1=11’、B2C2=22’、 ...得反转后尖顶位置 B1、B2、B3、...。 1.一从动件的运动规律为：从动件按简谐运动规律上升30mm，对应凸轮转角Φ=180°；从动件以等加、等减速运动规律返回原处，对应凸轮转角是120°；当凸轮转过剩余角度时，从动件不动。试绘制出从动件的位移曲线。 2.设计一对心直动滚子从动件盘形凸轮。已知凸轮基圆半径rb=40mm,滚子半径r=10mm,凸轮顺时针回转，从动件按上题运动规律运动。 对心移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓设计 实际轮廓曲线 理论轮廓曲线 对心滚子移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计 设计凸轮机构，既要保证从动件能实现预定的运动规律，还须使机构传力性能良好，结构紧凑，满足强度和安装等要求，因此，应注意处理好下面问题： 1.凸轮机构的压力角； 2.滚子半径的选择 ； 3.凸轮基圆半径的确定； 4.凸轮机构的材料。 五、受力分析 为什么汽车发动机要不定期检测凸轮轴？ 摩擦与自锁 静摩擦力（Ff）：两静止物体之间有相对滑动趋势时在接触面上产生的彼此阻碍滑动的摩擦力。 最大静摩擦力（Ffmax）：物体处于将要滑动而尚未滑动时静摩擦力达到的最大值。 动摩擦力（Ff`）：两相对滑动物体接触面上产生的阻碍物体滑动的摩擦力。 摩擦角（φm）：静摩擦力达到最大值时约束面对物体产生的全反力与法向反力之间的夹角。 自锁：α《φm 凸轮机构的压力角 压力角： 不计摩擦时，凸轮对从动件的作用力（法向力）与从动件上受力点速度方向所夹的锐角。（要小，避免自锁） 1、压力角——不计摩擦时，凸轮对从动件的作用力（法向力）与从动件上受力点速度方向所夹的锐角。 （要小，避免自锁） 凸轮机构的压力角： 压力角越小传力越好。 自锁——当凸轮机构处于压力角大到使有效分力不足以克服摩擦阻力的位置，不论推力多大，都不能使从动件运动。 临界压力角——机构开始出现自锁时的压力角。 有效分力： 有害分力： 习题 凸轮机构的压力角： 为了保证良好的传力性能，设计时应使amax [a], 许用值[a]的大小通常由经验确定： 推程时: 对于直动从动件，取[a]=30°； 对于摆动从动件，取[a]=45°； 回程时：可取 [a]= 70°～80°； 回程时从动件通常受弹簧力或重力的作用，不会引起自锁，可不必校验压力角。 凸轮压力角的测量及影响因素： 测量方法：量角器（下页）； 压力角有关因素：基圆半径гb等。 基圆半径较大的凸轮对应点的压力角较小，传力性能好些，但结构尺寸较大； 基圆半径小时，压力角较大，容易引起自锁，但凸轮的结构比较紧凑。 凸轮压力角的测量 凸轮机构的压力角与基圆的关系 因受力较小且无自锁问题，故许用压力角可取得大些，通常???=80? 推程（工作行程）： 移动从动件 ???=30? 摆动从动件 ???=45? 回程： 基圆半径的确定 基圆半径越大，压力角越小。从传力的角度来看，基圆半径越大越好；从机构紧凑的角度来看，基圆半径越小越好。 在设计时，应在满足许用压力角要求的前提下，选取最小的基圆半径。 通常要求rb≥(1.6~2)d ?滚子半径的选择 设计要求：滚子尺寸的设计要满足强度和运动特性。 从强度要求考虑，滚子半径一般应满足： 从运动特性考虑，不能发生运动失真现象。为避免发生这种现象，要对滚子半径加以限制。 rr≥(0.1-0.5)rb 滚子尺寸与?min关系 汽车机械基础技术应用 由上式可知：实际轮廓曲率半径总大于理论轮廓曲率半径。因而，不论选择多大的滚子，都能做出实际轮廓。 2．凸轮理论轮廓的外凸部分 由图18b可得?a=?min-r T （1）当?min ?rT时，则有?a? 0，如图18b所示，实际轮廓为一平滑曲线。 1．凸轮理论轮廓的内凹部分 由图18a可得：?a=? min+rT 图18 滚子半径对轮廓的影响 滚子尺寸对轮廓的影响 （2）当?min =rT时，则有?a= 0，如图18c所示 ，在凸轮实际轮廓曲线上产生了尖点，这种尖点极易磨损，磨损后就会改变从动件预定的运动规律。 （3）当?min ?rT时，则有?a? 0 时，如图18d所示，这时实际轮廓曲线发生相交，图中阴影部分的轮廓曲线在实际加工时被切去，使这一部分运动规律无法实现。 为了使凸轮轮廓在任何位置