模塊三汽車常用機構(gòu)

平面連桿機構(gòu)

鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)的演化平面四桿機構(gòu)的特性凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)1.能敘述凸輪機構(gòu)的組成及特點。2.能敘述凸輪機構(gòu)的分類。3.能解釋凸輪機構(gòu)的基本參數(shù)。4.通過探究活動，能分析凸輪機構(gòu)的運動過程。學習目標凸輪機構(gòu)一、凸輪機構(gòu)的組成及特點引導(dǎo)問題：分析圖3-5-1所示的氣門啟閉凸輪機構(gòu)，判斷凸輪機構(gòu)中一般哪個構(gòu)件是主動件。圖3-5-1所示為內(nèi)燃機中用以控制氣門開閉的凸輪機構(gòu)。凸輪1作等速旋轉(zhuǎn)，當凸輪的凸起部分與搖臂2接觸時，推動搖臂繞搖臂軸做順時針旋轉(zhuǎn)，搖臂克服氣門彈簧3的作用力，迫使氣門桿向下移動，氣門4打開。當凸輪的凸起部分離開搖臂時，在氣門彈簧力的作用下，氣門桿向上移動，氣門關(guān)閉。氣門開啟和關(guān)閉的時間長短，以及開閉速度的變化，取決于凸輪的輪廓曲線形狀。凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)從上例可知，凸輪機構(gòu)是由凸輪、從動件和機架三個基本構(gòu)件組成的高副機構(gòu)，如圖3-5-2所示。凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件。凸輪機構(gòu)中，主動件一般為凸輪，凸輪通常作等速轉(zhuǎn)動或往復(fù)的直線運動，從動件做往復(fù)擺動或往復(fù)直線運動。凸輪機構(gòu)通過凸輪與從動件的直接接觸，驅(qū)使從動件獲得預(yù)期運動規(guī)律。因從動件的運動規(guī)律取決于凸輪輪廓線的形狀，能獲得較為復(fù)雜的運動規(guī)律，所以凸輪機構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種自動化機械、自動控制裝置和儀表中。

凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、設(shè)計方便，可以高速起動，動作準確可靠；但凸輪與從動件之間為點或線接觸，屬于高副機構(gòu)，接觸應(yīng)力大，容易磨損。因此，凸輪機構(gòu)一般用于傳遞動力不大的場合。凸輪機構(gòu)二、凸輪機構(gòu)的分類引導(dǎo)問題：凸輪機構(gòu)按凸輪的形狀可以分為幾類？能做往復(fù)直線移動的凸輪是什么凸輪？1.按凸輪的形狀不同分類（1）盤形凸輪機構(gòu)盤形凸輪是一個繞固定軸線轉(zhuǎn)動并具有徑向廓線尺寸變化的盤形構(gòu)件，如圖3-5-2所示。它是凸輪的最基本形式、結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)用廣泛，但從動件的行程不能太大，否則將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)龐大。凸輪機構(gòu)（2）移動凸輪機構(gòu)移動凸輪可視為回轉(zhuǎn)中心趨近于無窮遠的盤形凸輪，它相對機架做直線往復(fù)移動，如圖3-5-3所示。凸輪機構(gòu)（3）圓柱凸輪機構(gòu)圓柱凸輪是一個在圓柱面上開有曲線凹槽或在圓柱端面上制出曲線輪廓的構(gòu)件，并繞其軸旋轉(zhuǎn)。它的從動件可以獲得較大的行程。輪廓曲線位于柱體端部，并繞其軸線旋轉(zhuǎn)的凸輪稱為端面凸輪，如圖3-5-4所示。輪廓曲線位于柱體面上，并繞其軸線旋轉(zhuǎn)的凸輪稱為圓柱凸輪，如圖3-5-5所示。凸輪機構(gòu)2.按從動件的運動形式分類（1）移動從動件從動件在直線位置做往復(fù)移動，如圖3-5-2、圖3-5-3和圖3-5-4所示，其對應(yīng)的凸輪機構(gòu)稱為移動從動件凸輪機構(gòu)。（2）擺動從動件擺動從動件就是從動件只做往復(fù)擺動，如圖3-5-5和圖3-5-6所示，其對應(yīng)的凸輪機構(gòu)稱為擺動從動件凸輪機構(gòu)。凸輪機構(gòu)3.按從動件端部的結(jié)構(gòu)形式分類（1）尖頂從動件凸輪機構(gòu)尖頂從動件結(jié)構(gòu)簡單，如圖3-5-2所示。它能與復(fù)雜的凸輪輪廓保持點或線接觸，因而從動件可以實現(xiàn)復(fù)雜的運動規(guī)律。因為尖頂易磨損，故只適用于傳遞動力不大的低速凸輪機構(gòu)中。（2）平底從動件凸輪機構(gòu)平底從動件受力方向始終與底面垂直，因此受力較平穩(wěn)，如圖3-5-6和圖3-5-7所示。在高速工作時，底面與凸輪之間較易形成油膜，從而減少摩擦、磨損，故在高速凸輪機構(gòu)中應(yīng)用較多。凸輪機構(gòu)（3）滾子從動件凸輪機構(gòu)如圖3-5-8所示，滾子從動件的滾子與凸輪做滾動摩擦，摩擦阻力小，不易磨損，因此可用來傳遞較大的動力。滾子從動件的滾子與凸輪耐磨損，承載力大，是最常用的一種形式。凸輪機構(gòu)三、凸輪機構(gòu)的基本參數(shù)與運動過程引導(dǎo)問題：凸輪機構(gòu)從動件的運動規(guī)律取決于凸輪輪廓線的形狀，因而能獲得較為復(fù)雜的運動規(guī)律。那么凸輪輪廓需要設(shè)計哪些參數(shù)？在凸輪機構(gòu)中，從動件的運動規(guī)律是指從動件的位移s隨時間t變化的規(guī)律，它是由凸輪輪廓曲線的形狀決定的。當凸輪做勻速轉(zhuǎn)動時，其轉(zhuǎn)角δ與時間t成正比（δ=ωt），所以，從動件的運動規(guī)律也可以用從動件位移s隨凸輪轉(zhuǎn)角δ而變換的規(guī)律來描述。通常將從動件位移s隨凸輪轉(zhuǎn)角δ而變化的直角坐標曲線，稱為從動件的運動線圖，它可直觀反映從動件的運動規(guī)律。對心尖頂盤形凸輪的從動件位移曲線圖，如圖3-5-9所示。凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)凸輪的基本參數(shù)包括：（1）基圓以凸輪軸心O為圓心，以最小半徑r0為半徑，所做的圓稱為凸輪的基圓，r0為基圓半徑。（2）推程當凸輪以逆時針轉(zhuǎn)過δ0時，凸輪輪廓AB段按一定運動規(guī)律將從動件頂尖由起始位置A點推到最遠位置B＇，推桿由最低位置推到最高位置，這一運動過程稱為推程。而相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角δ0，稱為推程運動角。從動件移動的距離h稱為從動件的升程。（3）遠休當凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過δ01時，對應(yīng)的凸輪輪廓為BC段圓弧，推桿處于最高位置而靜止不動，這一運動過程稱為遠休。而相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角δ01，稱為遠休止角。凸輪機構(gòu)（4）回程當凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過δ0＇時，推桿在重力或彈簧力作用下按一定運動規(guī)律沿CD段回落到初始位置。這一運動過程稱為回程。而相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角δ0＇，稱為回程運動角。（5）