《汽车机械基础教案电子演示文稿第17章汽车常用凸轮机构及其从动件的常用运动规律.ppt

第十七章 凸轮机构 第一节 汽车常用凸轮机构及其从动件的常用运动规律 一、汽车常用凸轮机构 二、从动件的常用运动规律 第二节 其它凸轮机构及其从动件的常用运动规律 一、凸轮机构的分类 二、其它凸轮机构及其从动件的常用运动规律 第十七章 凸轮机构 第一节 汽车常用凸轮机构及其从动件的常用运动规律 一、汽车常用凸轮机构 汽车中常用的凸轮机构，主要是汽车发动机中的进排气门机构，即内燃机的配气机构。图17-1所示为内燃机的配气机构。具有曲线外廓形状的构件1转动时，其轮 可见：凸轮机构主要是由凸轮、从动件和机架三个构件所组成的高副机构，并且这种高副机构中至少有一个构件作往复移动（或摆动）；从动件的位移s、速度v和加速度a随时间（或凸轮转角）的变化变化规律（称为从动件的运动规律）是由凸轮轮廓的形状、凸轮的尺寸决定的。 凸轮机构几乎可以实现从动件的无限多种运动规律。它主要用于转换运动形式，可以把凸轮的转动变换为从动件的连续的或间歇的往复移动或摆动；或者将凸轮的移动转变为从动件的移动或摆动。此外，凸轮机构还具有结构简单、紧凑，设计方便等优点，所以广泛应用于各种自动机械、仪表以及自动控制装置中。但由于凸轮机构中凸轮与从动件属于高副接触，压强大，易磨损，凸轮轮廓线的制造精度对动力影响很敏感，所以凸轮机构只能用于传递功率不大、从动件行程不大的场合。 对于汽车发动机，要能正常工作，汽车发动机的进排气门必须按规定的运动规律准时的打开或关闭，气门杆（从动件）的运动规律是根据对汽车发动机性能等方面的要求选择的，最终是通过发动机凸轮轴上的凸轮的轮廓的形状、凸轮的尺寸决定实现的。 二、从动件的常用运动规律 下面首先以图17-2所示的尖顶移动从动件盘形凸轮机构为例，首先介绍从动件的运动过程及有关名词术语。 基圆、凸轮基圆半径rb 起始位置： A点 推程、升程或行程h 推程运动角￠0。 远停程 远停程角（远休止角）￠1 回程、回程运动角￠2 近停程 近停程角（近休止角）￠3 通常， 从动件的位移s、速度v和加速度a的变化规律，全面反映了从动件的运动特性和动力特性的变化规律。凸轮机构从动件的运动规律，就是指从动件的位移、速度、加速度随时间（或凸轮转角）的变化（规律）情况。当把位移、速度、加 对于汽车发动机，气门的打开和关闭不仅要求准时，还要求气门打开的时间要尽量短，保持打开的时间尽量长，关闭要快，但是考虑到噪音问题，所以汽车发动机气门杆的运动规律通常选用等速运动规律。但对于要求噪音更小的高级车，例如轿车，其从动件的运动规律是采用修正后的等速运动规律。 1．等速运动规律 当凸轮等速回转时，从动件推程或回程过程中的速度为常数，这种运动规律称为等速运动规律。 从动件推程的运动方程为： 运动线图如图17-3所示。回程时，从动件的运动方程与推程的区别，只是位移s由最大值h等速降至零，且速度为负值。 刚性冲击 ：这种运动规律只适合用于低速轻载的凸轮机构。 2．修正后的等速运动规律 由上所述，在运动规律的两端，因为存在着严重的冲击现象，虽然由于凸轮机构材料本身的弹性，使这种运动规律在工作中能够应用，但由于冲击的存在，工作的噪音大。所以，为改善这一状况，可以改变运动线图中的两端，使其缓和过渡，以减少冲击。 修正的措施，就是在曲线的两端加上两段圆弧过渡，圆弧半径通常可以取h/2，如图17-4 所示，MN为两圆弧的内公切线（回程类同）。这样加速度在曲线的两端就变成较小的有限值，冲击也变成有限值。 图17-3 图17-4 第二节 其它凸轮机构及其从动件的常用运动规律 一、凸轮机构的分类 凸轮机构常见的分类方法如下： ⒈按凸轮的形状分 有盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮等（表17-1 ）。 ⒉按从动件的形式分 滚子从动件、平底（或弧底）从动件、尖顶从动件等（表17-1）。 ⒊按凸轮与从动件维持高副的接触方法分 为了保证凸轮机构正常工作，必须使凸轮与从动件始终保持接触，这种作用称为封闭（或锁合）。按封闭的方式不同，可分为： 1）力封闭 利用重力、弹簧力（图17-1）或其它外力进行封闭。这种封闭方式比较简便，但凸轮经常承受一个附加的压力，所以只适用于小型和载荷不大的凸轮机构。 2）利用凸轮结构进行封闭 如图17-5所示圆柱形凸轮2加工有曲线沟槽a、b，将从动件（摆杆）3和8的滚子（图中，滚子被凸轮蔽住）置于槽中，依靠凹槽两侧的轮廓曲线使从动件滚子始终保持与凸轮接触。这种封闭形式最简单，但加大了凸轮