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第九章凸轮机构传动 目录 发动机的配气机构中的凸轮轮廓是怎样形成的？它具有怎样的特性呢？它是如何保证汽车的紧密性的呢？ 凸轮传动是通过凸轮与从动件之间的接触来传递运动和动力的，是一种常用的高副机构。 只要做出适当的凸轮轮廓，就可以使从动件得到预定的复杂运动规律。 余弦加速度运动规律： 由图可见，在推程始末点处仍有加速度的有限值的突变，即存在“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。 三、从动件运动规律的选择： 　选择从动件运动规律时，需考虑凸轮传动机构的使用场合、工作条件等。所选的运动规律首先应满足凸轮在机械中执行工作的要求。因此选择运动规律应该： 1）、对于只要求从动件实现一定的位移，对运动规律无严格要求的低速凸轮传动，可选易于加工的圆弧和直线作为凸轮的轮廓。 2）、对从动件的运动规律有要求的凸轮传动，应按其要求确定运动规律。 3）、在高速运转下工作的凸轮，选择从动件运动规律时要考虑它的特性、加速度变化情况，力求避免过大的惯性力，减小冲击和振动。宜选用余弦加速度运动规律。 第三节 凸轮设计与结构尺寸确定 设计方法：1.图解法 2.解析法 设计一般精度凸轮时常被采用图解法； 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。 基本原理：反转法原理。 二、凸轮机构基本尺寸的确定 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，应注意处理好下述问题： 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。 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。 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。 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。 第四节 凸轮传动机构的材料 凸轮传动机构中，凸轮轮廓与从动件之间理论上为点或线接触。接触处有相对运动并承受较大的反复作用的接触应力，，因此容易发生磨损和疲劳点蚀，这要求凸轮和滚子的工作表面硬度高、耐磨、有足够的表面接触强度，心部有较大的韧性。凸轮常用的材料及热处理可参考下表： 从动件接触端（包括尖顶、滚子或平底）可采用与凸轮相同的材料。 在生产实际中，从动件一般可用45钢，接触端经表面淬火。对高速、重载或使用靠模凸轮时，可采用碳素工具钢T8、T10。 小结 本章要求重点掌握： 1、凸轮机构的组成和应用。 2、凸轮机构的类型、从动的运动规律。 3、凸轮机构的设计和基本尺寸的确定。 4、凸轮、从动件材料的选择。 为什么汽车发动机要不定期检测凸轮轴？ 一、图解法 “反转法” 原理：给机构加上一个反向转动，各构件间的相对运动并没有改变。 图11 图解法设计凸轮是基于反转法原理 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、A3、...。 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 3．对心平底从动件盘形凸轮轮廓曲线 图14 对心平底从动件盘形凸轮 如图15所示，偏置移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制方法也与前述相似。但由于从动件导路的轴线不通过凸轮的转动中心，其偏距为e。所以从动件在反转过程中，其导路轴线始终与以偏距e为半径所作的偏距圆相切，因此从动件的位移应沿这些切线量取。 4．偏置移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓 图15偏置移动尖顶从动件