汽車機械基礎課程學習平臺學銀在線/detail/241541013中國大學MOOC/course/WXIC-10023760033.13.23.33.4平面機構的組成平面連桿機構凸輪機構其他常用機構運動副及其分類、機構運動簡圖的繪制、平面機構的自由度平面連桿機構概述、鉸鏈四桿機構的基本形式及應用、鉸鏈四桿機構基本類型的判別、鉸鏈四桿機構的演化、四桿機構的基本特性凸輪機構的應用及分類、從動件常用運動規律、凸輪機構的傳力特性間歇運動機構、螺旋機構項

目三

汽車常用機構3.3凸輪機構能力目標：能夠分析汽車中凸輪機構的工作過程及運動特點

凸輪機構可以利用凸輪的曲線或凹槽輪廓與推桿接觸而得到預定運動的軌跡。

汽車發動機的配氣機構通過凸輪機構如何控制氣門的開閉？柴油機的噴油泵供油、分電器的配電等如何通過凸輪機構進行控制？3.3凸輪機構任務導入任務分析3.3凸輪機構典型的凸輪機構的工作原理從動件凸輪（原動件）滾子機架將凸輪的連續轉動或移動轉換為從動件的連續或不連續的移動或擺動。一

凸輪機構的應用及分類3.3凸輪機構凸輪機構的應用一

凸輪機構的應用及分類3.3凸輪機構凸輪機構的應用一

凸輪機構的應用及分類3.3凸輪機構凸輪機構的分類凸輪機構分類1、按凸輪形狀2、按從動件運動副元素形狀分類5、按凸輪高副的鎖合方式分類盤形凸輪圓柱凸輪

尖頂從動件滾子從動件平底從動件力鎖合形鎖合移動凸輪3、按從動件運動形式分類直動從動件擺動從動件4、按凸輪運動形式分類轉動凸輪移動凸輪一

凸輪機構的應用及分類3.3凸輪機構

盤形凸輪

凸輪是一個具有變化半徑的盤形構件，繞固定軸線轉動，推動從動件運動。一

凸輪機構的應用及分類3.3凸輪機構

移動凸輪一

凸輪機構的應用及分類3.3凸輪機構

圓柱凸輪一

凸輪機構的應用及分類3.3凸輪機構

直動尖頂從動件對心直動尖頂從動件偏置直動尖頂從動件一

凸輪機構的應用及分類3.3凸輪機構直動滾子從動件直動平底從動件一

凸輪機構的應用及分類3.3凸輪機構

根據運動形式的不同，以上三種從動件還可分為直動從動件，擺動從動件，平面復雜運動從動件。擺動滾子從動件擺動尖頂從動件擺動平底從動件一

凸輪機構的應用及分類3.3凸輪機構

按凸輪高副的鎖合方式分類1)力鎖合：依靠中立或彈簧壓力鎖合一

凸輪機構的應用及分類3.3凸輪機構

按凸輪高副的鎖合方式分類2)形鎖合：依靠凸輪的幾何形狀

一

凸輪機構的應用及分類3.3凸輪機構凸輪機構的優缺點：

只要設計出適當的凸輪輪廓，即可使從動件實現預期的運動規律；結構簡單、緊湊、工作可靠。

凸輪為高副接觸（點或線），壓強較大，容易磨損，凸輪輪廓加工比較困難，費用較高。優點：缺點：二

從動件常用運動規律3.3凸輪機構1、凸輪機構的運動循環及基本名詞術語凸輪基圓：以凸輪輪廓最小向徑OA為半徑作的圓。近休止角：當凸輪以等角速度ω按順時針方向轉動時，推桿首先與凸輪廓線的AB段圓弧接觸，此時推桿在最低位置靜止不動，凸輪相應的轉角稱作近休止角（也稱近休運動角）。二

從動件常用運動規律3.3凸輪機構推程：當凸輪繼續轉動時，推桿與凸輪廓線的BC段接觸，推桿將由最低位置A被推到最高位置E，推桿的這一行程為推程，凸輪相應的轉角稱為推程運動角

0

。遠休止角：凸輪再繼續轉動，當推桿與凸輪廓線的CD段接觸時，由于CD段為以凸輪軸心為圓心的圓弧，所以推桿處于最高位置靜止不動，在此過程中凸輪相應的轉角稱作遠休止角(或稱遠休運動角)。

二

從動件常用運動規律3.3凸輪機構回程:而后，在推桿與凸輪廓線DA段接觸時，它又由最高位置E回到最低位置A，推桿的這一行程稱作回程；凸輪相應的轉角稱作回程運動角。行程:推桿在推程或回程中移動的距離h稱作推桿的行程。行程=推程=回程

由此我們知道，當凸輪沿順時針轉動一周時，推桿的運動經歷了四個階段：靜止、上升、靜止、下降，其位移曲線如圖所示。這是最常見、最典型的運動形式。二

從動件常用運動規律3.3凸輪機構2、從動件運動規律等速運動規律從動件在推程或回程開始和終止的瞬間，速度有突變，其加速度和慣性力在理論上為無窮大，致使凸輪機構產生強烈的沖擊、噪聲和磨損，這種沖擊稱為剛性沖擊。因此，等速運動規律只適用于低速、輕載的場合。二

從動件常用運動規律3.3凸輪機構等加速等減速運動規律

這種運動規律的加速度存在有限的突變，因而會在機構中產生有限值的沖擊力，這種沖擊稱為柔性沖擊。與等速運動規律相比，其沖擊程度大為減小。因此，等加速等減速運動規律適用于中速、中載的場合。二

從動件常用運動規律3.3凸輪機構余弦加速度（簡諧）運動規律

這種運動規律在行程的始末兩點加速度存在有限的突變，故也存在柔性沖擊，只適用于中速場合，但從動件作無間歇的升降升連續往復運動時，則得到連續的余弦曲線，運動中完全消除了柔性沖擊，這種情況下可用于高速運動。二

從動件常用運動規律3.3凸輪機構正弦加速度（擺線）運動規律

多項式運動規律

三

凸輪機構的傳力特性3.3凸輪機構

1、凸輪有哪幾種型式?為什么說盤形凸輪是凸輪的最基本型式?它如何演變成移動凸輪和圓柱凸輪?

2、

試比較尖頂、滾子和平底從動件的優缺點，并說明它們的應用場合。3、說明等速、等加速等減速、簡諧運動和擺線運動等四種基本運動規律的加速度變化特點和它們的應用場合。

4、凸輪的基圓指的是哪個圓?滾子從動件盤形凸輪的基圓在何處度量?

5、何謂凸輪機構壓力角?壓力角的大小與凸輪尺寸有何關系?壓力角的大小對凸輪機構的作用力和傳動有何影響?習題3.3