任務(wù)二凸輪機(jī)構(gòu)

1、 項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊學(xué)習(xí)領(lǐng)域 機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng) Mechanism and Mechanical transmission 項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊任務(wù)二任務(wù)二【學(xué)習(xí)情境一學(xué)習(xí)情境一】掌握凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理、特點(diǎn)及其應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu) 項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊 【學(xué)習(xí)情境一學(xué)習(xí)情境一】掌握凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理、特點(diǎn)及其應(yīng)用能力目標(biāo)：能力目標(biāo)：掌握凸輪機(jī)構(gòu)的組成及其應(yīng)用掌握凸輪機(jī)構(gòu)的組成及其應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)：學(xué)習(xí)任務(wù)：凸輪機(jī)構(gòu)的組成、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)

2、及其應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)的組成、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及其應(yīng)用 項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊學(xué)習(xí)領(lǐng)域：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)學(xué)習(xí)領(lǐng)域：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)情境：掌握凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理、特點(diǎn)及其情境：掌握凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理、特點(diǎn)及其應(yīng)用應(yīng)用工作工作任務(wù)：任務(wù)：凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的工程實(shí)例的工程實(shí)例具體任務(wù)：柴油機(jī)排氣閥凸輪機(jī)構(gòu)具體任務(wù)：柴油機(jī)排氣閥凸輪機(jī)構(gòu) 引導(dǎo)文2. 凸輪機(jī)構(gòu)的分類？3. 壓力角和傳動(dòng)角的概念？4.從動(dòng)件可以實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律？5.凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用舉例？1. 凸輪機(jī)構(gòu)的組成？ 項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊圖2-2-1

3、高壓油泵凸輪機(jī)構(gòu)【任務(wù)描述任務(wù)描述】如圖2-2-1所示為高壓油泵凸輪頂升機(jī)構(gòu)，是凸輪機(jī)構(gòu)在輪機(jī)工程中的典型應(yīng)用。請(qǐng)問凸輪機(jī)構(gòu)有哪幾個(gè)構(gòu)件組成？運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是什么？描述其在輪機(jī)和典型機(jī)械中的應(yīng)用。 項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊一、凸輪機(jī)構(gòu)的組成一、凸輪機(jī)構(gòu)的組成凸輪機(jī)構(gòu)是常用的高副機(jī)構(gòu)，如圖2-2-2所示，由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)構(gòu)件組成的。凸輪機(jī)構(gòu)是凸輪是一個(gè)有曲線輪廓或凹槽構(gòu)件，通常作為原動(dòng)件。凸輪和從動(dòng)件之間可以通過彈簧力、重力或幾何形狀等方法來保持接觸。【背景知識(shí)背景知識(shí)】圖2-2-2 凸輪機(jī)構(gòu) 項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)輪機(jī)

4、工程基礎(chǔ)模塊輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊二、凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)二、凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)當(dāng)凸輪運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過其曲線輪廓或凹槽與從動(dòng)件高副接觸，使從動(dòng)件獲得預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。1. 凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)只要正確設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線就可以使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)任意預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，構(gòu)件少，占據(jù)空間不大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和緊湊，并且運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠，便于設(shè)計(jì)，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制。2. 凸輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)是點(diǎn)或線接觸的高副機(jī)構(gòu)，易磨損，所以通常多用于傳力不大的控制和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；另外，凸輪形狀復(fù)雜、不易加工，在一定程度上限制了凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用。 項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊 圖2-2-5（a）盤形凸輪圖2-2-

5、5（b）移動(dòng)凸輪圖2-2-5（c）圓柱凸輪三三、凸輪的凸輪的分類分類（1）盤形凸輪：平面凸輪，凸輪作轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用最廣，用在行程較短的傳動(dòng)中，如圖2-2-5（a）所示；（2）移動(dòng)凸輪：平面凸輪，凸輪作平動(dòng)，常用于某些機(jī)床上控制刀具的機(jī)構(gòu)中（如加工手柄），如圖2-2-5（b）所示；（3）圓柱凸輪：空間凸輪，凸輪作轉(zhuǎn)動(dòng)，用于行程較大的傳動(dòng)中，如圖2-2-5（c）所示。1. 按按凸輪形狀分類凸輪形狀分類 項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊2. 按從動(dòng)件形狀分類按從動(dòng)件形狀分類（1）尖端從動(dòng)件：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能與任何曲線形狀的凸輪接觸但易磨損，用于低速輕載場(chǎng)

6、合，如圖2-2-6（a）所示；（2）滾子從動(dòng)件：磨損小，傳力大但有噪音，用于低速重載場(chǎng)合，如圖2-2-6（b）所示；（3）平底從動(dòng)件：傳動(dòng)效率高，可用于高速重載場(chǎng)合，只能和曲線形狀外凸的凸輪接觸，如圖2-2-6（c）所示。圖5-2-6（a）尖頂從動(dòng)件圖5-2-6（b）滾子從動(dòng)件圖5-2-6（c）平底從動(dòng)件 項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊四四、凸輪機(jī)構(gòu)受力分析、凸輪機(jī)構(gòu)受力分析1. 凸輪各部分的名稱（如圖2-2-11所示）（1）基圓 凸輪輪廊曲線的最小半徑所在的圓，r0為基圓半徑。（2）升程 從動(dòng)件上升的最大距離h，為輪廓曲線的最大半徑與基圓半徑之差

7、。（3）推程 從動(dòng)件上升的過程。（4）推程角 相應(yīng)推程的凸輪轉(zhuǎn)角0 。（5）回程 從動(dòng)件由遠(yuǎn)端向凸輪中心靠近的過程。 （6）回程角相應(yīng)回程的凸輪轉(zhuǎn)角0 。（7）近休止角 相應(yīng)從動(dòng)件在近端靜止時(shí)凸輪轉(zhuǎn)角01 。（8）遠(yuǎn)休止角 相應(yīng)從動(dòng)件在遠(yuǎn)端靜止時(shí)凸輪轉(zhuǎn)角02。圖2-2-11 凸輪機(jī)構(gòu)各部分 項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊2. 凸輪壓力角（1）定義：如圖2-2-5所示，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方向v與受力方向F之間所夾的銳角。（2）對(duì)傳動(dòng)的影響：壓力角越小，有益分力Fy越大，傳力性能越好，反之亦然；壓力角太大會(huì)使機(jī)構(gòu)產(chǎn)生自鎖（3）取值范圍：對(duì)移動(dòng)從動(dòng)件：推程 =

8、30；對(duì)擺動(dòng)從動(dòng)件：推程 = 45圖2-2-5 凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角 項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊3. 升程、升程角、壓力角及基圓半徑的關(guān)系（1）在其他條件（升程、升程角）相同的情況下，凸輪基圓半徑越大，壓力角就越小。（2）在其他條件（基圓半徑、升程角）相同的情況下，升程越大，壓力角就越大；（3）在其他條件（基圓半徑、升程）相同的情況下，升程角越大，壓力角就越小。 項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊 圖2-2-7（a）等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律速度變化圖 圖2-2-7（b）等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律加速度變化圖五五、常見的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律

9、常見的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律1. 等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，速度和加速度變化如圖2-2-7（a）和圖2-2-7（b）所示。（1）運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：產(chǎn)生“剛性沖擊”（瞬時(shí)速度突變）（2）應(yīng)用場(chǎng)合：適用于低速、質(zhì)量較小的凸輪機(jī)構(gòu)中 項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊2. 等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，速度和加速度變化如圖2-2-8（a）和圖2-2-8（b）所示。（1）運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：產(chǎn)生“柔性沖擊”（加速度有限突變）（2）應(yīng)用場(chǎng)合：適用于中速、質(zhì)量不大的凸輪機(jī)構(gòu)中圖2-2-8（a）等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律速度變化圖圖2-2-8（b）等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律加速度變化圖 項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與

10、機(jī)械傳動(dòng)輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊3. 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律，速度和加速度變化如圖2-2-9（a）和圖2-2-9（b）所示。（1）運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：產(chǎn)生“柔性沖擊”（升程始末加速度突變）（2）應(yīng)用場(chǎng)合：適用于中速凸輪機(jī)構(gòu)中圖2-2-9（a）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律速度變化圖 圖2-2-9（b）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律加速度變化圖 項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊4. 擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，速度和加速度變化如圖2-2-10（a）和圖2-2-10（b）所示。（1）運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：既無“剛性沖擊”又無“柔性沖擊”（2）應(yīng)用場(chǎng)合：適用于較高速的凸輪機(jī)構(gòu)中圖2-2-10（a）擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律速度變化圖 圖2-2

11、-10（b）擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律加速度變化圖 項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊六六、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用1. 柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)（admission gear），如圖2-2-5（f）所示； 2. 噴油泵（injection pump）凸輪機(jī)構(gòu)，如圖2-2-1所示； 3. 起動(dòng)空氣分配凸輪（start air distributor cam）； 4. 主機(jī)搖控（main engine remote control）油門凸輪； 5. 自動(dòng)機(jī)床的送料機(jī)構(gòu)（feed m echanism），如圖2-2-6所示。 項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊決策階段決策階段？ 【分組討論分組討論】：凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用：凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 凸輪機(jī)構(gòu)的原理凸輪機(jī)構(gòu)的原理 凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律 項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊評(píng)價(jià)階段 相關(guān)知識(shí)理解自評(píng)自評(píng) 互評(píng)互評(píng) 教師點(diǎn)評(píng)教師點(diǎn)評(píng) 項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)項(xiàng)目二：機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊輪機(jī)工程基礎(chǔ)模塊評(píng)價(jià)階段 組間交流組與組交流對(duì)相關(guān)概念認(rèn)識(shí)過程及遇到困難，如何解決并對(duì)整個(gè)過程詳細(xì)自評(píng)，各組交流后組