任務二凸輪機構(gòu)

1、 項目二：機構(gòu)與機械傳動項目二：機構(gòu)與機械傳動輪機工程基礎(chǔ)模塊輪機工程基礎(chǔ)模塊學習領(lǐng)域 機構(gòu)與機械傳動 Mechanism and Mechanical transmission 項目二：機構(gòu)與機械傳動項目二：機構(gòu)與機械傳動輪機工程基礎(chǔ)模塊輪機工程基礎(chǔ)模塊任務二任務二【學習情境一學習情境一】掌握凸輪機構(gòu)的工作原理、特點及其應用凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu) 項目二：機構(gòu)與機械傳動項目二：機構(gòu)與機械傳動輪機工程基礎(chǔ)模塊輪機工程基礎(chǔ)模塊 【學習情境一學習情境一】掌握凸輪機構(gòu)的工作原理、特點及其應用能力目標：能力目標：掌握凸輪機構(gòu)的組成及其應用掌握凸輪機構(gòu)的組成及其應用學習任務：學習任務：凸輪機構(gòu)的組成、運動特點

2、及其應用凸輪機構(gòu)的組成、運動特點及其應用 項目二：機構(gòu)與機械傳動項目二：機構(gòu)與機械傳動輪機工程基礎(chǔ)模塊輪機工程基礎(chǔ)模塊學習領(lǐng)域：機構(gòu)與機械傳動學習領(lǐng)域：機構(gòu)與機械傳動學習學習情境：掌握凸輪機構(gòu)的工作原理、特點及其情境：掌握凸輪機構(gòu)的工作原理、特點及其應用應用工作工作任務：任務：凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)的工程實例的工程實例具體任務：柴油機排氣閥凸輪機構(gòu)具體任務：柴油機排氣閥凸輪機構(gòu) 引導文2. 凸輪機構(gòu)的分類？3. 壓力角和傳動角的概念？4.從動件可以實現(xiàn)的運動規(guī)律？5.凸輪機構(gòu)的應用舉例？1. 凸輪機構(gòu)的組成？ 項目二：機構(gòu)與機械傳動項目二：機構(gòu)與機械傳動輪機工程基礎(chǔ)模塊輪機工程基礎(chǔ)模塊圖2-2-1

3、高壓油泵凸輪機構(gòu)【任務描述任務描述】如圖2-2-1所示為高壓油泵凸輪頂升機構(gòu)，是凸輪機構(gòu)在輪機工程中的典型應用。請問凸輪機構(gòu)有哪幾個構(gòu)件組成？運動特點是什么？描述其在輪機和典型機械中的應用。 項目二：機構(gòu)與機械傳動項目二：機構(gòu)與機械傳動輪機工程基礎(chǔ)模塊輪機工程基礎(chǔ)模塊一、凸輪機構(gòu)的組成一、凸輪機構(gòu)的組成凸輪機構(gòu)是常用的高副機構(gòu)，如圖2-2-2所示，由凸輪、從動件和機架三個構(gòu)件組成的。凸輪機構(gòu)是凸輪是一個有曲線輪廓或凹槽構(gòu)件，通常作為原動件。凸輪和從動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?！颈尘爸R背景知識】圖2-2-2 凸輪機構(gòu) 項目二：機構(gòu)與機械傳動項目二：機構(gòu)與機械傳動輪機

4、工程基礎(chǔ)模塊輪機工程基礎(chǔ)模塊二、凸輪機構(gòu)的運動特點二、凸輪機構(gòu)的運動特點當凸輪運動時，通過其曲線輪廓或凹槽與從動件高副接觸，使從動件獲得預期的運動規(guī)律。1. 凸輪機構(gòu)的優(yōu)點只要正確設計凸輪輪廓曲線就可以使從動件實現(xiàn)任意預期的運動規(guī)律，構(gòu)件少，占據(jù)空間不大，結(jié)構(gòu)簡單和緊湊，并且運動準確可靠，便于設計，廣泛應用于自動控制。2. 凸輪機構(gòu)的缺點凸輪機構(gòu)是點或線接觸的高副機構(gòu)，易磨損，所以通常多用于傳力不大的控制和調(diào)節(jié)機構(gòu)；另外，凸輪形狀復雜、不易加工，在一定程度上限制了凸輪機構(gòu)的應用。 項目二：機構(gòu)與機械傳動項目二：機構(gòu)與機械傳動輪機工程基礎(chǔ)模塊輪機工程基礎(chǔ)模塊 圖2-2-5（a）盤形凸輪圖2-2-

5、5（b）移動凸輪圖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，結(jié)構(gòu)簡單，應用最廣，用在行程較短的傳動中，如圖2-2-5（a）所示；（2）移動凸輪：平面凸輪，凸輪作平動，常用于某些機床上控制刀具的機構(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，用于行程較大的傳動中，如圖2-2-5（c）所示。1. 按按凸輪形狀分類凸輪形狀分類 項目二：機構(gòu)與機械傳動項目二：機構(gòu)與機械傳動輪機工程基礎(chǔ)模塊輪機工程基礎(chǔ)模塊2. 按從動件形狀分類按從動件形狀分類（1）尖端從動件：結(jié)構(gòu)簡單，能與任何曲線形狀的凸輪接觸但易磨損，用于低速輕載場

6、合，如圖2-2-6（a）所示；（2）滾子從動件：磨損小，傳力大但有噪音，用于低速重載場合，如圖2-2-6（b）所示；（3）平底從動件：傳動效率高，可用于高速重載場合，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）尖頂從動件圖5-2-6（b）滾子從動件圖5-2-6（c）平底從動件 項目二：機構(gòu)與機械傳動項目二：機構(gòu)與機械傳動輪機工程基礎(chǔ)模塊輪機工程基礎(chǔ)模塊四四、凸輪機構(gòu)受力分析、凸輪機構(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 從動件上升的過程。（4）推程角 相應推程的凸輪轉(zhuǎn)角0 。（5）回程 從動件由遠端向凸輪中心靠近的過程。 （6）回程角相應回程的凸輪轉(zhuǎn)角0 。（7）近休止角 相應從動件在近端靜止時凸輪轉(zhuǎn)角01 。（8）遠休止角 相應從動件在遠端靜止時凸輪轉(zhuǎn)角02。圖2-2-11 凸輪機構(gòu)各部分 項目二：機構(gòu)與機械傳動項目二：機構(gòu)與機械傳動輪機工程基礎(chǔ)模塊輪機工程基礎(chǔ)模塊2. 凸輪壓力角（1）定義：如圖2-2-5所示，從動件運動方向v與受力方向F之間所夾的銳角。（2）對傳動的影響：壓力角越小，有益分力Fy越大，傳力性能越好，反之亦然；壓力角太大會使機構(gòu)產(chǎn)生自鎖（3）取值范圍：對移動從動件：推程 =

8、30；對擺動從動件：推程 = 45圖2-2-5 凸輪機構(gòu)的壓力角 項目二：機構(gòu)與機械傳動項目二：機構(gòu)與機械傳動輪機工程基礎(chǔ)模塊輪機工程基礎(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。 項目二：機構(gòu)與機械傳動項目二：機構(gòu)與機械傳動輪機工程基礎(chǔ)模塊輪機工程基礎(chǔ)模塊 圖2-2-7（a）等速運動規(guī)律速度變化圖 圖2-2-7（b）等速運動規(guī)律加速度變化圖五五、常見的從動件運動規(guī)律

9、常見的從動件運動規(guī)律1. 等速運動規(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）運動特點：產(chǎn)生“剛性沖擊”（瞬時速度突變）（2）應用場合：適用于低速、質(zhì)量較小的凸輪機構(gòu)中 項目二：機構(gòu)與機械傳動項目二：機構(gòu)與機械傳動輪機工程基礎(chǔ)模塊輪機工程基礎(chǔ)模塊2. 等加速等減速運動規(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）運動特點：產(chǎn)生“柔性沖擊”（加速度有限突變）（2）應用場合：適用于中速、質(zhì)量不大的凸輪機構(gòu)中圖2-2-8（a）等加速等減速運動規(guī)律速度變化圖圖2-2-8（b）等加速等減速運動規(guī)律加速度變化圖 項目二：機構(gòu)與機械傳動項目二：機構(gòu)與

10、機械傳動輪機工程基礎(chǔ)模塊輪機工程基礎(chǔ)模塊3. 簡諧運動規(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）運動特點：產(chǎn)生“柔性沖擊”（升程始末加速度突變）（2）應用場合：適用于中速凸輪機構(gòu)中圖2-2-9（a）簡諧運動規(guī)律速度變化圖 圖2-2-9（b）簡諧運動規(guī)律加速度變化圖 項目二：機構(gòu)與機械傳動項目二：機構(gòu)與機械傳動輪機工程基礎(chǔ)模塊輪機工程基礎(chǔ)模塊4. 擺線運動規(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）運動特點：既無“剛性沖擊”又無“柔性沖擊”（2）應用場合：適用于較高速的凸輪機構(gòu)中圖2-2-10（a）擺線運動規(guī)律速度變化圖 圖2-2

11、-10（b）擺線運動規(guī)律加速度變化圖 項目二：機構(gòu)與機械傳動項目二：機構(gòu)與機械傳動輪機工程基礎(chǔ)模塊輪機工程基礎(chǔ)模塊六六、凸輪機構(gòu)的應用凸輪機構(gòu)的應用1. 柴油機配氣機構(gòu)（admission gear），如圖2-2-5（f）所示； 2. 噴油泵（injection pump）凸輪機構(gòu)，如圖2-2-1所示； 3. 起動空氣分配凸輪（start air distributor cam）； 4. 主機搖控（main engine remote control）油門凸輪； 5. 自動機床的送料機構(gòu)（feed m echanism），如圖2-2-6所示。 項目二：機構(gòu)與機械傳動項目二：機構(gòu)與機械傳動輪機工程基礎(chǔ)模塊輪機工程基礎(chǔ)模塊決策階段決策階段？ 【分組討論分組討論】：凸輪機構(gòu)的應用：凸輪機構(gòu)的應用 凸輪機構(gòu)的原理凸輪機構(gòu)的原理 凸輪機構(gòu)的特點凸輪機構(gòu)的特點 從動件運動規(guī)律從動件運動規(guī)律 項目二：機構(gòu)與機械傳動項目二：機構(gòu)與機械傳動輪機工程基礎(chǔ)模塊輪機工程基礎(chǔ)模塊評價階段 相關(guān)知識理解自評自評 互評互評 教師點評教師點評 項目二：機構(gòu)與機械傳動項目二：機構(gòu)與機械傳動輪機工程基礎(chǔ)模塊輪機工程基礎(chǔ)模塊評價階段 組間交流組與組交流對相關(guān)概念認識過程及遇到困難，如何解決并對整個過程詳細自評，各組交流后組