凸轮机构工作过程(精)
电子课件-《机械基础(第六版)》-A02-3658 8第八章 凸轮机构
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§8—2 凸轮机构的类型
3.平底从动件
4.曲面从动件
易于形成楔形 油膜,润滑较好
可避免因安装位置偏 斜或不对中而造成的表 面应力过大和磨损增大
第八章 凸轮机构
§8—3 凸轮机构工作过程 及从动件运动规律
一、凸轮机构工作过程
凸轮回转时,从动件作“升—停—降—停”的运动循环
1.升
2.停
3.降
4.停
§8—1 凸轮机构概述
二、凸轮机构的特点 1.优点
结构简单紧凑,工作可靠,设计适当的凸轮 轮廓曲线可使从动件获得任意预期的运动规律
2.缺点
凸轮与从动件(杆或滚子)之间以点或线接触, 不便于润滑,易磨损,只适用于传力不大的场合
第八章 凸轮机构
§8—2 凸轮机构的类型
一、凸轮的类型
1.盘形凸轮
2.移动凸轮
凸轮机构是由凸 轮、从动件和机 架三个基本构件 组成的高副机构
Hale Waihona Puke §8—1 凸轮机构概述自动车床走刀机构
当凸轮回转时,其曲线凹槽驱使从动件绕
O 点摆动。从动件另一端的扇形齿轮与刀架
下的齿条相啮合,使刀架实现进刀和退刀
§8—1 凸轮机构概述
靠模车削机构
当工件回转时,刀架向左运动,并且在凸轮(靠模板)的 推动下作横向运动,从而切削出与靠模板曲线一致的工件
知识链接
凸轮常用材料
在低速、中小载荷等一般场合下,凸轮材料常 采用45钢、40Cr,并进行表面淬火(硬度为40 ~50HRC)。也可采用15钢、20Cr、20CrMnTi ,并进行渗碳淬火(硬度为56~62HRC)
第八章 凸轮机构
制作:王希波
机械基础
第八章 凸轮机构
第八章 凸轮机构
机械设计基础 第三章 凸轮机构
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0
v
0 a +
0 -
机械设计基础——凸轮机构
等速运动(续)
回程(0’0) 运动方程: 位移方程: s h1 / 0 ' 速度方程: v h / 0 加速度方程:a 0
s h 0’
0
0
v
0 - -
s h 2h( 0 )
2
h
推程 运动方程:
s
h/2
0
0/2 0
0/2
s
v
2h
2
4 h
2 0
v
02 4h 2 a 02
0 a 0
运动线图 冲击特性:起、中、末点柔性冲击 适用场合:低速轻载
机械设计基础——凸轮机构
三、从动件运动规律的选择
实际使用时, 推程或回程的运动规律可采用单一运动规律 ,也可以 将几种运动规律复合使用。 1. 当机械的工作过程只要求推杆实现一定的工作行程,而对运 动规律无特殊要求时,主要考虑动力特性和便于加工 低速轻载时,便于加工优先; 速度较高时,动力特性优先。 2. 当机械的工作过程对推杆运动规律有特殊要求时: 转速较低时,首先满足运动规律,其次再考虑动力特性和加工 转速较高时,兼顾运动规律和动力特性,采用组合运动
t
0
推程
01
远休止
rb
0’
回程
02
近休止
C
回程,回程运动角0’ 近休止,近休止角02 行程(升程),h 运动线图: 从动件的位移、速度、加速度等随时 间t或凸轮转角j变化关系图
机械设计基础——凸轮机构
凸轮机构工作过程(精)
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凸轮机构工作过程
凸轮机构的几个基本名词
向径:凸轮轮廓上任意一点K与 凸轮回转中心之间的距离称为K 点处的向径。 基圆:以凸轮轮廓曲线的最小向 径为半径所作的圆,其半径为基 圆半径rb。 行程:随着凸轮逆时针转动,从 动件从最低点A向上运动到最高 点B’,AB’称为行程,用字母h表 示。
ω
B
C
凸轮机构的工作过程
凸轮机构又循环重复升—停—降—停,也即推程—远停 程—回程—近停程的工作过程。
按工作需要,凸 轮机构可以没有 近停程或远停程, (例如绕线机的 引线机构),但 一定有推程和回 程。
s
B’ h A
δ0
o
tδ0Biblioteka δ推程运动角δ0:凸轮推 程过程中转过的角度。
C
ω
B
凸轮机构的工作过程
远停程:凸轮逆时针方向继 续转动,凸轮BC段轮廓上各 点依次与从动件接触,向径 不变,因此从动件在距离凸 轮回转中心最远的位置B’点 保持不动,这一过程称为远 停程。
s
B’ h A
δ0 δs
o
t
δ0
δs
δ
远停程角δs:凸轮远停程 过程中转过的角度。
ω
B
C
凸轮机构的工作过程
回程:凸轮逆时针方向继续 转动,凸轮CD段轮廓上各点 依次与从动件接触,向径减 小,因此从动件又逐渐下降 至A点,这一过程称为回程。
D
s
B’ h A
δ0 δ’0 δs
o
t
δ0
δs
δ’0
δ
回程运动角δ0’:凸轮回 程过程中转过的角度。
第八章 凸轮机构第三节 凸轮机构的工作过程
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式中 a 和ω都是常数,所以位移 s 和转角δ成二次函数的关系,所以,从动件作等加速 等减速运动的位移曲线是抛物线。因此,从动件在推程和回程中的位移曲线是由两段曲 率方向相反的抛物线连成。 (2)等加速等减速运动凸轮机构的工作特点 从动件按等加速等减速规律运动时,速度由零逐渐增至最大,而后又逐步减小趋近 零,这样就避免了刚性冲击,改善了凸轮机构的工作平稳性。因此,这种凸轮机构适合 在中、低速条件下工作。 当从动件运动规律选定后,即可根据该运动规律和其他给定条件(如凸轮转向、基 圆半径等)确定凸轮的轮廓曲线。确定凸轮轮廓曲线的方法有图解法和解析法。图解法 的特点是简便、直观,但不够精确,不过其准确度已足以满足一般机器的工作要求。
平罗县职业教育中心
二、从动件的运动规律
1.等速运动规律 当凸轮作等角速度旋转时,从动件上升或下降的速度为一常数,这种运动规律称为 等速运动规律。 (1) 位移曲线(S—δ曲线) 若从动件在整个升程中的总位移为 h,凸轮上对应的升程角为δ0,那么由运动学可 知,在等速运动中,从动件的位移 S 与时间 t 的关系为: S=v·t 凸轮转角δ与时间 t 的关系为: δ=ω·t 则从动件的位移 S 与凸轮转角δ之间的关系为: v 和ω都是常数,所以位移和转角成正比关系。因此,从动件 作等速运动的位移曲线是一条向上的斜直线。 从动件在回程时的位移曲线则与下图相反,是一条向下的斜直线。 (2)等速运动凸轮机构的工作特点 由于从动件在推程和回程中的速度不变,加速度为零,故运动平稳;但在运动开始 和终止时;从动件的速度从零突然增大到 v 或由 v 突然减为零,此时,理论上的加速 度为无穷大,从动件将产生很大的惯性力,使凸轮机构受到很大冲击,这种冲击称刚 性冲击。随着凸轮的不断转动,从动件对凸轮机构将产生连续的周期性冲击,引起强 烈振动,对凸轮机构的工作十分不利。因此,这种凸轮机构一般只适用于低速转动和 从动件质量不大的场合。 2.等加速、等减速运动规律
凸轮机构
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机械技术应用基础
(3) 平底从动件 凸轮与从动件间的作用始 终垂直于从动件的平底,因 此传动平稳; 接触面间容易形成油膜, 润滑较好,传动效率高,常用 于高速凸轮机构。 运动规律受到一定的限制。
机械技术应用基础
3、按从动件运动形式 、 (1)移动凸轮机构 ) (2)摆动凸轮机构 )
机械技术应用基础
B6 B7 e
-ω
B8 B8 ′ B′ 7 B′ 6
B9
B0 B1 B1 ′ K K8 K9 K6 7 K0 K5 K1 K4 K K2
3
B2 B′ 2
B3 ′ B′ 4
B3
B′ 5
ω
B4
B5
机械技术应用基础
二、凸轮机构压力角的校核 凸轮对从动件作用力的方向 与从动件上力作用点的速度方 向之间所夹的锐角,用α表示。 将从动件所受力F沿接触点 的法线n-n方向和切线t-t方向分 n-n t-t 解为 Ft=Fcosα Fn=Fsinα
机械技术应用基础
(2)作基圆取分点
为圆心, 任取一点O为圆心,以点B为从动件 尖顶的最低点, 尖顶的最低点,由长度比例尺取rb=15 mm作基圆。 点始, mm作基圆。从B点始,按(-ω)方向取 作基圆 推程角、回程角和近停程角, 推程角、回程角和近停程角,并分成 与位移线图对应的相同等分, 与位移线图对应的相同等分,得分点 点重合。 B1、B2、…、B11与B点重合。 、
■ 凸轮机构的运动过程 机械技术应用基础
二、常用从动件的运动规律 推杆的运动规律:是指推杆在运动过程中,其位移、 速度和加速度随时间变化(凸轮转角δ变化)的规律。 常用的从动件运动规律有等速运动规律、 等加速等减速运动规律、 余弦加速度运动规律等。 1. 等速运动规律 从动件推程或回程的运动速度为常数的运动规律。即: 等速上升和等速下降(两个速度不不一定相等)。 其运动方程和运动线图所示。
凸轮机构原理
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凸轮机构原理凸轮机构是一种常见的机械传动机构,它是通过凸轮的转动运动来推动工作部件实现工作的。
在许多机械装置中,凸轮机构都有广泛的应用,比如汽车发动机、印刷机等,因此对凸轮机构的原理和工作过程进行了深入研究。
凸轮机构的基本构成部分就是凸轮。
凸轮是一种椭圆形、圆形、正弦形等截面形状的曲面,它是通过转动轴的运动来驱动工作部件的。
在凸轮机构中,凸轮与摆动杆、推杆、滑块等配合使用,通过它们的相互作用,实现了机械运动的传递。
接下来我们就来详细了解凸轮机构的原理及其工作过程。
一、凸轮机构的工作原理凸轮机构的工作原理是利用凸轮的转动运动来推动工作部件进行工作。
凸轮的形状可以根据需要进行设计,通常是根据工作部件的形状和运动轨迹来决定。
根据凸轮的形状不同,可以将凸轮机构分为圆形凸轮机构、正弦形凸轮机构、椭圆形凸轮机构等三类。
- 圆形凸轮机构圆形凸轮机构是一种最简单的凸轮机构,常见于日常生活中的各种机械。
其原理是圆形凸轮的转动带动摆动杆进行往复运动,从而推动工作部件实现工作。
通常情况下,摆动杆在运动过程中的偏移量是不变的,因此圆形凸轮机构的运动状态相对稳定。
- 正弦形凸轮机构正弦形凸轮机构是一种难度较高的凸轮机构,它需要将正弦形凸轮的运动与工作部件的运动进行精密匹配,才能实现准确的运动传递。
通常情况下,正弦形凸轮机构适用于一些对运动要求较高的场合,如高速运动的机械。
- 椭圆形凸轮机构椭圆形凸轮机构是一种具有典型工业应用的凸轮机构,其原理是利用椭圆形凸轮的转动运动来推动工作部件进行工作。
椭圆形凸轮机构适用于需要进行往复运动或旋转运动的场合,如某些机床的上下工作台、搅拌机等。
二、常见的凸轮机构类型凸轮机构按照其功能和结构特点,可以分为如下几种类型:- 滑块式凸轮机构滑块式凸轮机构的特点是通过凸轮的转动,实现滑块的往复运动,从而推动工作部件完成工作。
常见的滑块式凸轮机构有快进机构、闸门机构等。
这种机构结构简单、运动状态稳定,广泛用于多种家电、机床、汽车等领域。
凸轮机构完整ppt课件
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精品
36
滚子从动件凸轮轮廓曲线的设计步骤:
(1)画出滚子中心的轨
迹(称为理论轮廓曲线)
(2)以理论轮廓上的点为
圆心,滚子半径rT为半径作 一系列的滚子圆,再画滚子
圆的内包络线,则为从动件
β′
凸轮的实际轮廓曲线。
理论轮廓曲线
注意:
n
rT r0
B C
n
实际轮廓曲线
β
(1)理论轮廓与实际轮廓互为等距曲线;
44
(2)压力角的校核
凸轮对从动件的作用力F的方向与从动件上力作用点的速度方
向之间所夹的锐角a称为压力角。
F1Fcoas
F2Fsina
自锁:当α增大到一定程度后,以
至于导路的摩擦阻力大于有效分力 时,无论凸轮给予从动件多大的力, 从动件都不能运动。
精品
45
4.4.2 压力角的校核
推荐压力角数值 移动从动件[a]=30°
精品
0
0 0
∞
26
1.等速运动规律
从动件在起始和终止点速度有突变,使瞬时加 速度趋于无穷大,从而产生无限值惯性力,并 由此对凸轮产生冲击 —— 刚性冲击
因此只适用于低速、轻载的场合。
精品
27
s h
1.等加速-等减速运动规律
h/2
从动件在一个行程h中,前 半行程做等加速运动,后半 行程作等减速运动的运动规 律。
对心移动从动件
偏置移动从动件
精品
13
(一)凸轮机构的应用及分类
3)按从动件的运动形式分: 摆动从动件
精品
14
(一)凸轮机构的应用及分类
4)按凸轮高副的锁合方式分:力锁合
精品
15
凸轮机构
![凸轮机构](https://img.taocdn.com/s3/m/8f0205e3b8f67c1cfad6b8f1.png)
速度曲线也必须连续。
③尽量减小速度和加速度的最大值。
特点: amax 最小 → 惯性力小。
0
起、中、末点有软性冲击. 适于中低速、中轻载.
低速轻载凸轮机构:
采用圆弧、直线等易于加工的曲线作为凸轮轮廓
曲线,如气门开闭。
高速重载凸轮机构:
①首先考虑动力特性,以避免产生过
大的冲击。 ②为避免刚性冲击,位移曲线和速度 曲线必须连续;而为避免柔性冲击,加
s
2
S
s
2
O
S
O
S
(1)升-停-回-停型(RDRD型) (2)升-回-停型(RRD型)
s
2
s
2
O
S
O
(3)升-停-回型(RDR型)
(4)升-回型(RR型)
二、凸轮从动件的运动规律
• 常用的从动件的运动规律有等速运动规律 和等加速等减速运动规律。
一、等速运动规律 (直线位移运动规律、 一次多项式运动规律)
8.3凸轮机构工作过程及从动件运动规律
• 一、凸轮机构的工作过程 • 凸轮机构中最常用的运动形式为凸轮作 等速回转运动,从动件作往复移动。凸轮 回转时,从动件作升—停—降—停的运动 循环。
圆弧段
圆弧段
圆弧段
基圆(rmin)——以最短向径所作的圆
600 rmin 1200
1200 600
S2
对心尖顶直动从动件 盘形凸轮机构
偏置尖顶直动从动件 盘形凸轮机构
滚子摆动从动件盘形 凸轮机构
沟 槽 凸 轮 重力锁合凸轮
弹 力 锁 合 凸 轮
凸轮机构的工作原理及作用
![凸轮机构的工作原理及作用](https://img.taocdn.com/s3/m/03e7e5a6e109581b6bd97f19227916888486b9bc.png)
凸轮机构的工作原理及作用
凸轮机构是一种由凸轮、从动件和机架组成的高副机构,主要用于转换运动形式。
其工作原理主要基于凸轮的旋转或直线运动来驱动从动件进行预定的运动。
凸轮具有曲线轮廓或凹槽,有盘形凸轮、圆柱凸轮和移动凸轮等,其中圆柱凸轮的凹槽曲线是空间曲线,因而属于空间凸轮。
凸轮机构常用于将主动构件的连续运动转变为从动构件的往复运动。
只要恰当的设计凸轮廓线,便可使从动构件实现各种复杂的运动要求。
例如,凸轮轴是发动机配气机构的重要组成部分,负责驱动气门按时开启和关闭,有些凸轮轴还具有驱动分电器转动的功能。
此外,凸轮机构也广泛应用于各种机械、仪器和操纵控制装置中。
凸轮机构的工作原理和从动件的运动规律
![凸轮机构的工作原理和从动件的运动规律](https://img.taocdn.com/s3/m/0444c6b04793daef5ef7ba0d4a7302768f996f60.png)
6.1 凸轮机构的应用和分类
三、凸轮机构的分类—按从动件形状分
根据运动形式的不同,以上三种从动件还可分为直动从动件,摆动从动件,平面复杂运动从动件。
摆动滚子从动件
摆动尖顶从动件
摆动平底从动件
6.1 凸轮机构的应用和分类
三、凸轮机构的分类—按凸轮与从动件保持接触的方式分
(1)几何封闭
几何封闭利用凸轮或从动件本身的特殊几何形状使从动件与凸轮保持接触。( 凹槽、等宽、等径、主回凸轮)
r1
r2
r1+r2 =const
W
凹槽凸轮
主回凸轮
等宽凸轮
等径凸轮
6.1 凸轮机构的应用和分类
三、凸轮机构的分类—按凸轮与从动件保持接触的方式分
(2)力封闭
力封闭凸轮机构是指利用重力、弹簧力或其他外力使从动件与凸轮保持接触。
6.1 凸轮机构的应用和分类
四、凸轮机构的命名规则
名称 =“从动件的运动形式 +从动件形状 +凸轮形状 +机构”
等径凸轮机构在 机械加工中的应用
利用分度凸轮机构实现转位
盘形凸轮机构在印刷机中的应用
圆柱凸轮机构在 机械加工中的应用
6.1 凸轮机构的应用和分类
一、凸轮机构的应用
特点:
凸轮是一个具有曲线轮廓的构件,当它运动时,通过其上的曲线轮廓与从动件的高副接触,使从动件获得预期的运动。 一般情况下,凸轮是原动件且作等速转动,从动件则按预定的运动作直线移动或摆动。
6.2 从动件的运动规律
三、从动件的运动规律的选用原则
从动件规律的设计原则: 从动件的最大速度vmax尽量小。因为vmax大将导致动量mv增加,若机构突然被卡住,则冲击力将很大F=mv/t)。故应选用vmax较小的运动规律。 从动件的最大加速度amax尽量小,且无突变。因为amax大将导致惯性力F=-ma变大, 轮廓法向力Fn变大,对强度和耐磨性要求提高。故希望amax 愈小愈好。
凸轮机构工作过程及从动件运动规律
![凸轮机构工作过程及从动件运动规律](https://img.taocdn.com/s3/m/d58f41b2aff8941ea76e58fafab069dc50224785.png)
提高传动效率,减小速 度波动。
选择凸轮轮廓形状、从 动件类型为优化设计变 量。
考虑制造工艺和使用环 境等方面的限制,制定 相应的优化设计约束条 件。
经过智能优化算法求解 ,得到满足性能要求的 最优解,即凸轮轮廓形 状和从动件类型的最优 组合。与优化前相比, 传动效率提高了10%, 速度波动降低了5%。
规律。
CHAPTER 04
凸轮机构性能评价与优化设 计
凸轮机构性能评价性 和传动精度等方面的指标,如传动比 、传动效率、速度波动等。
动力性能
评价凸轮机构在动力传递过程中的性 能,如驱动力、驱动力矩、动态响应 等。
耐久性能
评价凸轮机构在长期使用过程中的耐 磨性、抗疲劳性等方面的指标,如寿 命、磨损量等。
、减少振动和噪音。
02
采用先进的控制策略
引入先进的控制策略,如PID控制、模糊控制等,可以实现对从动件运
动规律的精确控制。通过调整控制参数,可以优化从动件的运动性能,
提高其响应速度和稳定性。
03
选用高性能材料
采用高性能材料制造从动件和凸轮,可以提高机构的耐磨性、抗疲劳性
和承载能力。这有助于延长凸轮机构的使用寿命,并改善从动件的运动
凸轮机构工作过程实例解析
01
以一个具体的凸轮机构为例,详细解析其工作过程 。
02
分析该凸轮机构的轮廓曲线设计、从动件运动规律 和影响因素等。
03
通过实例解析,加深对凸轮机构工作过程的理解和 掌握。
CHAPTER 03
从动件运动规律研究
从动件位移、速度和加速度变化规律
位移变化规律
在凸轮机构工作过程中,从动件的位移随着凸轮的转动而发生变化。通常,位移曲线呈现 周期性变化,其形状和幅值取决于凸轮的轮廓和尺寸。
第八章 凸轮机构
![第八章 凸轮机构](https://img.taocdn.com/s3/m/89224183cc22bcd126ff0cd1.png)
行程
位移 位移曲线 速度曲线 加速度曲线
1.基圆、基圆半径 2. 推程运动角δ0
r0 h
S
3. 远休止角δs
4. 回程运动角 δ0′ 5. 近休止角 δs' 6. 转角、位移S 7. 行程 (升程)h w
凸轮机构
机架
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内燃机配气机构 自动车床走刀机构 靠模车削机构 应用实例 插齿机切深机构 火柴自动装盒机构 缝纫机紧线机构 绕线机构
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缝纫机紧线机构
1—凸轮 2—挑线板(摇 杆) 3—机架
绕线机构
图6-3
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返 回
结 束
凸轮机构结构简单、紧凑。但凸轮机构中包含 有高副,因此不宜传递较大的动力,此外,凸轮 的曲线轮廓加工制造比较复杂。所以凸轮机构一 般适用于实现特殊要求的运动规律而传力不太大 的场合。
通常,加速段和减速段的 时间相等,位移也相等 (h/2),加速度的绝对 值也相等。
第五章 凸轮机构
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§6—2 凸轮机构的工作原理
位移曲线:抛物线
速度曲线:斜直线 柔性冲击 :加速度发生有限值的突变 应用:凸轮作中速回转,从动件质量不大和轻载 的场合 应用实例:内燃机配气机构
第五章 凸轮机构
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结 束
§6—1 凸轮机构概述
(2)柱体凸轮 圆柱凸轮:在圆柱面上开有曲线凹槽 端面凸轮:在圆柱端面上作出曲线轮廓
柱体凸轮
1凸轮机构的工作原理和从动件的运动规律
![1凸轮机构的工作原理和从动件的运动规律](https://img.taocdn.com/s3/m/630d75be7d1cfad6195f312b3169a4517623e57f.png)
分析从动件加 速度与凸轮轮 廓之间的关系
解释从动件加 速度变化对机 构运动的影响
总结从动件运 动规律加速度
特征的意义
从动件运动规律 的应用
在凸轮设计中的应用
确定从动件的运动 规律
选择合适的凸轮机 构类型
设计凸轮的轮廓曲 线
优化凸轮机构参数
在机械系统中的应用
凸轮机构广泛应 用于各种机械系 统中,如内燃机、 压缩机、印刷机 等。
优化方法:采用 新型材料、改进 设计参数、引入 智能控制技术等
实例分析:针对 具体凸轮机构, 分析其运动规律, 提出改进方案并 进行仿真验证
结论:优化后的 凸轮机构在传动 性能、稳定性及 可靠性等方面均 得到显著提升
运动规律的仿真与实验研究
仿真研究:通过计算机模拟技术, 对从动件的运动规律进行模拟分析, 预测其运动性能和优化方向。
从动件运动规律的选用
适用于低速轻载的从动件运动规律 适用于高速重载的从动件运动规律 适用于高精度要求的从动件运动规律 适用于低噪声低震动的从动件运动规律
从动件运动规律 的特性
运动规律的几何特征
运动规律的几何特征包括从动件在 凸轮推动下的位移、速度和加速度 变化。
速度变化则与从动件和凸轮的接触 点有关,该点在凸轮转动过程中的 速度决定了从动件的速度。
从动件的运动规律 可以实现精确的位 置控制和速度控制
在自动化生产线中 ,凸轮机构可以用 于实现工件的传送 、定位和装配等操 作
在机器人领域,凸轮机 构可以用于实现机器人 的手臂、手腕和手指等 关节的运动控制
从动件运动规律 的优化
运动规律的改进与优化
优化目标:提高 凸轮机构的传动 效率、减小振动 和噪声
从动件的常用运动规律
发动机凸轮轴工作原理
![发动机凸轮轴工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/3edbcf54a66e58fafab069dc5022aaea998f413c.png)
发动机凸轮轴工作原理
发动机凸轮轴是内燃机中的一个重要部件,它的工作原理对发
动机的性能和效率有着重要的影响。
凸轮轴通过控制气门的开启和
关闭,以及喷油系统的工作来调节发动机的进气和排气过程,从而
影响着发动机的动力输出和燃油效率。
凸轮轴通常安装在发动机的缸体上,它由一系列凸起的凸轮组成,每个凸轮对应着一个气门。
当凸轮轴旋转时,凸轮的形状会推
动气门的开启和关闭,控制着气门的工作时序和持续时间,从而调
节气缸内的进气和排气过程。
在四冲程发动机中,凸轮轴的工作原理可以简单概括为下面几
个步骤:
1. 进气阶段,当凸轮轴旋转时,气门凸轮会推动进气门的开启,使得新鲜空气和燃料进入气缸内。
这个过程需要在活塞下行时进行,以便将混合气充满气缸。
2. 压缩阶段,凸轮轴继续旋转,使得进气门关闭,同时排气门
开始打开。
活塞开始向上运动,将混合气压缩,为点火提供条件。
3. 燃烧阶段,在压缩阶段的末尾,点火系统会点燃混合气,产
生爆炸推动活塞向下运动,驱动曲轴旋转,从而输出动力。
4. 排气阶段,随着凸轮轴的继续旋转,排气门会在活塞下行时
打开,将燃烧后的废气排出气缸,为下一个循环做准备。
凸轮轴的工作原理直接影响着发动机的性能和效率。
通过调节
凸轮的形状和安装角度,可以实现不同的气门工作时序和持续时间,从而优化发动机的进气效率、排气效率和燃烧效率。
因此,凸轮轴
的设计和调校是发动机工程师们在提升发动机性能和节能环保方面
不可或缺的重要工作。
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ω
B
C
凸轮廓线的组成
凸轮廓线的组成 :
AB段 ── 向径逐渐变大的曲线; BC段 ── 向径不变的曲线,以凸轮 回转中心为圆心的一段圆弧;
D B’ h A rb K
CD段 ── 向径逐渐变小的曲线;
DA段 ── 向径不变且为最小的 圆弧;即基圆上的一段圆弧。
C
ω
B
凸轮机构的运动过程
最好按下一张PPT中的图修改此动画,或者将此动画中的各标 记修改如下:φl——δ0; φs——δs; φh——δ0’; φs’——δs’ B0——A ;B1——B;B2——C ;B3——D
s
B’ h A
δ0 δs
o
t
δ0
δs
δ
远停程角δs:凸轮远停程 过程中转过的角度。
ω
B
Cபைடு நூலகம்
凸轮机构的工作过程
回程:凸轮逆时针方向继续 转动,凸轮CD段轮廓上各点 依次与从动件接触,向径减 小,因此从动件又逐渐下降 至A点,这一过程称为回程。
D
s
B’ h A
δ0 δ’0 δs
o
t
δ0
δs
δ’0
δ
回程运动角δ0’:凸轮回 程过程中转过的角度。
ω
B
C
凸轮机构的工作过程
近停程:凸轮逆时针方向继 续转动,凸轮DA段轮廓上各 点依次与从动件接触,向径 不变,因此从动件又在距离 凸轮回转中心最近的位置A点 保持不动,这一过程称为近 停程。
s
B’ h A D δ’s
δ0 δ’0 δs
o
t
δ0
δs
δ’0
δ’s
δ
近停程角δs’:凸轮近停 程过程中转过的角度。
ω
B
C
凸轮机构的工作过程
凸轮机构又循环重复升—停—降—停,也即推程—远停 程—回程—近停程的工作过程。
按工作需要,凸 轮机构可以没有 近停程或远停程, (例如绕线机的 引线机构),但 一定有推程和回 程。
凸轮机构的工作过程
推程:凸轮逆时针方向转动, 凸轮AB段轮廓上各点依次与 从动件接触,从动件在向径 渐增的凸轮轮廓作用下,被 推至距凸轮回转中心最远的 位置B’点,这一过程称为推 程。
s
B’ h A
δ0
o
t
δ0
δ
推程运动角δ0:凸轮推 程过程中转过的角度。
C
ω
B
凸轮机构的工作过程
远停程:凸轮逆时针方向继 续转动,凸轮BC段轮廓上各 点依次与从动件接触,向径 不变,因此从动件在距离凸 轮回转中心最远的位置B’点 保持不动,这一过程称为远 停程。
凸轮机构工作过程
凸轮机构的几个基本名词
向径:凸轮轮廓上任意一点K与 凸轮回转中心之间的距离称为K 点处的向径。 基圆:以凸轮轮廓曲线的最小向 径为半径所作的圆,其半径为基 圆半径rb。 行程:随着凸轮逆时针转动,从 动件从最低点A向上运动到最高 点B’,AB’称为行程,用字母h表 示。
B’ h A D rb K