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1、主题3 凸轮机构一、教学目标了解凸轮机构的应用和分类、从动件的常用运动规律二、课时分配本章绪论共 4 个单元，本章安排 5 个学时。其中理论学时 4 个学时，实践学时 1 个学时。三、教学重点从动件的常用运动规律，凸轮机构基本尺寸的确定四、教学难点凸轮机构基本尺寸的确定五、教学内容单元1凸轮机构的应用和分类一、凸轮机构应用如图所示为内燃机控制气阀开闭的凸轮机构，当主动件凸轮1匀速转动时，它的轮廓驱使从动件阀杆2做上下往复移动，从而按预定的时间打开或关闭气阀，以控制燃气准时进入汽缸或废气准时排出汽缸。如图所示为自动车床刀架进给机构，当凸轮4转动时，其轮廓迫使从动杆3往复摆动，通过固定在从动杆上的
2、扇形齿轮2带动刀架下部的齿条，使刀架1前、后移动，完成所需要的进刀和退刀运动。由以上两例可知，凸轮机构通常由机架1、从动件2、凸轮3组成，如图33所示。当凸轮匀速转动时，通过凸轮轮廓与从动件高副接触，驱使从动件做往复移动或摆动。凸轮机构结构简单、紧凑，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任意的运动规律。在自动化机械中，凸轮机构常与其他机构组合使用，充分发挥各自的优势，扬长避短。由于凸轮机构是高副机构，易于磨损，磨损后会影响运动规律的准确性，因此通常用于传力不大的控制机构。二、凸轮机构的分类1、按凸轮形状分类（1）盘形凸轮（2）移动凸轮（3）圆柱凸轮2、按从动件形状分类（1）尖顶从动
3、件（2）滚子从动件（3）平底从动件3、按从动件的运动形式分类（1）直动从动件（2）摆动从动件4、按锁合方式分类（1）力锁合（2）形锁合单元2从动件的常用运动规律一、从动件常用运动规律1、等速运动规律2、等加速等减速运动规律3、简谐运动（余弦加速度运动）规律4、摆线运动（正弦加速度运动）规律单元3凸轮的轮廓曲线一、反转法原理在整个凸轮机构（凸轮、从动件、机架）上加一个与凸轮角速度大小相等、方向相反的角速度（1），于是凸轮静止不动，而从动件则与机架（导路）一起以角速度（1）绕凸轮转动，且从动件仍按原来的运动规律相对导路移动（或摆动），如图所示。因从动件尖顶始终与凸轮轮廓保持接触，所以从动件在反转行
4、程中，其尖顶的运动轨迹就是凸轮的轮廓曲线。二、对心移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计三、对心移动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计四、对心移动平底从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计单元4凸轮机构设计中的几个问题一、压力角为了保证凸轮机构的正常工作，必须对凸轮机构的压力角进行限制，即使其最大压力角max始终小于或等于许用压力角。在一般工程设计中，推荐的许用压力角为：推程中，移动从动件=30，摆动从动件=45；回程中，一般不会有自锁现象，故许用压力角可取得大些，通常 =7080。二、基圆半径的确定压力角的大小与基圆半径有关，基圆半径越小，凸轮轮廓越陡，压力角越大，机构效率越低，甚至会发生自锁。而基圆半径越大，凸轮轮廓越平缓，压力角越小，但此时机构的体积较大。因此，在确定基圆的半径时要两者兼顾。三、滚子半径的确定在从动件为滚子底的凸轮机构中，滚子半径的选择要综合考虑滚子的结构、强度、凸轮的轮廓形状等因素，滚子半径不能取得过大，这样可能会使从动件不能完成预定的运动规律，即产生失真现象。六、课后作业完成主题检测。
