汽车发动机凸轮轴的设计

1、电 子 科 技 大 学 毕 业 设 计论 文 论文题目汽车发动机凸轮轴的设计 学习中心或办学单位电子科技大学重庆学习中心 指导老师樊磊 职 称 讲师 学生姓名周勇 学 号: V07642942153 专 业机械设计制造及自动化 电子科技大学 继续教育学院 制 网络教育学院 2009年 5月 1日 电 子 科 技 大 学 毕业设计论文任务书 题目汽车发动机凸轮轴的设计 任务与要求 本文是对汽车发动机凸轮轴的设计论述其中对凸轮轴的凸轮设计做了 详细讲解要求对现代汽车发动机的凸轮轴的性能更高通过设计来实 现它的性能。 时间 2009 年 2 月8 日 至 2009 年 5 月 10 日 共 13 周

2、 学习中心或办学单位电子科技大学重庆学习中心 学生姓名周勇 学 号V07642942153 专业 机械设计制造及自动化 指导单位或教研室电子科技大学重庆学习中心 指导教师 樊磊 职 称 讲师 电子科技大学 继续教育学院 制 网络教育学院 2009年 3月 20日 毕业设计(论文进度计划表 日 期 工 作 内 容 执 行 情 况 指导教师 签 字 2月8日 至 3月2日 确定题目 良好 3 月2日 至 3月25日 收集资料 良好 3月25日 至 4月1日 整理资料 良好 4月1日 至 4月8日 初步成稿 良好 4月8日 至 4月18日 请老师修改 良好 4月18日 至 4月28日 格式整理 良好

3、 4月28日 至 5月10日 校稿并交稿 良好 教师对进 度计划实 施情况总 评 签名 年 月 日 本表作评定学生平时成绩的依据之一。 电子科技大学毕业设计(论文中期检查记录表 学生填写 毕业设计(论文题目:汽车发动机凸轮轴的设计 学生姓名: 周勇 学号V07642942153 专业机械设计制造及自动化 层次:专升本 教学中心名称: 电子科技大学网络教育重庆学习中心 指导教师姓名及职称: 樊磊 老师 教师指导毕业设计(论文时间及地点:电子科技大学网络教育重庆学习中心 检查 教师填写 毕业设计(论文题目工作量 饱满 一般 不够 毕业设计(论文题目难度 大 适中 不够 毕业设计(论文题目涉及知识点

4、 丰富 比较丰富 较少 毕业设计(论文题目价值 很有价值 一般 价值不大 学生是否按计划进度独立完成工作 任务 学生毕业设计(论文工作进度 填写 情况 学生出勤情况及出勤的考核办法 学生与指导教师见面接受指导次数 学生工作态度 认真 一般 较差 教师毕业设计(论文指导日志是否 齐全 其他检查内容 存在问题及采取措施: 检查教师签字 : 年 月 日 教学中心意见: 学院审核意见(加盖公章: 年 月 日 摘要 内燃机凸轮轴优化设计的优劣直接影响到其动力性经济性可靠性振动噪声 与排放特性的好坏。凸轮轴的丰满系数越大则进气量越多内燃机的动力性能与经济 性能越好排气烟度与热负荷越底凸轮形线的圆滑性越好内

5、燃机的振动与噪声越小 凸轮轴与挺柱间的接触应力越小润滑特性越好内燃机配气机构的冲击载荷及摩擦磨 损越小。随着内燃机不断地向轻巧化高速化高性能与高寿命方向发展对配气凸轮 轴设计与制造的要求越来越高。然而现代内燃机的配气机构大都采用多项动力凸轮 n次谐波凸轮或复合摆线凸轮。但这些凸轮形线方程不仅计算复杂而且与内燃机结构 参数无关有的n阶导数不连续。尽管不少研究者对上述几种形线凸轮进行了各种优化 设计但其丰满系数均达不到0.59还不能适应内燃机高速化与高性能的要求。显然 研究出具有n 阶导数连续自变量为内燃机主要结构参数充气性能好振动小噪声 低设计简单的新型配气凸轮形线方程是一个极其重要的研究课题。

6、 凸轮机构是工程中用以实现机械和自动化的一种主要驱动和控制机构。以在轻工、 纺织、食品、医药、印刷、标准零件制造、交通运输等领域运行的工作机械中获得广泛 应用。为了提高产品的质量和生产率。就凸轮而言必须进一步提高其设计水平。在解 析法设计的基础上开展计算机辅助设计的研究和推广应用。为适应高速凸轮机构分析和 设计的需要我在凸轮轮廓曲线方程试上对各指数和系数进行了外部输入。从而提高了 设计工作效率和设计计算准确性。同时还对各系统与凸轮输出数据之间的联系进行了研 究掌握了某些基本规律对凸轮设计优化起到了很好的效果。 关键词 凸轮轴 发动机 设计 Abstract I.C. engine cam th

7、e stalk be directly excellent to turn the good and bad of design to influence its motive, economy, credibility, vibration, the quality of the Zao voice and emissions characteristic.Cam the plentiful full coefficient of the stalk be more big and then enter tolerance more many, the motive function of

8、I.C. engine and economic function is more good, row spirit smoke degree and hot burden more bottom;The tactful of the cam form line is more good and vib ration and voice of I.C. engine are more small,Cam stalk with stand the contact of pillar more small in response to the dint,Lubricate characterist

9、ic more good, the I.C. engine goes together with impact of annoy the organization to carry lotus and friction to wear away more small.Along with I.C. engine constantly to agile turn, the high speed turn, high performance and high life span direction the development be more and more high to go togeth

10、er with the spirit cam request of stalk design and manufacturing.However, the modern I.C. engine goes together with spirit organization, mostly adopt several motive cams and n time the Xie wave cam or compound put a line cam.But these cam form line square distance not only compute complications, and

11、 with I.C. engine structure the parameter be irrelevant and have of the n rank don't in a row lead number.Though not a few researchers carried on to a few above-mentioned form line cams various excellent turn a design, it the plentiful full coefficient all could not reach 0.59, can't also ad

12、apt I.C. engine high speed to turn and the request of high performance.Obviously, the research submits a n rank to lead number continuous, from change to measure for the I.C. engine main structure parameter, Chong spirit function good, vibrate small, the voice is low and design in brief new go toget

13、her with spirit the cam form line square distance, is a very and important research topic. The cam organization is 1 kind that the engineering is convenient to carry out machine and automation to mainly drive with control organization.With acquire in the light work, spinning, food, medicine, printin

14、g, standard spare parts manufacturing, transportation etc. the realm the movement of the work machine extensively applied.For raising the quality and rate of production of product.Have to raise it to design level further in regard to cam.Open research and expansion application of the assistance desi

15、gn of the exhibition calculator in analyzing the foundation of method design.In order to adapt the demand of high-speed analysis and design of the cam organization, I carried on exterior an importation to each index number and the coefficient in trying the curve square distance of the cam outline.Ra

16、ised design work efficiency and design to compute accuracy thus.The contact which returns a to output the data to each system and the cam in the meantime carried on a research, controled some and basic regulation, excellent to cam design started to turn to arrive good effect. KEY WORD Convex axle De

17、liver motive design目录 第一章 绪言 . 1 第一节 凸轮轴的作用 . 1 第二节 凸轮轴分类 . 1 第二章 发动机凸轮轴的配置 . 2 第一节 凸轮轴成为发动机的重要标志 . 2 第二节 凸轮轴配置 . 2 第三章 设计论述 . 4 第一节 优化设计 . 4 第二节 凸轮轮廓曲线的设计 . 4 结束语 . 12 谢辞 . 13 参考文献 . 14 电子科技大学毕业论文设计 汽车发动机凸轮轴的设计 1 第一章 绪言 第一节 凸轮轴的作用 凸轮轴是发动机配气机构的一部分专门负责驱动气门按时开启和关闭作用是保 证发动机在工作中定时为汽缸吸入新鲜的可燃混合气并及时将燃烧后的废气

18、排出汽 缸。凸轮轴直接通过摇臂驱动气门很适用于高转速的轿车发动机由于转速较高为 保证进排气和传动效率、简化传动机构、降低高转速的振动和噪音多采用顶置式气门 和顶置式凸轮轴这样发动机的结构也比较紧凑。但任何事物都有两面性顶置式凸 轮轴的缺点是由于部件的布置设计比较复杂维修起来也比较麻烦。但衡量利弊它还 是比较适合于汽车。 第二节 凸轮轴分类 汽车发动机按照顶置凸轮轴的数目分为顶置单凸轮轴和顶置双凸轮轴。当每缸采 用两个以上气门时气门排列形式一般有两种一是进气门和排气门混合排列在一根凸 轮轴上即顶置单凸轮轴SOHC另一种是进气门与排气门分列在两根凸轮轴上。前 者的所有气门由一根凸轮轴通过顶杆驱动但

19、因气门在进气道中所处位置不同所以不 能保持动作的精确性效果要稍差一些而后者则无 此缺点可以获得更好的性能但 需多配备一根凸轮轴这就是顶置式双凸轮轴DOHC近年来推出的新型发动机多采 用这种形式。一般来说DOHC的运动性比较高F1赛车应用较多但是由于制造工艺 复杂成本较高SOHC的相对配置较简易、使用耐久性较好既可以适应一般客户的动 力性要求也可以适应其对经济性的要求。电子科技大学毕业论文设计 汽车发动机凸轮轴的设计 2 第二章 发动机凸轮轴的配置 第一节 凸轮轴成为发动机的重要标志 汽车发动机是由曲柄连杆机构配气机构冷却系燃油系润滑系电气系和机 体等组成大大小小零件有近千个它们之中最具有代表性

20、的就是凸轮轴了。在现代轿 车的技术规格表上经常可以看见“凸轮轴”这个名词出现在发动机性能栏里面。 凸轮轴是属于发动机的配气机构配气机构是保证发动机在工作中定时将新鲜的可 燃混合气充入气缸并及时将燃烧后的废气排出气缸的机构。它由进气门排气门气 门挺杆挺柱摇臂凸轮轴等组成其中凸轮轴因其横截面形状近似桃子又称桃子 轴或偏心轴是配气机构中的驱动件专门驱动气门按时开启和关闭。各种车型发动机 的凸轮轴的结构大同小异主要差别在于安装的位置凸轮的数目和形状尺寸不尽相同 特别是凸轮轴的安装位置被列为区别发动机构造和性能的重要标志。目前发动机的凸 轮安装位置分为下置中置顶置三种形式。 第二节 凸轮轴配置 发动机上

21、凸轮轴的有几个不同配置。我们来谈谈几个通用部件。你可能听到过这些 术语顶置凸轮轴(SOHC、双顶置式凸轮轴(DOHC、推杆。 一、顶置凸轮轴的配置 这一配置相当于一个发动机每头有一个凸轮。如果是一个单列式四气缸或单列式六 气缸发动机这里会有一个凸轮。如果是V-6或V-8发动机这里会有二个凸轮。凸轮 开动摇臂按到阀门上打开它们。弹簧使阀门回到它们闭合的位置。这些弹簧必须相当 坚固因为发动机速度很快阀门被按下很快弹簧必须使摇臂与这些阀门接触。如果弹 簧不是很坚固阀门可能会脱离摇臂同时迅速跳回。这将导致凸轮和摇臂额外的磨损。 在顶置凸轮轴和双顶置式凸轮轴发动机上凸轮由凸轮轴驱动通过一根到皮带或链条

22、称为正时皮带或正时链。这些皮带和链子在固定间隔必须被更换或调整。如果正时皮带 断了凸轮会停止旋转活塞会撞到排气阀上。 二、双顶置式凸轮轴的配置 一个双顶置式凸轮轴发动机每头有两个凸轮。所以单 列式发动机有两个凸轮V发 动机有四个凸轮。通常双顶置式凸轮轴用于每个气缸有四个或更多阀门的发动机上一个 凸轮轴不能驱动所有的阀门。采用双顶置式凸轮轴的主要原因是可以使用更多的进气和 排气阀。更多的阀门意味着进气和排气流动更自由因为它有更多可以流通的升程。这 就增加了发动机的功率。就像顶置式凸轮轴发动机和双顶置式凸轮轴发动机在推杆发电子科技大学毕业论文设计 汽车发动机凸轮轴的设计 3 动机阀门位于顶部在气缸

23、的上面。在推杆发动机的关键区别是凸轮位于发动机气缸体 内部而不是在气缸的顶部。凸轮驱动推杆经过气缸箱体并进入气缸顶部移动摇臂。这些 推杆又增加了系统的质量从而增加了阀门弹簧的载荷。这能限制推杆发动机速度顶 置式凸轮轴发动机在系统取消了推杆从而使更快速度的发动机成为可能。推杆发动机 中的凸轮通常由齿轮或短链驱动。齿轮驱动通常与皮带驱动相比不易断裂所以在顶置 式凸轮轴发动机经常看到。 三、可变式气门正时 这里有几种凸轮制造商改变气门正时的办法。用在本田发动机上的一个系统称为可 变气门正时和升程电子控制系统VTEC 可变气门正时和升程电子控制系统VTEC是本田发动机上一个电子机械系统它 能允许发动机

24、有多个凸轮轴。VTEC发动机有一个额外的进气凸轮并有一个与之相连的摇 臂。凸轮的形状能使进气阀升程比其它凸轮形状大。在发动机速度较低时这个摇臂不 与任何阀门相连。在高速时活塞锁住额外摇臂让两个摇臂控制两个进气阀。 一些 汽车采用先进的气门正时装置。这不会使阀门升程更大它打开和闭合它们更迟。它通 过旋转凸轮几度来实现。 如果进气阀通常在活塞到达上止点(TDC旋转10度并在到达上止点(TDC后旋转 90度关上总的持续时间为200度。打开和关闭的时间可以通过在凸轮旋转时旋转到前 面一点的机构转移。所以可以在活塞到达上止点(TDC旋转10度并在到达上止点(TDC 后旋转210度关上。在随后20度时关闭

25、阀门是好的但如果它能在进气阀打开时增加 持续时间会更好。 但已经有一个做到一点的好方法。凸轮在发动机上有一个三维形状可以随凸轮的长 度而变化。在凸轮的一端是一个较不灵巧的凸轮形状而在另一端是一个灵巧的凸轮形 状。凸轮平稳地把这两种形状结合在一起。一个机构能侧面地滑动整个凸轮从而使阀门 能采用凸轮的不同的部分。轴仍然像普通凸轮一样旋转但随着发动机速度和载荷增 加逐渐侧面地滑动凸轮从而气门正时被优化。一些发动机制造商正在试验气门正时无 限可变系统。比如想象每个阀门有一个电磁开关它能过计算机而不是凸轮控制打开 和关闭阀门。有了这类系统你就能在发动机每个转速时达到最大的发动机性能。盼望 将来能实现的东

26、西。 电子科技大学毕业论文设计 汽车发动机凸轮轴的设计 4 第三章 设计论述 第一节 优化设计 内燃机凸轮轴凸轮优化设计的优劣直接影响到其动力性经济性可靠性振动 噪声与排放特性的好坏。凸轮的丰满系数越大则进气量越多内燃机的动力性能与经 济性能越好排气烟度与热负荷越底凸轮形线的圆滑性越好内燃机的振动与噪声越 小凸轮与挺柱间的接触应力越小润滑特性越好内燃机配气机构的冲击载荷及摩擦 磨损越小。随着内燃机不断地向轻巧化高速化高性能与高寿命方向发展对配气凸 轮设计与制造的要求越来越高。然而现代内燃机的配气机构大都采用多项动力凸轮 n次谐波凸轮或复合摆线凸轮。但这些凸轮形线方程不仅计算复杂而且与内燃机结构

27、 参数无关有的n阶导数不连续。尽管不少研究者对上述几种形线凸轮进行了各种优化 设计但其丰满系数均达不到0.59还不能适应内燃机高速化与高性能的要求。显然 研究出具有n阶导数连续自变量为内燃机主要结构参数充气性能好振动小噪声 低设计简单的新型配气凸轮形线方程是一个极其重要的研究课题。 凸轮机构是工程中用以实现机械和自动化的一种主要驱动和控制机构。就凸轮而 言必须进一步提高其设计水平。在解析法设计的基础上开展计算机辅助设计的研究和 推广应用。为适应高速凸轮机构分析和设计的需要我在凸轮轮廓曲线方程试上对各指 数和系数进行了外部输入。从而提高了设计工作效率和设计计算准确性。同时还对各系 统与凸轮输出数

28、据之间的联系进行了研究掌握了某些基本规律对凸轮设计优化起到 了很好的效果。详细设计过程本系统的设计主要是对凸轮曲线方程进行求导处理然 后对得出来的数据进行数据分析用辅助工具如AutoCAD2004进行会图把凸轮轮廓 画出来。 第二节 凸轮轮廓曲线的设计 凸轮轴上的圆柱凸轮如图1的廓线虽属空间曲线但由于圆柱面可展成平面 所以也可以借用平面盘形凸轮轮廓曲线的设计方法设计圆柱凸轮的展开轮廓。本节分别 介绍用几何法和解析法设计凸轮轮廓曲线的原理和步骤。 电子科技大学毕业论文 设计 汽车发动机凸轮轴的设计 5 图1 凸轮轴 一、几何法 一反转法设计原理 以尖底偏置直动从动件盘形凸轮机构为例凸轮机构工作时

29、凸轮和从动件都在运 动。为了在图纸上画出凸轮轮廓曲线应当使凸轮与图纸平面相对静止为此可采用 如下的反转法如图2使整个机构以角速度(-w绕O转动其结果是从动件与凸轮的 相对运动并不改变但凸轮固定不动机架和从动件一方面以角速度(-w绕O转动同 时从动件又以原有运动规律相对机架往复运动。根据这种关系不难求出一系列从动件 尖底的位置。由于尖底始终与凸轮轮廓接触所以反转后尖底的运动轨迹就是凸轮轮廓 曲线。 图2 反转法 运用反转法绘制尖底直动从动件盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的方法和步骤如下 1以r0为半径作基圆以e为半径作偏距圆点K为从动件导路线与偏距圆的切点电子科技大学毕业论文设计 汽车发动机凸轮轴的设

30、计 6 导路线与基圆的交点B0(C0便是从动件尖底的初始位置。 2将位移线图s-f的推程运动角和回程运动角分别作若干等分图中各为四等分。 3自OC0开始沿w的相反方向取推程运动角(1800、远休止角(300、回程运动角 (1900、近休止角(600在基圆上得C4、C5、C9诸点。将推程运动角和回程运动角分 成与从动件位移线图对应的等分得C1、C2、C3和C6、C7、C8诸点。 4过C1、C2、C3等作偏距圆的一系列切线它们便是反转后从动件导路的一系列位 置。 5沿以上各切线自基圆开始量取从动件相应的位移量即取线段C1B1=11、C2B2=22 等得反转后尖底的一系列位置B1、B2等。 7将B0

31、、B1、B2等连成光滑曲线B4和B5之间以及B9和B0之间均为以O为圆心 的圆弧便得到所求的凸轮轮廓曲线。 图2 凸轮轮廓曲线 二滚子直动从动件盘形凸轮机构 首先取滚子中心为参考点把该点当作尖底从动件的尖底按照上述方法求出一条 轮廓曲线h。再以h上各点为中心画一系列滚子最后作这些滚子的内包络线h对于 凹槽凸轮还应作外包络线h如图3所示。它便是滚子从动件盘形凸轮机构凸轮的实际 轮廓曲线或称为工作轮廓曲线而h称为此凸轮的理论轮廓曲线。由作图过程可知 在滚子从动件凸轮机构设计中r0是指理论轮廓曲线的基圆半径。 电子科技大学毕业论文设计 汽车发动机凸轮轴的设计 7 图3 凸轮的理论轮廓曲线 在以上两例

32、中当e=0 时即得对心直动从动件凸轮机构。这时偏距圆的切线化 为过点O的径向射线其设计方法与上述相同。 三平底从动件盘形凸轮机构 凸轮实际轮廓曲线如图4所示的求法也与上述相仿。首先取平底与导路的交点 B0为参考点将它看作尖底运用尖底从动件凸轮的设计方法求出参考点反转后的一系 列位置B1、B2、B3等其次过这些点画出一系列平底得一直线族最后作此直线 族的包络线便可得到凸轮实际轮廓曲线。由于平底上与实际轮廓曲线相切的点是随机 构位置变化的为了保证在所有位置平底都能与轮廓曲线相切平底左右两侧的宽度必 须分别大于导路至左右最远切点的距离b'和b''。 从作图过程不难看出对于平底

33、直动从动件只要不改变导路的方向无论导路对 心或偏置无论取哪一点为参考点所得出的直线族和凸轮实际轮廓曲线都是一样的。 图4 凸轮实际轮廓曲线 电子科技大学毕业论文设计 汽车发动机凸轮轴的设计 8 四摆动从动件盘形凸轮机构 以尖底摆动从动件盘形凸轮机构如图5为例。 图5 尖底摆动从动件盘形凸轮机构 已知凸轮以等角速w顺时针回转凸轮基圆半径为r0凸轮与摆动从动件的中心距 为a从动件长度l从动件最大摆角ymax以及从动件的运动规律位移线图y-f 求作此凸轮的轮廓曲线。 当运用反转法给整个机构以(-w绕O转动后凸轮不动一方面机架上的支承A将 以(-w绕点O转动另一方面从动件仍按原有规律相对机架摆动。因此

34、这种凸轮轮廓 曲线的设计可按下述步骤进行 1将y-f线图的推程运动角和回程运动角分为若干等分图中各为四等分。 2根据给定的a定出O、A0的位置。以r0为半径作基圆与以A0为中心及l为半 径所作的圆弧交于点B0(C0如要求从动件推程逆时针摆动B0在OA0右方反之 则在左方它便是从动件尖底的起始位置。 3以O为中心及OA0为半径画圆。沿(-w方向顺次取1800、300、900、600。再将推 程运动角和回程运动角各分为与图b对应的等分得A1、A2、A3等。它们便是反转后 从动件回转轴心的一系列位置。 4以A1、A2、A3等为中心及l为半径作一系列圆弧分别与基圆交于C1、C2、C3 等。自A1C1、

35、A2C2、A3C3等开始向外量取与位移线图对应的从动件摆角y1、y2、y3电子科技大学毕业论文设计 汽车发动机凸轮轴的设计 9 等得从动件相对于凸轮的一系列位置A1B1、A2B2、A3B3等。 5将点B1、B2、B3等连 成光滑曲线便得到尖底摆动从动件盘形凸轮机构的凸轮轮 廓曲线。此轮廓曲线与直线AB在某些位置如A3B3等已经相交故在考虑具体结构 时应将从动件做成弯杆以避免干涉。 同前所述如采用滚子或平底从动件那么上述B1、B2、B3等点即为参考点的运 动轨迹。过这些点作一系列滚子或平底最后作其包络线便可得到实际轮廓曲线。 五摆动从动件圆柱凸轮机构 圆柱凸轮展开成平面后便成为移动凸轮如图6所示

36、因此可以用平面凸轮的 设计方法来绘制其展开轮廓曲线。 图6 圆柱凸轮展开成平面图 已知平均圆柱半径rm从动件长度l滚子半径rT从动件运动规律y=y(f及凸 轮回转方向其展开轮廓曲线可近似绘制如下 1作OA线垂直于凸轮回转轴线作OAB0=ymax/2从而得出从动件的初始位置 AB0。再根据yf线图画出从动件的各个位置AB1'、AB2'、AB3'等。 2取线段B0B0之长为2prm。沿(-v1方向将B0B0分为与从动件位移线图横轴对应的 等分得点C1、C2、C3等过这些点画一系列中心在OA线上、半径等于l的圆弧。 3自B1'作水平线交过C1的圆弧于点B1自B2

37、9;作水平线交过C2的圆弧于点B2等。电子科技大学毕业论文设计 汽车发动机凸轮轴的设计 10 将B0、B1、B2等连成光滑曲线便得到展开图的理论轮廓曲线。 4以理论轮廓曲线上诸点为圆心画一系列滚子而后作两条包络线即得该凸轮展 开图的实际轮廓曲线。 因圆柱凸轮轮廓凹槽位于圆柱面上当与凹槽接触的圆柱滚子随从动件作平面圆弧 运动时滚子将以不同深度插入凸轮槽中。由于上述设计过程未考虑滚子与凸轮之间在 从动件摆动轴线方向的相对运动由此所得凸轮机构其从动件实际运动规律与预期运 动规律在理论上即存在偏差所以是一种近似设计方法。欲消除设计偏差必须对理论 轮廓曲线进行修正或者根据滚子与凸轮间的相对空间运动关系采

38、用解析法对凸轮轮 廓曲面进行精确设计。 六为减小滚子插入凸轮槽深度的变化量可采用如下方法 1减小从动件最大摆角 2使从动件的中间位置AB与凸轮轴线交错垂直 3取从动件摆动轴线与凸轮轴线之间的距离为1式所示 2 cos1( 2 1max 1 直动从动件圆柱凸轮机构可看作是摆动从动件圆柱凸轮机构的特例其凸轮轮廓曲 线的设计方法与上述类似但凸轮理论轮廓曲线无需修正。 二、解析法 一直动从动件盘形凸轮机构 偏置直动滚子从 动件盘形凸轮机构偏距e、基圆半径r0和从动件运动规律s=s(f 均已给定。以凸轮回转中心为原点、从动件推程运动方向为x轴正向建立右手直角坐标 系。为获得统一的计算公式引入凸轮转向系数

39、h和从动件偏置方向系数d并规定 当凸轮转向为顺时针时h=1逆时针时h=-1经过滚子中心的从动件导路线偏于y轴正 侧时d=1偏于y轴负侧时d=-1与y轴重合时d=0。当凸轮自初始位置转过角f时 滚子中心将自点B0外移s到达B'(s+s0,de。根据反转法原理将点B'沿凸轮回转相 反方向绕原点转过角f即得凸轮理论轮廓曲线上的对应点B其坐标为: 式2即为凸轮理论轮廓曲线的直角坐标参数方程。 二摆动从动件盘形凸轮机构 电子科技大学毕业论文设计 汽车发动机凸轮轴的设计 11 图7 摆动从动件盘形凸轮机构 摆动滚子从动件盘形凸轮机构基圆半径r0、从动件长度l、中心距a和从动件运 动规律y=

40、y(f均已给定。以凸轮回转中心O为原点、OA为x轴正向建立右手直角坐 标系。为使计算公式统一引入凸轮转向系数h和从动件推程摆动方向系数d并规定 当凸轮转向为顺时针时h=1逆时针时h=-1从动件推程摆动方向为顺时针时d=1逆 时针时d=-1。当凸轮自初始位置转过角f时从动件摆过角y滚子中心由B0到达 B'a-lcosd(y0+y,lsind(y0+y。根据反转法原理将点B'沿凸轮回转相反方向 绕原点转过角f便可得到凸轮理论轮廓曲线上的对应点B其坐标为 式3即为凸轮理论轮廓曲线的直角坐标参数方程。 o o oal rla 2 arccos222 4 式4中s0、e和a、l、y0均为常数s和y是f的函数显然x和y也是凸 轮转角f的函数。于是凸轮理论轮廓曲线的直角坐标参数方