第四章凸輪典型例題

1、.,機(jī)械原理典型例題（第四章）凸輪機(jī)構(gòu),.,例1 圖示偏心圓盤凸輪機(jī)構(gòu)中，已知圓盤凸輪以=2rad/s轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針方向，圓盤半徑R=50mm；當(dāng)凸輪由圖示位置轉(zhuǎn)過90時(shí)，從動(dòng)件的速度為=50mm/s。試求：（1）偏心圓盤凸輪的偏心距e；（2）凸輪轉(zhuǎn)過90時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角k ；（3）凸輪轉(zhuǎn)過90時(shí)，從動(dòng)件的位移hk；（4）從動(dòng)件的行程h。,hk,k,k,F,h,max,(P),解： (1)凸輪偏心距。利用速度瞬心 ，幾何中心O即為速度瞬心p，可得=e，求得e=25mm。 （2）凸輪轉(zhuǎn)過90時(shí)，從動(dòng)件在K點(diǎn)接觸，其壓力角為k。 e/sink =R/sin； 當(dāng)=90時(shí)，k達(dá)到最大值。 k

2、=arcsin(e/R)=30 （3）凸輪轉(zhuǎn)過90時(shí)，從動(dòng)件的位移為h K。 （4）從動(dòng)件在F點(diǎn)接觸時(shí)為最大位移，即行程為h，此時(shí)F=0。,90,F=0,V,.,例2 圖（a）所示對(duì)心直動(dòng)尖底從動(dòng)件偏心圓盤凸輪機(jī)構(gòu)，O為凸輪幾何中心，O1為凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心，直線ACBD,O1O=OA/2，圓盤半徑R=OA=60mm。（1）根據(jù)圖（a）及上述條件確定基圓半徑r0，行程h， C點(diǎn)壓力角C和D點(diǎn)接觸時(shí)的壓力角D，位移hD；（2）若偏心圓盤凸輪幾何尺寸不變，僅將從動(dòng)件由尖底改為滾子，見圖（b）,滾子半徑rr=10mm。試問，上述參數(shù)r0，h，c，和hD，D是否改變？對(duì)于有改變的參數(shù)試分析其增大還是減小？,

3、h,c=0, D,hD,h, c=0,D,hD,基圓r0增大； 行程h不變； 壓力角 C不變； hD減小； D減小。,a,b,.,例3 尖底偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪輪廓線為一偏心圓，其半徑R=25mm，偏心距l(xiāng)OA=10mm，偏距e=5mm。求：（1）從動(dòng)件與凸輪輪廓線在B點(diǎn)接觸時(shí)的位移hB，壓力角B；（2）將偏置從動(dòng)件2向左移5mm后，變?yōu)閷?duì)心從動(dòng)件，此時(shí)與輪廓線C點(diǎn)接觸時(shí)的壓力角C；比較B，C大小，說明題意中的偏置是否合理。（3）如果偏距e= -5mm，此時(shí)的偏置是否合理？,O,A,R,B,C,D,hB,D,C,B,r0,解： C B。該偏置有利減小壓力角，改善受力，故偏置合

4、理。 D C B，故偏置不合理。,e,.,例4 凸輪為偏心輪如圖，已知參數(shù)R=30mm，lOA=10mm，e=15mm，rr=5mm，E，F(xiàn)為凸輪與滾子的兩個(gè)接觸點(diǎn)。求（1）畫出凸輪輪廓線（理論輪廓線），求基圓r0；（2）E點(diǎn)接觸時(shí)從動(dòng)件的壓力角E； (3) 從E到F接觸凸輪所轉(zhuǎn)過的角度； （4）由E點(diǎn)接觸到F點(diǎn)接觸從動(dòng)件的位移S；(5)找出最大max的位置。,S=hF-hE sin =(e - lOAcos )/(R+rr) =180時(shí)，為 max,O,A,F,r0,E,max,hE,hF,R,E,e,.,O,A,F,r0,E,max,hE,hF,R,E,e,.,例5 在圖（a）示的凸輪機(jī)構(gòu)

5、中，從動(dòng)件的起始上升點(diǎn)為C點(diǎn)。 （1）試在圖上標(biāo)出從C點(diǎn)接觸到D點(diǎn)接觸時(shí)，凸輪轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)角，及從動(dòng)件走過的位移； （2）標(biāo)出在D點(diǎn)接觸時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。,.,解： 具體解法如圖（b）所示。,.,例6 ：圖示為一直動(dòng)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)。若一直凸輪基圓半徑r0，推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律s=S()，為使設(shè)計(jì)出的凸輪機(jī)構(gòu)受力狀態(tài)良好，試結(jié)合凸輪機(jī)構(gòu)壓力角的計(jì)算公式說明應(yīng)采用哪些措施?,假設(shè)凸輪輪廓已經(jīng)做出，要求在凸輪轉(zhuǎn)過角時(shí)，位移為S，速度為V， V=Lop ，壓力角為。 適當(dāng)偏距e（左移），使凸輪轉(zhuǎn)過角，此時(shí)應(yīng)有相同位移S，相同速度V。此時(shí)壓力角為1； P為瞬心位置，相同的速度即瞬心P位置是固定的。 右移，使凸

6、輪轉(zhuǎn)過角，此時(shí)壓力角為2；,P,P,1,2,P,S,V, a 是確定的,可知：采用適當(dāng)?shù)钠嗲沂雇茥U偏向凸輪軸心的左側(cè)，可使推程壓力角減小，從而改善凸輪的受力情況，但使回程的壓力角增大，由于回程的許用壓力角很大，故對(duì)機(jī)構(gòu)的受力情況影響不大。,.,基本概念題,.,1.選擇題,（1）對(duì)于遠(yuǎn)、近休止角均不為零的凸輪機(jī)構(gòu)，當(dāng)從動(dòng)件推程按簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，在推程開始和結(jié)束位置_。 A.不存在沖擊 B.存在剛性沖擊 C.存在柔性沖擊 （2）已知一滾子接觸擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，因滾子損壞，更換了一個(gè)外徑與原滾子不同的新滾子，則更換滾子后_。 A. 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律發(fā)生變化，而從動(dòng)件最大擺角不變 B. 從動(dòng)

7、件最大擺角發(fā)生變化，而從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變 C. 從動(dòng)件最大擺角和從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律均不變 D. 從動(dòng)件最大擺角和從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律均發(fā)生變化 (3)已知一滾子接觸偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，若將凸輪轉(zhuǎn)向由順時(shí)針改為逆時(shí)針，則_。 A. 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律發(fā)生變化，而從動(dòng)件最大行程不變 B. 從動(dòng)件最大行程發(fā)生變化，而從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變 C. 從動(dòng)件最大行程和從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律均不變 D. 從動(dòng)件最大行程和從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律均發(fā)生變化,C,D,D,.,1.選擇題,(4) 若直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)采用正配置，可_壓力角。 A. 降低推程 B. 降低回程 C. 同時(shí)降低推程和回程 (5) 對(duì)于滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，滾

8、子半徑_理論輪廓曲線外凸部分的最小曲率半徑。 A. 必須小于 B. 必須大于 C. 可以等于 (6) 在設(shè)計(jì)幾何鎖合式凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，_。 A. 只要控制推程最大壓力角 B. 要同時(shí)控制推程和回程最大壓力角 C. 只要控制回程最大壓力角 (7)對(duì)于平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，若出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)失真，則其原因是_。 A. 基圓半徑太小 B. 凸輪輪廓外凸 C. 凸輪輪廓內(nèi)凹或平底寬度不夠,A,B,C,A,.,(8)凸輪機(jī)構(gòu)若發(fā)生自鎖，則其原因是_。 A. 驅(qū)動(dòng)力矩不夠 B. 壓力角太大 C. 基圓半徑太小 (9)對(duì)于平底直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，移動(dòng)導(dǎo)路的平移_。 A. 會(huì)改變從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律 B. 會(huì)影響機(jī)構(gòu)壓力

9、角的大小 C. 不會(huì)影響從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律和機(jī)構(gòu)壓力角的大小,B,C,1.選擇題,.,2.正誤判斷題,(1)對(duì)于偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，從動(dòng)件推程對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角就是凸輪推程輪廓對(duì)應(yīng)的輪廓角。 (2)當(dāng)從動(dòng)件推程按二次多項(xiàng)式規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，僅在推程開始和結(jié)束位置存在柔性沖擊。 (3)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的基圓半徑是指凸輪理論輪廓曲線的最小半徑。 (4)凸輪理論輪廓曲線與實(shí)際輪廓曲線之間是法向等距曲線關(guān)系。 (5)力鎖合式凸輪機(jī)構(gòu)回程絕對(duì)不會(huì)發(fā)生自鎖。 (6)為減小凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角可增大凸輪基圓半徑。 (7)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角就是凸輪的壓力角。,X,X,X,.,(8)本章介紹的圓柱凸輪輪廓曲線按展開在平面上進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法，無論對(duì)于擺動(dòng)從動(dòng)件還是直動(dòng)從動(dòng)件，這種設(shè)計(jì)方法均是近似的。 (9)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)和平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)均不允許凸輪輪廓曲線內(nèi)凹。 (10)滾子接觸凸輪副的