機(jī)械原理-凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)

1、回程：s=h(1-8/6o z )v=h /8 o3=0第六講凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)（一）凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類一、凸輪機(jī)構(gòu)1組成：凸輪，推桿，機(jī)架。2優(yōu)點(diǎn)：只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且機(jī)構(gòu)簡單緊 湊。缺點(diǎn)：凸輪廓線與推桿之間為點(diǎn)、線接觸，易磨損，所以凸輪機(jī)構(gòu)多用在傳力不大的場合。二、凸 輪機(jī)構(gòu)的分類1按凸輪的形狀分：盤形凸輪圓柱凸輪2按推桿的形狀分尖頂推桿：結(jié)構(gòu)簡單，能與復(fù)雜的凸輪輪廓保持接觸，實(shí)現(xiàn)任意預(yù)期運(yùn)動(dòng)。易遭磨損，只適用于作用力 不大和速度較低的場合滾子推桿：滾動(dòng)摩擦力小，承載力大，可用于傳遞較大的動(dòng)力。不能與凹槽的凸輪輪廓時(shí)時(shí)處處保持接 觸。平底

2、推桿：不考慮摩擦?xí)r，凸輪對(duì)推桿的作用力與從動(dòng)件平底垂直，受力平穩(wěn)；易形成油膜，潤滑好； 效率高。不能與凹槽的凸輪輪廓時(shí)時(shí)處處保持接觸。3 按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分（1 ）往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)：直動(dòng)推桿5又有對(duì)心和偏心式兩種 （2）往復(fù)擺動(dòng)運(yùn) 動(dòng)：擺動(dòng)推桿，也有對(duì)心和偏心式兩種4根據(jù)凸輪與推桿接觸方法不同分：（1 ）力封閉的凸輪機(jī)構(gòu)：通過其它外力（如重力，彈性力）使推桿始終與凸輪保持接觸，（2 ）幾何形 狀封閉的凸輪機(jī)構(gòu)：利用凸輪或推桿的特殊幾何結(jié)構(gòu)使凸輪與推桿始終保持接觸。等寬凸輪機(jī)構(gòu) 等 徑凸輪機(jī)構(gòu)共馳凸輪（二）推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律一、基本名詞：以凸輪的回轉(zhuǎn)軸心0為圓心，以凸輪的最小半徑“為半徑所作的圓稱為凸

3、輪的基圓，ro 稱為基圓半徑。推程：當(dāng)凸輪以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，推桿被推到距凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心最遠(yuǎn)的位置的過程稱為 推 程。推桿上升的最大距離稱為推桿的行程，相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角稱為推程運(yùn)動(dòng)角?；爻蹋和茥U由最遠(yuǎn)位 置回到起始位置的過程稱為回程，對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角稱為回程運(yùn)動(dòng)角。休止：推桿處于靜止不動(dòng)的階段。推桿在最遠(yuǎn)處靜止不動(dòng)，對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角稱為遠(yuǎn)休止角；推桿在最近處靜止不動(dòng)，對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角稱為近 休止角二、推桿常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律1剛性沖擊：推桿在運(yùn)動(dòng)開始和終止時(shí)，速度突變，加速度在理論上將出現(xiàn)瞬時(shí)的無窮大值，致使推桿產(chǎn)生非常大的慣性力，因而使凸輪受到極大沖擊，這種沖擊叫剛性沖擊。2柔性沖擊：加速度有突變，因而推桿的慣

4、性力也將有突變，不過這一突變?yōu)橛邢拗?，因而引起有限沖 擊5叫柔性沖擊。3.掌握等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律和等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的推程的速度、位移、加速度的方程：3.1多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律 般表示為：1 ） 一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律（等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律）推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律一一推桿在推程或回程時(shí)，其位移s、速度v和加速度a隨時(shí)間t變化的規(guī)律。推程：s=h8/ 6 ov = hcj/8 oa =0圖示為其推程運(yùn)動(dòng)線圖。由圖可知/有 剛性沖擊2)二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律(等加等減速運(yùn)動(dòng)規(guī) 推 Wh 速段：s = 2h8V8o22v = 4 hcj8/6oa = 4 利 /5o推程減速段:s = h-2h (8o-8) 72v = 4 h ( 8

5、o- 6) / 8oa = 4hQ2/&2由圖知，有柔性沖擊。(3)五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律10h3l5h46h34其位移方程式為：s= 0005 既沒有柔性沖擊，也沒有剛性沖擊。2.2三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律(1 )余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律(又稱簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律)推程運(yùn)動(dòng)方程式為s h1 cos( / o)/2v h sin( /o)/2 oa 岔 2cos( / o)/2 02回程運(yùn)動(dòng)方程式為s h1 cos( / o)/2h sin( / *o)/2 o2222h cos( / fo )/2 %由圖知，亦有柔性沖擊，只是沖擊的次數(shù)有所減 少。I可78決)余弦加速度運(yùn)動(dòng)曲線推程運(yùn)J h( /o) sin(2/ o

6、)/2 v h1cos(2 /o)/oa 2h2d/C /o)/ o2回程運(yùn)動(dòng)方程式為$U w=2hco/ 5aw=6.28h co/o o(2)正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律(又稱擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律)7-11Sh1 (/o)sin(2/,o)/2Vh cos(2 /0)1/ *0a22 h 2 sin(22/ 0 )/，20由圖知，既沒有剛性沖也沒有柔性沖擊。常見題型：1. （15分）設(shè)一對(duì)心直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)推桿的行程 h 16mm，推程運(yùn)動(dòng)角o 120。試分 別繪出等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律和余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律在推程段的推桿位移線（s ）圖；并 簡述該三種運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的沖擊情況；若

7、凸輪以等角速度逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，基圓半徑ro3Omm，試以余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律繪出在推程段的凸輪輪廓曲線。（lU科2009） 2.LU科 2010)3. （15分）如圖6所示為凸輪機(jī)構(gòu)推程階段的運(yùn)動(dòng)線圖。設(shè)凸輪以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，在推程時(shí)，凸輪 的運(yùn)動(dòng)角為。，推桿完成行程h，該推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律為哪一種運(yùn)動(dòng)規(guī)律？試推導(dǎo)出該推桿推程的運(yùn)動(dòng)方程， 并分析受到的沖擊情況。v1瞬里：凸輪輪廓曲線的設(shè) 、凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的基本反轉(zhuǎn)法。在設(shè)計(jì)凸輪廓線時(shí)，可假設(shè)凸輪靜止不動(dòng)，而使推桿相對(duì)于凸輪作反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同 時(shí)又在其導(dǎo)軌內(nèi)作預(yù)期運(yùn)動(dòng)，作出推桿在這種復(fù)合運(yùn)動(dòng)中的一系列位置，則其尖頂軌跡就是所求的凸 輪廓線。一般步驟：(1 )作

8、出推桿在反轉(zhuǎn)中依次占據(jù)的位置。(2)根據(jù)選定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，求出推桿在預(yù)期 培磁次占據(jù)的位置。(3)作出輪廓線。二、用作圖法設(shè)計(jì)凸輪輪廓1對(duì)心直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)已知：基圓半徑，凸輪等co逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)規(guī) 律已知要求：設(shè)計(jì)一對(duì)心直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī) 期驟:(1 )畫位移線圖，并對(duì)其作等分。(3)確定推桿在反轉(zhuǎn)中占據(jù)的各位置(相應(yīng)于運(yùn)線圖對(duì)基圓作相應(yīng)等分)(4)確定推桿尖頂在預(yù)期運(yùn)動(dòng)中占據(jù)的各位 置。輪機(jī)(2)取適當(dāng)比例尺，根據(jù)已知作出基圓。圖51血所示為偏置氏動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)已知凸輪臨圈半 能、偏距從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)仆凸輪以等角速度3沿逆時(shí)針方向冋轉(zhuǎn)憂求繪 制凸輪輪厚曲線.凸輪輪廉曲

9、線的設(shè)計(jì)步驟如F：(1) 選収位移比例尺廠根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)功規(guī)律作出位移曲線$ &如吋 516h所晶并將推程運(yùn)動(dòng)角況和冋程運(yùn)動(dòng)角濟(jì)分成若干等分；(2) 選宦長度比例尺作基風(fēng)取從動(dòng)件與基13的接觸點(diǎn)A作為從動(dòng) 件的起始位鵡G)以凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)屮心O為圓心以偏距嚴(yán)為1M至所作的圓稱為偏距虬 在 偏距圓沿-妝方向量取心、必并在偏距國上作籌分點(diǎn)即得到K、 凡、各點(diǎn)(4)過人山、心ft偏距関的切線這些切線即為從動(dòng)件軸a(l反轉(zhuǎn)” 程中所占據(jù)的位置：將、4宀4,、山乞點(diǎn)光滑地連成曲線，便得列所求的凸輪輪廓曲 線其中等能陰I弧段兀及喬分別燈便從沏件遠(yuǎn)近休止時(shí)的門輪輪廓曲線.對(duì)于對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件按:形凸輪機(jī)構(gòu)，町以

10、認(rèn)為是p=()時(shí)的偏吧5輪機(jī) 構(gòu)，人設(shè)計(jì)力;：丿、q上述力漢展本和同，只需將過偏距圓上各山作偏距圓的切線d(b)3.偏置直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)已知：基圓半徑，滾子半徑，凸輪等3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知要求：設(shè)計(jì)一偏置直動(dòng)滾子推桿盤 形凸輪機(jī)構(gòu)。說明：(1) 理論輪廓線：滾子中心的軌跡線。(2) 實(shí)際輪廓線：與滾子直接接觸的凸輪輪廓曲線，又稱工作廓線。(3) 凸輪的基圓半徑是指理論廓線的基圓半徑。4對(duì)心直動(dòng)平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)已知：基圓半徑，凸輪等co逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知。要求：設(shè)計(jì)一對(duì)心直動(dòng)平底推桿盤形凸輪機(jī) 構(gòu)。圖5.18所示為對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，其設(shè)計(jì)基本思路與上述滾子從

11、動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)相 似。輪廓曲線具體作圖步驟如下：取平底與從動(dòng)件軸線的交點(diǎn)A當(dāng)作從動(dòng)件的尖頂，按照上述尖頂從動(dòng) 件盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)方法求出該尖頂反轉(zhuǎn)后的一系列位置A1、A2、A15；然后過點(diǎn)A1、A2、A15作一系列代表平底的直線，則得到平底從動(dòng)件在反轉(zhuǎn)過程中的一系列位置，再作這一 系列位置的包絡(luò)線即得到平底從動(dòng)件盤形凸輪的實(shí)際輪廓曲線。5擺動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)已知：基圓半徑，位移曲線：擺桿長，機(jī)架距OA。要求：作一擺動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)分析: 要注意到這兒的位移曲線的位移是指角度。（四）凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸的確定、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角及其校核1 *壓力角：推桿在與凸輪接觸點(diǎn) 處所受正壓力

12、的方向（接觸點(diǎn)法線方向）與該點(diǎn)速度方向之間的銳角。2壓力角的數(shù)學(xué)表達(dá)式的推導(dǎo)（要 會(huì)推導(dǎo)）：正確偏置：導(dǎo)路位于與凸輪旋轉(zhuǎn)方向CO相反的位置。（即逆轉(zhuǎn)右偏，順轉(zhuǎn)左偏）注意：用偏置法可 減小推程壓力角，但同時(shí)增大了回程壓力角，故偏距e不能太大。3.凸輪基圓半徑的確定對(duì)于偏置尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，如果限制推程的壓力角 a a的情況，在不改變運(yùn)動(dòng)規(guī)律的前提下，可采 取哪些措施來進(jìn)行改進(jìn)？ 1）加大基圓半徑ro : rof t（x J 2）將對(duì)心改為正偏置：e f a J 3）采用平底從動(dòng)件，a=04滾子半徑的確定對(duì)于外凸輪廓，要保證正常工作，應(yīng)使：pmin r第一類：直動(dòng)尖頂從動(dòng)件 偏心圓凸輪機(jī)

13、構(gòu)1 如圖所示，有一對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件偏心圓凸輪機(jī)構(gòu)、0為凸輪1幾何中心，Ch為凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心，直線A C BD ，0Q= 2 OA，圓盤半 徑R = 60 mm 試根據(jù)上述條件確定基圓半徑匸。、行程人，C點(diǎn)壓力角ac和D點(diǎn)接觸時(shí)的位移h 自ED、壓力角QD。（要求在圖中畫出并同時(shí)計(jì)算出）(1)roOiA30mmh OiC OiA 60mmc0hDOiO2OD2OiA37.0800n arctaf) 26.57(5)OD解：mm2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為凸輪幾何合中心，O1為凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心， 直線 AC 丄 BD,O1O=OA/2，圓盤半徑 R=OA=60mm。（1 ）

14、根據(jù)圖（a）及上述條件確定基園半徑rO，行程h，C點(diǎn)壓力角a c和D點(diǎn)接觸時(shí)的壓力角a 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 rT=10mm。試問，上述參數(shù)rO，h, ac，和hD , a 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？co逆3一偏置直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)如圖所示。已知凸輪為一偏心圓盤，圓盤半徑R = 3 Om m，幾何中心為A，回轉(zhuǎn)中心為0，推桿偏距0D= e = 10 m m，0A=10 m m，凸輪以 等角速度時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)凸輪在圖示位置，即A D丄C D時(shí)，試求：(1)凸輪的基圓半徑 r 0 :(

15、2)圖示位置的凸輪機(jī)構(gòu)壓力角a；(3 )圖示位置的凸輪轉(zhuǎn)角(P；(4)圖示位置的推桿的位移s ； (5)該凸輪機(jī)構(gòu)中的推桿偏置方向是否合理，為什么？第二類：滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)河北工業(yè)2012Xe提岀兩種能減小該凸輪機(jī)構(gòu)思稈壓力I的摘施。R 40 mm，該圓盤的KKAO 25mm，滾子半徑rr=10 mm。試求：2圖示為對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪為一偏心圓盤。已知圓盤1）該凸輪的基圓半徑ro ；2）從動(dòng)件的行程h；3）推程中的最大壓力s為多少？max4）推程壓力角為最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的從動(dòng)件的位1）求0即凸輪理論輪廓曲線的最小向徑理論輪廓曲線連接OA并延長交于C點(diǎn)，Iac即為理論廓線上的

16、最小向徑rol oc Ioa (40 10) 25 25mm2）從動(dòng)件升程即上升的最大距離，為 的最大和最小向徑之差h (Ioat) ro25 40 10 25 50mm1 AO3) OA水平時(shí)出現(xiàn)最大壓力 角，sinmaxOB25500.5max304) Iab3/2 Iob25 3S 25 3 (40 25 10) 18.3mm對(duì)于圖(a)所示的凸輪機(jī)構(gòu)，要求：(1) 寫出該凸輪機(jī)構(gòu)的名稱；(2) 在圖上標(biāo)出凸輪的合理轉(zhuǎn)向。(3) 畫出凸輪的基圓；(4 )畫出從升程開始到圖示位置時(shí)推桿的位移s，相對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角，B點(diǎn)的壓力角 (5 )畫出推桿的行程H。圖【分析】凸輪機(jī)構(gòu)名稱的命名，一般的順

17、序?yàn)橥茥U的運(yùn)動(dòng)形式+推桿的形式+凸輪的形式；在本題 中，凸輪的合理轉(zhuǎn)向系指使推程壓力角較小的凸輪轉(zhuǎn)向。當(dāng)偏置與推程時(shí)凸輪和推桿的相對(duì)速度瞬心位于 凸輪軸心的同側(cè)時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角較小。凸輪的基圓是指凸輪理論廓線的基圓，所以應(yīng)先求出本凸輪 的理論廓線；在求解圖示位置時(shí)推桿的位移和相對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角，應(yīng)先找到推桿升程的起點(diǎn)。解：(1 )偏置直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)。(2) 為使推程壓力角較小，凸輪應(yīng)該順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。(3) 以O(shè)為圓心，以O(shè)B為半徑畫圓得理論廓線。連結(jié)OA并延長交理論廓線于B。點(diǎn)，再以轉(zhuǎn)動(dòng) 中心A為圓心，以ABo為半徑畫圓得基圓，其半徑為ro (見圖4.4 (b)。(3) B。點(diǎn)即為推

18、桿推程的起點(diǎn)，圖示位置時(shí)推桿的位移和相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角分別為s，見圖4.4 (b) B點(diǎn)處的壓力角=0 (4 ) AO連線與凸輪理論廓線的另一交點(diǎn)為Bi，過Bi作偏距圓的切線交基圓于G點(diǎn)，因此BiG為 行程H。在圖3所示的偏置式移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中凸輪為一偏心関，圓心在0點(diǎn)，半 徑R二SOmim凸輪以角速度e二IOradS逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，Z8A=5Cmm,滾子半徑7i=2Oimn,從動(dòng) 件的導(dǎo)路與Od垂SL且平分1 在圖中畫出凸輪的理論輪廓曲線和偏距圓：（2分）2.計(jì)算凸輪的基圓半徑6并在圖中畫岀凸輪的基（3分）3. 計(jì)算并在圖中標(biāo)岀從動(dòng)件的升程屁（2分）4 在圖中標(biāo)出機(jī)構(gòu)該位置的壓力角（

19、2分）5 計(jì)算出機(jī)構(gòu)處于圖示位置時(shí)從動(dòng)件移動(dòng)速度片（2分）6凸輪的轉(zhuǎn)向可否改為順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)？為什么？（2分）7若凸輪實(shí)際輪廓不變，而將滾子半徑改為IOnmU從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有無變化？（2分）（1）理論輪廓線為闘其丫徑為IO OmnB偏距圓的丫徑為25mm,如圖中所畫。（2 分）（2 ）凸輪的基圓半徑n=50mm （3分）（3）從動(dòng)件的歷停7丿=/ &?+ OA + o F 護(hù)一屮，C =104.6mm-圖中所標(biāo)。 （2分）（4）該荷肖的樂力角a圖中所標(biāo)（2分）（5 ）此時(shí)凸輪與從動(dòng)件的瞬心在兒何中心 0點(diǎn)，所以機(jī)構(gòu)處丁圖示位置時(shí)從動(dòng)件移動(dòng)速 度 | 二6t/vOA二500inrWs （2 分）（

20、6）凸輪的轉(zhuǎn)向卄改為順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則在 推程階段的屛心備在了備距的異側(cè)會(huì)增大 推程壓力角，這樣設(shè)計(jì)不介理。（2分）（7）若凸輪實(shí)際輪廊不變，而將滾子 f- 徑改為1 Olnllb從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有變化。（2分）IE(4)分析比較凸輪再同轉(zhuǎn)向?qū)膭?dòng)件推程最大壓力角的彩響芳為該機(jī)構(gòu)選擇合理 的凸輪轉(zhuǎn)向逆可嚴(yán)加孩打 陽涕菇y(tǒng)i/Q %第三類：平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)jm12例5.4圖57 (a)所示為一對(duì)心直動(dòng)平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，已知凸輪的角 速度5。試在圖上畫岀：(1) 凸輪的基圓；(2) 機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)的壓力角；(3) 在圖示位置時(shí)推桿的位移H及速度仇。hCb)圖5.7分析平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，

21、其凸輪的理論醐線是以導(dǎo)路與平底的交點(diǎn)為尖 頂推桿的尖頂而作岀的廓線，其基圓是以理論廓線上到轉(zhuǎn)動(dòng)中心的最短距離為半徑 而作的圓。因此此類機(jī)構(gòu)的位移也可從理論解線上得出.解(1)連接AO延長交凸輪耶線于點(diǎn)，以A為圓心，以AB為半徑畫圓 得基圓ro如圖(b)所示.(2) 作岀推桿在圖示位置時(shí)的速度方向，再作出凸輪與推桿在接觸點(diǎn)處的法線，可得a如IS (b)所示.(3)在圖示位置時(shí)，由基沿導(dǎo)路方向向外量至導(dǎo)路與平底 的交點(diǎn)，可得位移出如圖(b)所示；求得此時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)中構(gòu)件1與構(gòu)件2的速度瞬心P,2,%此可得速度5 如圖(b)所示。大小為5在圖3所示的偏置式移動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中凸輪為一偏心圓，圓

22、心在0點(diǎn)，半 徑R=80mm,凸輪以角速度310rad逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，Z9A=50nmu從動(dòng)件的導(dǎo)路與0A垂直且 平分0A.1在圖中畫岀凸輪的偏距圓；（2分）2計(jì)算凸輪的基圓半徑O）并在圖中畫出凸輪的基圓：（2分）3 在圖中標(biāo)出從動(dòng)件在該位置時(shí)的位移s： （2分）4. 在圖中標(biāo)出機(jī)構(gòu)該位置的壓力角Q并說明通常將從動(dòng)件的平底設(shè)計(jì)成耳導(dǎo)路垂直的原因；（3分）5. 若將凸輪半徑R改為60mm,從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有無變化？（ 2分）6. 計(jì)算岀機(jī)構(gòu)處于圖示位用時(shí)從動(dòng)件的移動(dòng)速度* （2分）7 若將從動(dòng)件的平底改為尖頂，將帶來哪些不足？（2分）（1）偏距惻如圖：（2分）（2）凸輪的基闘丫徑/Vz = R-

23、OA=30nun : （2分）（3）標(biāo)出從動(dòng)件該位置的位移S如圖所示：（2分）（4）在圖中標(biāo)出該位宙的壓力角G0。，將平底設(shè)計(jì)成與導(dǎo)路廉直可使壓力角始終為O 度，傳力特性好。（3分）（5）若凸輪丫徑R改為60mnb從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律仃變化：（2分）（6）此時(shí)凸輪與從動(dòng)件的瞬心在兒何中心。點(diǎn)，所以機(jī)構(gòu)處閹示位置時(shí)從動(dòng)件移動(dòng) 速度 =CJxP4=500niiiVS: （2 分）（7）若將從動(dòng)件的平底改為尖頂,尖頂容Stte損，也/Wt推程的壓力角I （2分）c 二0第四類：擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)們?cè)趫D5.16所示探功滾r%H盤形凸輪機(jī)構(gòu)中凸%i三%rt/逆時(shí)針方向冋轉(zhuǎn)“試在田上，U） IKI出該凸輪

24、基蹄！（2 ） 標(biāo)出升裡運(yùn)動(dòng)角e和回程運(yùn)動(dòng)八Ot（3 ） 標(biāo)出國示位賈時(shí)檢桿的初貽位量甬4和角位移甸（4）標(biāo)出圖示位豐推桿之壓力角S（5）標(biāo)出推桿的Si大酣位移如兒B例6.3在附6.4(d)所示的凸輪機(jī)構(gòu)中.倫為一陰盤其側(cè)心為C半能為R = 40 mm滾了 F徑10 nmi- (JA 一 90 mmAB = 70 mm凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心為0點(diǎn)OC- 20 Inr n -凸輪逆時(shí) 針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 標(biāo)出凸輪機(jī)構(gòu)在圖示位置的壓力角： Iffli出基圓并求慕惻半朋r0 I 作：1：從動(dòng)件從K雖卜位迓擺到圖示位置從動(dòng)件的撰角0及相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)垢機(jī)簡要 說明作法)。(o(A)圖B.4如所示為一擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)

25、構(gòu)。C為起始上升點(diǎn)。求：1標(biāo)出從點(diǎn)c接觸到點(diǎn)D接觸時(shí)的凸輪轉(zhuǎn)角從動(dòng)件的位移；2標(biāo)出點(diǎn)D接觸時(shí)的壓力角。(a)(b)解題要點(diǎn)：當(dāng)從動(dòng)件為擺動(dòng)從動(dòng)件時(shí)，如何正確使用反轉(zhuǎn)法原理。解：取長度比例尺i作機(jī)構(gòu)圖如例37(b)圖所示。1 -以凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心O為圓心，分別以機(jī)架長度OA為半徑，以滾子在C點(diǎn)接觸時(shí)的中心B與凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心O的距離OB為半徑作中心圓和理論廓線的基圓。根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理，從動(dòng)件擺桿與凸輪廓線 的接觸點(diǎn)c點(diǎn)沿方向移動(dòng)到D點(diǎn)。故以擺桿長AB為半徑，以B點(diǎn)為圓心作弧與中心圓交于A 點(diǎn)，則AB是擺桿與凸輪廓線在C點(diǎn)接觸時(shí)的位置。過A點(diǎn)，A點(diǎn)分別向O點(diǎn)作連線AO，A O，則A OA為從動(dòng)件從點(diǎn)C接觸到

26、點(diǎn)D接觸時(shí)的凸輪轉(zhuǎn)角。以擺桿長度AB為半徑，以A為圓 心作弧與基圓交于B點(diǎn)，則BOB，也即是從動(dòng)件擺動(dòng)的位移。2 過B、D兩點(diǎn)作直線nn，nn即為從動(dòng)件擺桿在D點(diǎn)接觸時(shí)的公法線。nn與B點(diǎn)的速度Vb之間所夾的銳角 即為該位置的壓力角。南理2010)北交）東南2012南理2012第五類：不規(guī)則凸輪輪廓的題型圖示機(jī)構(gòu)的凸輪輪廓線由兩段直線和兩段圓弧組成。（1）畫出偏距園：（2丄 畫出理 論廓線：（3）畫出基園：（4）畫出當(dāng)前位置的從動(dòng)件位移Sj（5）三出當(dāng)前位置的凸輪 機(jī)構(gòu)壓力角（6）畫岀從動(dòng)件升程加（7）標(biāo)注凸輪轉(zhuǎn)向并說明原因。2012 年1、填充題1 ）凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件按余弦加速度規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，

27、在運(yùn)動(dòng)幵始和終止的位置，加速度有突變，會(huì)產(chǎn)生柔性沖擊。2）根據(jù)從動(dòng)件凸輪廓線保持接觸方法的不同，凸輪機(jī)構(gòu)可分為力封閉和幾何形狀封閉兩大類型。寫出兩種幾何形 狀封閉的凸輪機(jī)構(gòu)槽道凸輪和等徑凸輪。3）為了使凸輪廓面與從動(dòng)件底面始終保持接觸，可以利用從動(dòng)件自身的重力，彈簧力，或依靠凸輪上 的幾何形狀來實(shí)現(xiàn)。4）凸輪機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)為只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)出凸輪廓線，就可以是從動(dòng)件可以各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。主要缺點(diǎn)為從動(dòng)件與凸輪之間是高副（點(diǎn)接觸、線接觸），易磨損，所以凸輪機(jī)構(gòu)多用在傳力不大的場合5）為減小凸輪機(jī)構(gòu)的推程壓力角，可將從動(dòng)桿由對(duì)心改為偏置，正確的偏置方向是將從動(dòng)桿偏在凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心的6）凸輪機(jī)構(gòu)的從動(dòng)

28、件按等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中， 加速度將發(fā)生突變，從而引起柔 性沖擊。7）當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角超過許用壓力角時(shí)，可采取以下措施來減小壓力角增大基圓半徑、改變偏置8）凸輪基圓半徑是從凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心到理論廓線的最短距離。9）平底垂直于導(dǎo)路的直動(dòng)桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，其壓力角等于0。10 ）在凸輪機(jī)構(gòu)推桿的四種常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，等速運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律有剛性沖擊；等加速等減速、余弦加速 度運(yùn)動(dòng)規(guī)律有柔性沖擊；正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律無沖擊。11）凸輪機(jī)構(gòu)推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇原則為 首先要滿足機(jī)器的工作要求，同時(shí)還應(yīng)使機(jī)器具有良好的動(dòng)力特性和使所設(shè)計(jì)的凸輪便于加工。12）設(shè)計(jì)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪廓線時(shí)，若發(fā)

29、現(xiàn)工作廓線有變尖現(xiàn)象時(shí)，則尺寸參數(shù)上應(yīng)采取的措施是適當(dāng) 增大基圓半徑或適當(dāng)減小滾子半徑。選擇題1、凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于BA、凸輪輪廓的大小B、凸輪輪廓的形狀C、基圓的大小2、 設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，凸輪的輪廓曲線形狀取決于從動(dòng)件的A。A、運(yùn)動(dòng)規(guī)律 B、運(yùn)動(dòng)形式C、結(jié)構(gòu)形狀3、 等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的凸輪機(jī)構(gòu)，從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)開始和終止時(shí)，加速度值為BA、零B、無窮大C、常量4、等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的凸輪機(jī)構(gòu)，從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)開始和終止時(shí)，將引起 A沖擊。A、剛性B、柔性C、無5、 等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的凸輪機(jī)構(gòu)將引起B(yǎng)A、剛性B、柔性C、無6、簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律的凸輪機(jī)構(gòu)將引起 B沖擊。A、剛性B、柔性C、無7、根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，建議直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)推程許用壓力角等于 AA、30 B 、0 C、908、為防止?jié)L子從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)