第六講凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)2013..

1、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

2、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，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)共軛凸輪（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 ro為半徑所作的圓稱為凸輪的 基圓， ro稱為基圓半徑。推程：當(dāng)凸輪以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)

3、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。回程：推桿由最遠(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，因而推桿的慣性力也將有突變，不過這一突變?yōu)橛邢拗?，因而引?/p>

4、有限 沖擊，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:2Co+ Cl S + C2 s + + Cn §圖7-7推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律 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。（1）一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律（等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律）推程： s=h S / S oa =0S2a=0回程：s=h（1- S / S o / ）（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)律）S:佔(zhàn)加w S圖示為其推程運(yùn)動(dòng)線圖。由圖可知，有剛性沖擊。由圖知，亦有柔性沖擊,只是沖擊的次數(shù)有所減少。二 h1 cos（二 / '。）

5、/2=sin（：. /、'o）/2'o-2h ' cos（= /、'0 ）/2 '2圖 7-10（2）正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律（又稱擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律） 推程運(yùn)動(dòng)方程式為s =h（6/d） sin（2感 /®）/2叼'v =hco1 cos（2兀6 /d）/5o»a =2兀2 sin（2感 /6。）/6：回程運(yùn)動(dòng)方程式為s =h1 （、 /-'0） ' sin（2二 /、'o ）/2二v =h，cos（2： /、'0） T/、'0a - -2 h 2 sin（2二 /、'o）/、'2

6、/ /-F上SSu max=2hw / f_r_-'產(chǎn)/S、V/amax=6.28h w/ S oS圖 7-118由圖知，既沒有剛性沖擊，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=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；若凸輪以等角速度逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，基圓半徑ro =30mm，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。（山科2009）2.LT, （ 15分）己知一對(duì)心自動(dòng)妾頂胖桿績形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪以筲甫

7、速度冋推樸化坯規(guī)律為匕凸輪特前/ =護(hù)“ 150°時(shí)，推稈撥等加速等減速運(yùn)功現(xiàn)律上升15測；18L幷 推軒遠(yuǎn)休* $三180。300。時(shí).推H嗾等遽運(yùn)動(dòng)翅憚回驗(yàn)15儷：4? = 300°-360J時(shí)*推桿近休.試?yán)L出推丄！的泄必變化規(guī)偉圖,簡述推桿受到的沖擊喈況、半凸輪轉(zhuǎn)角EW臥 求推桿的檢移撚（山科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；.o，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。（三）凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)一、凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的基本原理1

8、原理：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)期運(yùn)動(dòng)中依次占據(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)一對(duì)心直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)。步驟：（1）畫位移線圖，并對(duì)其作等分。（2）取適當(dāng)比例尺 ，根據(jù)已知作出基圓。（3）確定推桿在反轉(zhuǎn)中占據(jù)的各位置（相應(yīng)于運(yùn)動(dòng) 線圖對(duì)基圓作相應(yīng)等

9、分）（4）確定推桿尖頂在預(yù)期運(yùn)動(dòng)中占據(jù)的各位置。（5）連接各點(diǎn)成光滑曲線。2. 偏置直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)圖廿皿所示為偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu).設(shè)己知凸輪基圓半 徑北、偏距“從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，凸輪嘆等角速度s沿逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，要求繪 制凸輪輪廓曲線.凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)步驟如<1）選取位移比例尺弘，根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律作出位移曲線X -禺如圖5. wb所示，井將推程腿幼用凡和凹程運(yùn)動(dòng)角乳分成若干等分：<2）選運(yùn)氏度比例尺/tt = 作卑圓*収從動(dòng)件與卑岡的接觸點(diǎn).4作為從動(dòng) 件的起始位置；<3）以凸輪轉(zhuǎn)功中心0為圓心，以偽距芒為半徑所作的圓稱為偏距國.在偏距圓沿一3方向

10、屋収（V幾仏時(shí)并在偏距圓上作等分點(diǎn)，即得到心 鳩、齡各點(diǎn)=（4）過瓦心作偏距圓的切線，這些切線即為從動(dòng)件軸線在反轉(zhuǎn)過 程中所占據(jù)的位置： 上述切線與基IS的交點(diǎn)虬冷汕、叭則為從動(dòng)件的起始位置*故在量取從動(dòng)件位移扯時(shí)應(yīng)從町J九開始,徘到與之對(duì)應(yīng)的扎一兀特點(diǎn)暑 將八乩-4、如齊點(diǎn)光滑地連成曲線，便得到所求的凸輪輪廓曲線，實(shí)屮等於圓弧段羔及口分別為使從叨件遠(yuǎn)*近休止時(shí)的凸輪輪瞬曲線*劉于對(duì)心H動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤翳凸輪機(jī)構(gòu)可以認(rèn)為是"0時(shí)的偏置凸輪機(jī)構(gòu)其設(shè)計(jì)方法與上述方法基本相同，只需將過偏距岡匕各點(diǎn)作偏距岡的切線（S尖頂從期件關(guān)昭凸輪設(shè)il為過臨M上各點(diǎn)作城岡的財(cái)線即町3. 偏置直動(dòng)滾子推桿盤

11、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)。驟如下：將滾中心1半作從動(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)方法作出曲線禹這條曲線是反轉(zhuǎn)過程中滾子中心的運(yùn)動(dòng)軌跡，稱 為凸輪的理論輪廊曲線：以理論輪廓曲線上各點(diǎn)為厠心，愎渡子半徑r為半徑,作系列的滾了圓.然后作這族滾（圓的內(nèi)包絡(luò)線乩它就是凸輪的實(shí)際輪廓曲 線很顯絹該實(shí)際輪騰曲線是上述理i侖輪疎曲線的等距曲線，且其距離與滾r 半徑匚相鏗.但須注意在滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)屮，其找岡半訃6 應(yīng)為理論輪廓山|線的垠小向輕。圖5,17對(duì)心直功竣于從動(dòng)井M凸輪世計(jì)說明：(

12、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

13、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。用5.IU時(shí)心“:創(chuàng)平底晟曲許At昭凸館證計(jì)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0A。 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。IA5.W找閘咒頂從功件盤牖曲輪設(shè)計(jì)<1）選取適當(dāng)?shù)谋壤易鞒鰪膭?dòng)件的位移線圖在位移曲線的橫坐標(biāo)上將 推程倉和回程角區(qū)間各分成若干籌分，如圖5J9b所冠 與移動(dòng)從動(dòng)件不同的 血這里縱唯標(biāo)代農(nóng)從幼件的角位移01対此具比例尺應(yīng)為I wn代我多少侑度.（2）以0為岡心、以g為半徑作出基圓.井根據(jù)己知的

14、中心距厶.確定從動(dòng) 件轉(zhuǎn)軸A的位置.%然后以A.為圓心,以從動(dòng)件桿長度£訕為半徑作圓弧交基 惻于（:0點(diǎn)號(hào)G即代農(nóng)從動(dòng)件的初始位置* G即為從動(dòng)件尖頂?shù)某跏嘉恢?以O(shè)為風(fēng)心，以.40為半從作I處并自扎點(diǎn)開始沿著-他方向?qū)⒄x圓 分成與圖"弘中橫砸標(biāo)對(duì)應(yīng)的區(qū)閭和等分，符點(diǎn)缶"、扎.它們代&反 轉(zhuǎn)過程屮從動(dòng)件擺動(dòng)中心.4依次占據(jù)的位置“（4）以上述齊點(diǎn)為岡心、以從動(dòng)件桿長度為半卷，分別作岡弧、交星岡于 G、s、a各點(diǎn)*得到從動(dòng)件各初始位置AJ匚、札C、扎再分別作 ZG 4-ZGA/W、ZG兒慶,使它們與圖5J9B +對(duì)應(yīng)的角位移相等, 即得域段兒#九民仏九口這些

15、線段代衣反轉(zhuǎn)過程中從動(dòng)件所依択占據(jù) 的位置，而氐、並宀、&諸點(diǎn)為反轉(zhuǎn)過程中從功件尖頂所處的對(duì)應(yīng)位世“（5>將點(diǎn)比、巴、嘰連成光滑曲線即得凸輪的輪嘟曲線-（四） 凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸的確定一、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)：同連桿機(jī)構(gòu)樣E力角是衡9凸輪機(jī)構(gòu)傳力特性好壞的 個(gè)B S »數(shù),而力角墾描在不計(jì)摩擦悄31 &凸輪對(duì)從動(dòng)件作用 力的方向線與從動(dòng)件上受力點(diǎn)的速度方向之間所 夾的銳角，用-及示*圖5.%為 倔置尖頂口動(dòng) 從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)在推程的 個(gè)

16、任a 凸輪與從動(dòng)件的接觸點(diǎn)a作公法線握一小它切過 凸輪軸心o IL垂直于從動(dòng)件"路的直線相交于円P峨?yún)餐馆喓蛷膭?dòng)件的相對(duì)速度瞬心，則 .-QJ=:h因此山圖可得偏置尖頂,遼動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角計(jì)算公式為而土 *OP ± Ftan a =“ s +-在上式中當(dāng)導(dǎo)8S和麟心P在凸輪軸心O的 同側(cè)時(shí)式中取號(hào)可便壓力角減少；反之*當(dāng)521】圖5.26倔置尖頂崔功從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的爪力対12導(dǎo)路和瞬心P在l"l輪軸心O的異側(cè)時(shí)取“"號(hào)，爪力角將增大0正確偏置：導(dǎo)路位于與凸輪旋轉(zhuǎn)方向 3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，

17、但同時(shí)增大了回程壓力角，故偏距e不能太大。2. 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,則可由式壓力角的公式導(dǎo)出基圓半徑的計(jì)算公式為r。-嚴(yán)/d Y-s)2 e2tg:提問：在設(shè)計(jì)一對(duì)心凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)aa 的情況，在不改變運(yùn)動(dòng)規(guī)律的前提下， 可米取哪些措施來進(jìn)行改進(jìn)？ 1）力卩大基圓半徑 r。： rof a J 2） 將對(duì)心改為正偏置： e T - 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：P min> r r第一類：直動(dòng)尖頂從動(dòng)件偏心圓凸輪機(jī)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

18、輪機(jī)構(gòu)，0為凸輪1幾何中心，0為凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心，直線 AC丄BD，00= 2 0A 圓盤半 徑R =60 mm。試根據(jù)上述條件確定基圓半徑r。、行程h，C點(diǎn)壓力角ac和D點(diǎn)接觸時(shí)的位移h d、壓力角a d。（要求在圖中畫出并同時(shí)計(jì) 算出）解:mm理論廓線nmm2 偏置直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)如圖9.9(a )所示。已知凸輪為一偏心圓盤，圓盤半徑R =3 0mm，幾何中心為A,回轉(zhuǎn)中心為O,推桿偏距OD=e = 10mm,OA=10mm，凸輪以 等角速度3逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)凸輪在圖示位置，即AD丄CD時(shí)，試求：(1)凸輪的基圓半徑r 0；(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

19、0;(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？b./11.解 根據(jù)已知條件以O(shè)為惻心.以O(shè)點(diǎn)與OA連線利凸輪解線的交點(diǎn)E 間的距離為半徑作圓得凸輪機(jī)構(gòu)的«岡，如圖亠9 （b）所示。由圖可短：(1) r = R QA = 30)0 = 20 mm(2) a = arcsintAD AB) = arcsinE(JL) +(jE H7)/ /W=arcsin+ (J? r；) AB = arrsin(2O 30) = 11. 81，J(3) 護(hù)=arccost D(J/ ) = arcsint 10/20) = 60"(4) 5= HL)

20、 ED = x/f<- (4? -F (JL) y/r ti?'=x/302 - (10+ 10 >2 - y/20- - 102 = 5. 01 mm不合理。圍為如此僞置時(shí),機(jī)構(gòu)的壓力角起-At)+ 嚴(yán)a res in :AB愈大使傳動(dòng)效率降低。推桿偏迓到凸輪軸心的右側(cè)時(shí)較為仟理匸點(diǎn)津 十帕置與推程時(shí)凸輪和推桿的郴對(duì)速度瞬心位于凸輪軸也的同側(cè) 時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的床力角較小而本題卻在異劍所以從用力侑的角度來說僞置 不介理&光丁帕汽方向1 j凸輪轉(zhuǎn)向以及甚惻半袴間的關(guān)系問題足凸輪機(jī)構(gòu)訃£ 分析的帆型考題應(yīng)引起足夠的重視，1. （15分）如圖4所示凸輪楓釧凸輪1以角

21、度3勻速回轉(zhuǎn)，試作:（1）標(biāo)出凸輪的基圓半徑琢（2分）標(biāo)出圖示位置機(jī)構(gòu)的壓力角a； （2分）（：»標(biāo)出凸輪的推程運(yùn)動(dòng)孫&和回程運(yùn)動(dòng)角時(shí)；（4分）（4）凸輪從圖示位彎轉(zhuǎn)過多少角度5推村升至最閒位置？ （2分） 若凸輪轉(zhuǎn)向改為順時(shí)針，其它條件都不變，推桿2的運(yùn)動(dòng)規(guī)律創(chuàng)5來的是否相同？為什么？（5分河北工業(yè)2012第二類：滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)例gV 對(duì)F陽斫示的凸輪機(jī)構(gòu)嚶求：<1)耳iHi吳凸輪機(jī)掏的需禰(2>在圖I：標(biāo)出凸輪的會(huì)理轉(zhuǎn)向I(3)他出凸輪的< D UHIIH從川稈幵妬到田示位龍時(shí)扯樸的位移招對(duì)仮的凸輪轉(zhuǎn)處沖B 點(diǎn)的壓力角CM(5)涮血推桿的行H H

22、#分析 凸靛機(jī)構(gòu)桝稱的俞名一般的呢用対枇葉刑運(yùn)動(dòng)帶式斗柚斛的賂 犬“凸輪的晦式胡*恿屮凸輪的仟胛轉(zhuǎn)向泉播使抄胖斥力何較小的凸輪轉(zhuǎn) 商當(dāng)普置寸推科!時(shí)凸輪鄲推桿的相対述度瞬心儉于四輪軸心的何劃時(shí).凸輪 機(jī)購的H力箱戟.凸輪的衲閘是暗凸輪粥論廉找的釦虬 所以陰先求出凸輪的理論踴找上住求解圖示位阿肘槪IF的也裱押郴村屁的凸輪時(shí)怖用光找到推 杯升崔的起點(diǎn).厳 <1>偏網(wǎng)任妙嫌子扯桿盤孫凸輪機(jī)橋(?>為他推粋壓力詢較小凸輪碗逐順時(shí)甘轉(zhuǎn)動(dòng)*(3> W O為圓心以f桝溝平?jīng)軙癖P骨理論廓拔連鮎CW井延栓交理論廓 線J B點(diǎn)再覘轉(zhuǎn)動(dòng)中心A為閱心* W AH為半用廁閱射地閱.其半輕比廠(見

23、 N 9.3(b),HMi A即為推*1權(quán)外的起心的示位W時(shí)推H的R桶和出應(yīng)的凸駁轉(zhuǎn)角 分別為、評(píng).見圖S.3d> Ji A處的卅力fl a - 0.<5).W)i£線與凸輪理論廊爼的處一空點(diǎn)為山過B件偏跆剛的期線交屋 闕r g點(diǎn)閔此b.為行幹ihii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，凸輪為一偏心圓, 圓心在O點(diǎn)半徑R=3Qnan,凸輪以簾速度血=10rads逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng) foASOnim,滾子半徑j(luò)Oinm,從動(dòng)件的導(dǎo)路與OA垂直且平分OAa 1,在圖中畫岀凸輪的理論輪廓曲線和偏距鬪：（2分） 2計(jì)算凸輪的基関半徑吒并在圖中畫岀凸輪的基圖;（3分）3.

24、計(jì)算并在圖中標(biāo)岀從動(dòng)件的升程尿2分）4, 在圖中標(biāo)岀機(jī)構(gòu)該位置的壓力勿怎2分）5計(jì)算岀機(jī)構(gòu)處于圖示位買時(shí)從動(dòng)件移動(dòng)遼度“ 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)際輪廉不變*而將滾子半徑改為lOiuin,從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律柑無 變化？（2分）19（1）理論輪廓線為國其T彳至為100mm,偏距圓的乍徑起為25nun,如圏中所畫口2分）（2）凸輪的基圓fb=50mm （3分）（3）從動(dòng)件的升程h = J（R十Q4 +片尸_云_ 尿-云=104.6mm，圖中所標(biāo)口（2分）（4）該位置的壓力角圧圖中所標(biāo)（2分）（5）此時(shí)凸輪與從動(dòng)件的瞬心件兒何中心O 門.聽以機(jī)構(gòu)處門割示

25、位胃時(shí)從動(dòng)件移動(dòng)速段 i=宓OA=500tnnV£ （2 分）（6）凸輪的轉(zhuǎn)向若改為順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則祀推 程階段的瞬心偏在了偏距的異側(cè)，會(huì)增人推程 壓力角,這樣設(shè)計(jì)不合理-（2分） 若凸輪實(shí)際輪廓不變,而將滾子半徑改 為lOmnb從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有變化.（2分圖4所示為一對(duì)心式血?jiǎng)訌膭?dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)已知偏心圓盤凸輪的半徑 R=40mm,滾子半-彳吐fROihrl偏心距OA=25mm,凸輪逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)*L說明該凸輪機(jī)構(gòu)的推程角爐和回程角妙各為婁少？從動(dòng)件的開程h為多少？ 該凸輪機(jī)構(gòu)的基圓半徑6是多少？2+作出或算岀半圓盤兒何中心A處于較鏈中心。點(diǎn)的右側(cè)，則OA垂宜于從動(dòng) 件的導(dǎo)路時(shí)，該

26、凸輪機(jī)構(gòu)怖壓力角必3+要進(jìn)一步提高該凸輪機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率，需要減小凸輪機(jī)構(gòu)推程的壓力ffb試1.該機(jī)構(gòu)的推股角金和冋程角聲各為180。,從動(dòng) 件的升程 A(R+OA(R OA +rr) =50inm ,/b=( R-OA+rr) =25inni按耍求作圖如圖示?？刹捎迷龃蠡鶊A半徑%或從動(dòng)件向右偏置的 措施。圖示凸輪機(jī)期凸輪為偏心圜盤*已知：30mmf OA -10mm,偏距"15mm t 滾子半徑 rT 5(nrn*(1) 求凸輪基圓半徑厲和從動(dòng)件行程冶的數(shù)值爭(2) 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)向?yàn)槟鏁r(shí)針時(shí)，在圖(町中標(biāo)出：凸輪的推程遠(yuǎn)動(dòng)角0和回程運(yùn)動(dòng)角 從動(dòng)件推程最大壓力角爲(wèi)如和回程最大壓力角口匚皿

27、從動(dòng)件推程最小壓力角V(3) 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針時(shí)，在81®中標(biāo)出：凸輪的推程運(yùn)動(dòng)帑0和回程運(yùn)動(dòng)角0;從動(dòng)件推程最大壓力和回程最大壓力角疣爲(wèi)；從動(dòng)件推程最小壓力角(4) 分析比較凸輪不同轉(zhuǎn)向?qū)膭?dòng)件推程最大壓力倉的影響.當(dāng)為該機(jī)構(gòu)選擇合理 的凸輪轉(zhuǎn)向逆射捻”吁川口體尤利加他(抄孩骯有/IQ電第三類：平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)例£4圖5.7（a）所示為一對(duì)心直動(dòng)平底推桿盤形凸輪機(jī) 構(gòu)，已知凸輪的角速度期°試在圖上畫出，<1）凸輪的基圓.C2>機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)的壓力角匸在圖示位置時(shí)推桿的位移旳及速度叫3 0 I1"亠 FL cr 0*圖 5. 7分析

28、 平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，其凸輪的理論廓線是以導(dǎo)路 與平底的交點(diǎn)為尖頂推桿的尖頂而作出的瞬線其基圓是以理論 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 位移也可從理論廓線上得出。解 （】）連接AO延長交凸輪廓線于E點(diǎn)，以A為圓心，以 AB為半徑畫圓，得基圓°坯如圖時(shí)所示*（2）作出推桿在圖示位置時(shí)的速廈方向，再作出凸輪與推桿 在接觸點(diǎn)處的法線，可得。如圖（b）所示（3）在圖示位置時(shí)，由基圓沿導(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5）所示求得此時(shí)凸輪機(jī)拘中構(gòu)件】與 構(gòu)件2的速度瞬心由此可得速度3如圖（“所示4大小為s在圖3所示的偏置荒移動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，

29、凸輪為一偏心岡. 圓心在0點(diǎn),半徑J?=80mni凸輪以角速度y=10rad/s逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng), ZoA=50nuib從動(dòng)件的導(dǎo)路與OA垂直且平分OA.1. 在圖中畫出凸輪的偏距圓:（2分）2. 計(jì)算凸輪的基圓半徑并在圖中畫出凸輪的基圓,心分）3在圖中標(biāo)出從動(dòng)件齊該忖腔時(shí)的位移鴿2分4, 在圖中標(biāo)出機(jī)構(gòu)該位置的壓力角住并說明通常將從動(dòng)件的平底設(shè)it成與 導(dǎo)路垂直的原因；（3分）&若將凸輪半徑R改為60mm,從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)津有無變化？（2分）6計(jì)算出機(jī)構(gòu)處于圖示位買時(shí)從動(dòng)件的移動(dòng)速度?。?分） 工若將從動(dòng)件的平底改為尖頂，將帶來哪些不足？2分）（1）偏距圜如圖卡（2分）（2 ）凸輪的基圓

30、徑m /f-（7A=30mni ； （2分）（3）標(biāo)出從動(dòng)件該位胃的位移$如圖所示：（2分）（4）在圖中標(biāo)出該位置的壓力角*0。，將平底設(shè)計(jì)成9導(dǎo)路碰直可便壓力角始終為0 度，傳力特性好鼻（3分）（5）若凸輪半徑/?改為60mm,從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律仃變化；（2分） 此時(shí)凸輪與從動(dòng)件的瞬心在兒何中心o點(diǎn)，所以機(jī)構(gòu)處r圖示億置時(shí)從動(dòng)件移動(dòng)速度 i,=6t»<CZ4=5OOiniiVs： （ 2 分）（7）若將從動(dòng)件的平底改為尖頂,尖頂容易被館損,也增人了推程的圧力角口（2分）第四類：擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)11.在圖5.】£所示擺動(dòng)滾了推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)中凸輪為偏心圓掘M角連度

31、w逆時(shí)針方向冋轉(zhuǎn)+試在圖上：（1）剛出該凸輪基圓F（2）標(biāo)岀升程運(yùn)動(dòng)角少和回程運(yùn)動(dòng)角<3）標(biāo)岀圖示位置時(shí)推桿的初始位置角向和肅位移州（4）標(biāo)出圖示位置推桿之壓力角和I 9 閻爺型卅W利衲y tU綱冊(cè)謝禺冊(cè)洱仙時(shí)他洽也也w K|問Xfg劃4巒i£ W軸使H帝站© 八“也乩側(cè)齋半# *倒昨川卿©yswssjMSwwawfflsi T呂竹冋¥書初旗聽心'mui OS - ：xa M十論鮎胡徘并 tujui Oi=f/v06 = VO *IUUJ 01 =fJ 電乩 £聖時(shí)一甘勒尅味 J WO囿H *即囿一雅日'由附側(cè)雅I詁刖爭嶇

32、7隔號(hào) £9闿解：®在圖6.4(a)中連CB.并作B點(diǎn)的速度線,兩線之M的夾ft a即為圖示位置 凸輪機(jī)構(gòu)的樂力角" 在圖&4")中.連fX'拌廷長與凸輪睥線交與D,則k =OD+rr = R (M'4 rf = +0 -20+10 = 30 mm.以O(shè)為側(cè)心mtn為半徑作風(fēng)h紙闖冏為凸輪附瑕I聞。 以人対同心以八”為T栓畫如交基創(chuàng)于B/,連則AH與AB/ZM的夾角 屮即為從動(dòng)件的擺角.延長0D與基測交于氏,以/為岡心、AB悵為半徑畫瓠與以Q 為M心、OA長為甲用所嘶的圓相交于A ,連幾出、A O Z(從出，聲十等于 4、稱為A/

33、jjxtr的包始角，而鈍fnzAcn即力凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)吊氣從圈中可以看出從動(dòng)件已處于回程屮，般瓏召凸輪轉(zhuǎn)侑的變化*擺卅的找角少從零變 到為前值然后繼續(xù)増大到比繪后再從巒減小到當(dāng)藹值*故相應(yīng)的凸輪的轉(zhuǎn)角應(yīng)為鍵 角ZAl(M t Ifu 1|-銳角z兒()AU稅fB Z-1/Z1為療II挾角以勻師值變?yōu)槟傅倪^程中凸輪相 應(yīng)的轉(zhuǎn)仏如所示為一擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)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7作機(jī)構(gòu)圖如例3-7(b)圖所示。1. 以凸

34、輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心 0為圓心，分別以機(jī)架長度 0A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0的距離0B 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)，貝U 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0點(diǎn)作連 線A0 , A0，則 A0A為從動(dòng)件從點(diǎn)C接觸到點(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.B0B”h，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

35、B點(diǎn)的速度Vb之間所 夾的銳角:-即為該位置的壓力角。五、 偏心圓盤凸輪機(jī)構(gòu)如圖所示，（1）啞出凸輪機(jī)構(gòu)的基圓和理論輪廓曲線。（2）用圖解法在圖中標(biāo)出從構(gòu)件2最低位置開始，凸輪按圖示方向轉(zhuǎn)過 4590180-時(shí)從動(dòng)件2的角位移°3）在圖屮標(biāo)出從構(gòu)件2最低位置開始，凸 輪按圖示方向轉(zhuǎn)過剜時(shí)從動(dòng)件2在匸點(diǎn)處的壓力角s （解題時(shí)，尺寸從圖中直 接量取，作圖過程及圖線應(yīng)保留完整J（1。分）（南理2010）七、10分）圖示擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中已知機(jī)構(gòu)尺寸和凸輪轉(zhuǎn)向。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過剜 時(shí)，從動(dòng)件擺動(dòng)多大角度？并標(biāo)出凸輪轉(zhuǎn)過9爐時(shí)該位置的凸輪機(jī)構(gòu)壓力角.（北交）八* （怖 分）題八圖示為凸輪連桿機(jī)

36、構(gòu)的一個(gè)打乍位置，主動(dòng)件凸輪I為偏心圓盤，轉(zhuǎn)向如圖。 已知機(jī)構(gòu)全部尺寸。（1）在圏（腐中標(biāo)出當(dāng)點(diǎn)c從最痔位置運(yùn)動(dòng)至圖示位罷時(shí)凸輪1轉(zhuǎn)過的角度廿（要求坷出作圖 步驟，保留所右柞圖線條）；（2）在圖中標(biāo)出凸輪的推程運(yùn)動(dòng)角和回程運(yùn)動(dòng)角，東南2012五、圖示平底擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡計(jì)比例尺叮顧碩(1)作岀圖示位置從動(dòng)件的壓力角4(2)用反轉(zhuǎn)作圖法求出從動(dòng)件的擺角屮(保留作圏線)。分)南理2012題五)圖28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) 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"(5)畫 出當(dāng)前位

37、豐的凸輪機(jī)構(gòu)壓力角© (6)畫出從動(dòng)件升程h； (7)標(biāo)注凸輪轉(zhuǎn) 向并說明原因。由丁從動(dòng)件偏置在凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸心右側(cè)，凸輪 逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)可減小推程斥力角6J0如題6J0圖所示偏置滾4功從勸件盤形凸輪機(jī)構(gòu).Q1SI r=2Hnmn L=16,5 mmi e = 7 mmi r = 6 mm試用圖解法作出N 1）凸輪理論廉線及基圓井確定基圓半輕 “（2）從動(dòng)件圖示位置的上升位移x：（3）從動(dòng)件的升距X解（1）按小= nini/mru lfN ill題團(tuán)辰作出理論廉紈（理論廉線馬邊際詠線此時(shí)為等距 曲線）和無圓（見題6.10解圏人r =22.5 mtn:（2 圧如圖樂、量得5 = 1.2 m

38、m：1 3）從動(dòng)件升距為SUffi示*星得h = 12*5 mm»7.如題7圖所示滾子擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu),（1）凸輪理論霹線和基圓半徑w（2）圖示位置從動(dòng)件角位移轉(zhuǎn)和凸輪轉(zhuǎn)瀚鳳（3）標(biāo)岀凸輪轉(zhuǎn)5=90°時(shí)，從動(dòng)件擺角段; 和在該位置的壓力角川。（共血分=4+4+4）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)，在運(yùn)動(dòng)開始和終止的位置，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。寫岀兩種 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