第三章_凸輪機構(gòu)設(shè)計習(xí)題

1、第三章第三章 凸輪機構(gòu)設(shè)計凸輪機構(gòu)設(shè)計本章的主要內(nèi)容本章的主要內(nèi)容重點與難點重點與難點典型例題分析典型例題分析 自測試題自測試題 主要內(nèi)容1. 1. 凸輪機構(gòu)的類型選擇凸輪機構(gòu)的類型選擇2. 2. 從動件常用運動規(guī)律設(shè)計從動件常用運動規(guī)律設(shè)計3. 3. 用作圖法設(shè)計凸輪輪廓曲線用作圖法設(shè)計凸輪輪廓曲線4. 4. 凸輪機構(gòu)的壓力角。凸輪機構(gòu)的壓力角。重點難點1.1.凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定。凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定。2.2.平面凸輪輪廓曲線的設(shè)計。平面凸輪輪廓曲線的設(shè)計。典型例題分析典型例題分析 例例3-1 圖圖3-1 所示的對心直動滾子從動件盤形凸輪所示的對心直動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)中，凸輪的實

2、際輪廓線為一圓，其圓心在機構(gòu)中，凸輪的實際輪廓線為一圓，其圓心在A點，點，半徑半徑R=40mm，凸輪轉(zhuǎn)動方向如圖所示，凸輪轉(zhuǎn)動方向如圖所示，lOA=25mm，滾子半徑，滾子半徑rr=10mm，試，試1. 作出凸輪的理論輪廓線；作出凸輪的理論輪廓線；2. 作出凸輪的基圓，并標(biāo)出其基圓半徑作出凸輪的基圓，并標(biāo)出其基圓半徑rb；3. 求從動件的升程求從動件的升程h；4. 標(biāo)出圖示位置的壓力角標(biāo)出圖示位置的壓力角；5. 若凸輪的實際輪廓線不變而將滾子半徑改為若凸輪的實際輪廓線不變而將滾子半徑改為15mm ，從動，從動件的運動規(guī)律有無變化？件的運動規(guī)律有無變化？圖圖3-1解解： 1、滾子從動件盤形凸輪機

3、構(gòu)的凸輪理論廓線、滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)的凸輪理論廓線與實際廓線是兩條法向等距的曲線，該法向距離與實際廓線是兩條法向等距的曲線，該法向距離等于滾子半徑等于滾子半徑rr ，故理論廓線為半徑為，故理論廓線為半徑為40+10=50mm的圓，如圖所示。的圓，如圖所示。2、凸輪理論輪廓線的最小向徑稱為凸輪的基圓半、凸輪理論輪廓線的最小向徑稱為凸輪的基圓半徑徑rb，因此，連接偏心圓的圓心，因此，連接偏心圓的圓心A和凸輪轉(zhuǎn)動中心和凸輪轉(zhuǎn)動中心O，并延長使其與理論廓線相交于，并延長使其與理論廓線相交于C點，則點，則OC即即為凸輪的基圓半徑為凸輪的基圓半徑rb。由圖可知：。由圖可知：rb=lAC- lOA =4

4、0+10-25=25mm3、圖示，圖示，h=(lOA+R+rr)-rb=25+40+10-25= 50 mm4、凸輪機構(gòu)的壓力角是指、凸輪機構(gòu)的壓力角是指理論廓線理論廓線上滾子從動上滾子從動件接觸點的法線件接觸點的法線AB 與從動件上對應(yīng)點速度方向與從動件上對應(yīng)點速度方向OB之間所夾的銳角，如圖所示。之間所夾的銳角，如圖所示。5、當(dāng)凸輪的實際廓線保持不變而將滾子半徑、當(dāng)凸輪的實際廓線保持不變而將滾子半徑rr 由由10mm 增大至增大至15mm后，后，lAB將隨之由將隨之由50mm 增至增至55mm ，因此從動件，因此從動件3 的運動將隨之變化；若希的運動將隨之變化；若希望從動件望從動件3 的運

5、動規(guī)律保持不變，則應(yīng)讓理論廓的運動規(guī)律保持不變，則應(yīng)讓理論廓線保持不變，作該理論廓線的法向等距曲線并使線保持不變，作該理論廓線的法向等距曲線并使之距離等于之距離等于15mm 得到新的實際廓線。得到新的實際廓線。圖（圖（a）所示對心直動尖底從動件偏心圓盤凸輪機構(gòu)，）所示對心直動尖底從動件偏心圓盤凸輪機構(gòu)，O為凸輪幾何合中心，為凸輪幾何合中心，O1為凸為凸輪轉(zhuǎn)動中心，直線輪轉(zhuǎn)動中心，直線ACBD,O1O=OA/2，圓盤半徑，圓盤半徑R=OA=60mm。（1）根據(jù)圖（）根據(jù)圖（a）及上述條件確定基園半徑）及上述條件確定基園半徑r0，行程行程h， C點壓力角點壓力角c和和D點接觸時點接觸時的壓力角的壓

6、力角D，位移，位移hD；（；（2）若偏心圓盤凸輪幾何尺寸不變，僅將從動件由尖底改為）若偏心圓盤凸輪幾何尺寸不變，僅將從動件由尖底改為滾子，見圖（滾子，見圖（b）,滾子半徑滾子半徑rT=10mm。試問，上述參數(shù)。試問，上述參數(shù)r0，h，c，和，和hD，D是否改是否改變？對于有改變的參數(shù)試分析其增大還是減?。孔?？對于有改變的參數(shù)試分析其增大還是減小？h c=0 DhDh c=0DhD基園基園r0增大；增大；行程行程h不變；不變；壓力角壓力角 C不變；不變； hD減?。粶p?。?D減小。減小。ab自自 測測 試試 題題 一、一、 判斷題（正確：判斷題（正確：T，錯誤：，錯誤：F）1.凸輪機構(gòu)是一種低副

7、機構(gòu)凸輪機構(gòu)是一種低副機構(gòu) 。 2.凸輪機構(gòu)中，凸輪基圓半徑越大，說明從動件的凸輪機構(gòu)中，凸輪基圓半徑越大，說明從動件的位移越大位移越大 。 3.在運動規(guī)律一定時，凸輪的基圓越大，則從動件在運動規(guī)律一定時，凸輪的基圓越大，則從動件就越不容易發(fā)生自鎖卡死就越不容易發(fā)生自鎖卡死 。4.凸輪機構(gòu)采用等加速等減速運動規(guī)律時，由于在凸輪機構(gòu)采用等加速等減速運動規(guī)律時，由于在起始點加速度出現(xiàn)有限值的突然變化，因而產(chǎn)生慣起始點加速度出現(xiàn)有限值的突然變化，因而產(chǎn)生慣性力的突變，結(jié)果引起剛性沖擊性力的突變，結(jié)果引起剛性沖擊 。 答答 案案5.凸輪的基圓半徑就是凸輪理論輪廓線上的最小曲凸輪的基圓半徑就是凸輪理論輪

8、廓線上的最小曲率半徑率半徑 。 6.滾子從動件盤形凸輪的實際輪廓曲線是理論輪廓滾子從動件盤形凸輪的實際輪廓曲線是理論輪廓的等距曲線，因此，實際輪廓上各點的向徑就等于的等距曲線，因此，實際輪廓上各點的向徑就等于理論輪廓上各點的向徑減去滾子半徑理論輪廓上各點的向徑減去滾子半徑 。 8.一般說來，在凸輪機構(gòu)中，尖頂從動件可適應(yīng)任一般說來，在凸輪機構(gòu)中，尖頂從動件可適應(yīng)任何運動規(guī)律而不致發(fā)生運動失真何運動規(guī)律而不致發(fā)生運動失真 。 7.當(dāng)從動件采用等速運動規(guī)律時，則機構(gòu)自始至終當(dāng)從動件采用等速運動規(guī)律時，則機構(gòu)自始至終工作平穩(wěn)不會產(chǎn)生剛性沖擊工作平穩(wěn)不會產(chǎn)生剛性沖擊 。 答答 案案9.平底移動從動件盤

9、形凸輪機構(gòu)的壓力角恒等于一平底移動從動件盤形凸輪機構(gòu)的壓力角恒等于一個常量個常量 。 10.為了避免從動件運動失真，平底從動件凸輪輪廓為了避免從動件運動失真，平底從動件凸輪輪廓不能內(nèi)凹不能內(nèi)凹 。 二、二、 填空題填空題1.凸輪機構(gòu)是由凸輪機構(gòu)是由_、_和和_三個基本三個基本構(gòu)件組成構(gòu)件組成 。2.按凸輪形狀不同凸輪可分為按凸輪形狀不同凸輪可分為_、_和和_ 。3.維持凸輪與從動件高副接觸封閉的方法有維持凸輪與從動件高副接觸封閉的方法有_ 和和_。 答答 案案4.位移曲線圖是表示位移曲線圖是表示_與與_之間關(guān)系的曲線。之間關(guān)系的曲線。當(dāng)從動件為等速運動規(guī)律時，其位移曲線是一條當(dāng)從動件為等速運動

10、規(guī)律時，其位移曲線是一條_線；若為等加速等減速運動規(guī)律時，其位移曲線；若為等加速等減速運動規(guī)律時，其位移曲線是一條線是一條_線。線。6.凸輪輪廓的形狀是由凸輪輪廓的形狀是由_決定的決定的 。5.在凸輪機構(gòu)從動件的常用運動規(guī)律中，在凸輪機構(gòu)從動件的常用運動規(guī)律中，_運運動規(guī)律有剛性沖擊；動規(guī)律有剛性沖擊；_運動規(guī)律有柔性沖擊；運動規(guī)律有柔性沖擊；_運動規(guī)律無沖擊運動規(guī)律無沖擊 。10.凸輪基圓半徑越小，則凸輪機構(gòu)的壓力角越凸輪基圓半徑越小，則凸輪機構(gòu)的壓力角越_， 而凸輪機構(gòu)的尺寸越而凸輪機構(gòu)的尺寸越_。 7.凸輪機構(gòu)幾種常用的從動件運動規(guī)律中，凸輪機構(gòu)幾種常用的從動件運動規(guī)律中，_只宜用于低速

11、情況；只宜用于低速情況；_宜用于中速但不宜用宜用于中速但不宜用于高速的情況；而于高速的情況；而_可在高速下應(yīng)用可在高速下應(yīng)用 。8.反轉(zhuǎn)法繪制凸輪廓線是給反轉(zhuǎn)法繪制凸輪廓線是給_加上一個與凸輪的加上一個與凸輪的角速度等值反向并繞凸輪軸心轉(zhuǎn)動的角速度角速度等值反向并繞凸輪軸心轉(zhuǎn)動的角速度。9.設(shè)計滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)的凸輪廓線時，若設(shè)計滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)的凸輪廓線時，若發(fā)現(xiàn)凸輪廓線有變尖現(xiàn)象，則在尺寸參數(shù)上應(yīng)采取發(fā)現(xiàn)凸輪廓線有變尖現(xiàn)象，則在尺寸參數(shù)上應(yīng)采取的措施是的措施是_或或_。答案答案2.與其它機構(gòu)相比，凸輪機構(gòu)最大的優(yōu)點是與其它機構(gòu)相比，凸輪機構(gòu)最大的優(yōu)點是 _。A.可實現(xiàn)各種預(yù)期的

12、運動規(guī)律可實現(xiàn)各種預(yù)期的運動規(guī)律 B. 便于潤滑便于潤滑 C. 制造方便易獲得較高的精度制造方便易獲得較高的精度 D. 從動件的行程可較大從動件的行程可較大3.凸輪機構(gòu)中，若從動件按等速運動規(guī)律運動，則凸輪機構(gòu)中，若從動件按等速運動規(guī)律運動，則最大加速度理論上為最大加速度理論上為_。A. amax= B. amax=0 C. amax=有限值有限值 D. amax=不定值不定值A(chǔ). 慣性力難以平衡慣性力難以平衡 B. 點線接觸易磨損點線接觸易磨損 C. 設(shè)計較為復(fù)雜設(shè)計較為復(fù)雜 D. 不能實現(xiàn)間歇運動不能實現(xiàn)間歇運動1.與連桿機構(gòu)相比，凸輪機構(gòu)最大的缺點是與連桿機構(gòu)相比，凸輪機構(gòu)最大的缺點是_

13、 。三、三、 選擇題選擇題 答答 案案6.為了避免運動失真并減少接觸應(yīng)力和磨損，滾子半為了避免運動失真并減少接觸應(yīng)力和磨損，滾子半徑徑rr 和凸輪理論廓線上的最小曲率半徑和凸輪理論廓線上的最小曲率半徑min 應(yīng)滿足應(yīng)滿足_。A. rr min C. rr= min D.不一定不一定A. 增大基圓半徑增大基圓半徑 B. 改用滾子推桿改用滾子推桿C. 改變凸輪轉(zhuǎn)向改變凸輪轉(zhuǎn)向 D. 改為偏置直動尖頂推桿改為偏置直動尖頂推桿5.對心直動尖頂推桿盤形凸輪機構(gòu)的推程壓力角超對心直動尖頂推桿盤形凸輪機構(gòu)的推程壓力角超過許用值時，可采用過許用值時，可采用_措施解決措施解決。A. 等速等速 B. 等加速等減速

14、等加速等減速 C. 擺線擺線 D. 簡諧簡諧4.在凸輪機構(gòu)中，下述在凸輪機構(gòu)中，下述_運動規(guī)律既不會產(chǎn)生柔性運動規(guī)律既不會產(chǎn)生柔性沖擊也不會產(chǎn)生剛性沖擊，可用于高速場合。沖擊也不會產(chǎn)生剛性沖擊，可用于高速場合。 答答 案案7.凸輪機構(gòu)壓力角對凸輪尺寸的影響反映在：如果凸輪機構(gòu)壓力角對凸輪尺寸的影響反映在：如果機構(gòu)壓力角減少其它參數(shù)不變時，基圓將機構(gòu)壓力角減少其它參數(shù)不變時，基圓將_。A. 增大增大 B. 減少減少 C. 不變不變 D. 不一定不一定A.一段直線一段直線 B. 一段圓弧一段圓弧 C. 一段拋物線一段拋物線 D. 以凸輪轉(zhuǎn)動中心為圓心的圓弧以凸輪轉(zhuǎn)動中心為圓心的圓弧8.若要盤形凸輪機構(gòu)的從動件在某段時間內(nèi)停止不若要盤形凸輪機構(gòu)的從動件在某段時間內(nèi)停止不動，對應(yīng)的凸輪輪廓應(yīng)是動，對應(yīng)的凸輪輪廓應(yīng)是_。 答答 案案A.兩條廓線相似兩條廓線相似B.兩條廓線相同兩條廓線相同 C.兩條廓線之間的徑向距離相等兩條廓線之間的徑向距離相等 D.兩條廓線之間的法向距離相等兩條廓線之間