书城教材教辅机械原理作业集
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第8章 凸轮机构及其设计

一、学习要求

1.了解凸轮机构的类型和应用。

2.对推杆的基本运动规律及推杆运动规律的选择有明确的概念。

3.对凸轮机构的压力角有明确的概念。

4.能确定盘形凸轮机构的基本尺寸。

5.掌握盘形凸轮廓线的设计方法。

二、本章重点及难点

本章的重点是推杆常用的运动规律,凸轮机构的压力角与机构的受力情况和机构尺寸的关系。本章难点是盘形凸轮轮廓曲线的设计。

三、思考题

1.在凸轮机构设计中有哪几种常用的推杆运动规律?各有什么特点及优缺点?在选择推杆的运动规律时,主要应考虑哪些因素?

2.哪几种推杆运动规律有刚性冲击?哪几种推杆运动规律有柔性冲击?

3.何谓凸轮机构的变尖现象和失真现象?它对凸轮机构的工作有何影响?如何加以避免?

4.何谓凸轮机构的压力角?压力角的大小在凸轮机构的设计中有何重要意义?

5.平底推杆凸轮机构的压力角为多少?是否恒为零?这种凸轮机构是否也存在自锁问题?为什么?

6.从受力的观点考虑,直动推杆的导轨长度l和悬臂尺寸b是大一些好,还是小一些好?

四、练习题

81图81所示一偏置平底从动件盘形凸轮机构,凸轮1的廓线为渐开线,凸轮以ω1=10rad/s,逆时针转动,图中偏心距e=基圆半径rb=30mm,B点向径R=50mm,试问:

(1)从动件2在图示位置的速度v2=;

(2)从动件2向上的运动规律是运动规律;

(3)凸轮机构在图示位置的压力角α=。

82在图82所示凸轮机构中,已知凸轮为一偏心圆盘。要求:

(1)给出此凸轮机构的名称;

(2)画出此凸轮机构的基圆(其半径以r0表示)和凸轮的理论轮廓曲线;

(3)标出图示位置时推杆的位移s;

(4)标出凸轮机构在图示位置时的压力角α。

83试以作图法设计一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线。已知凸轮以等角速度逆时针回转。正偏距e=10mm,基圆半径rb=30mm,滚子半径rr=10mm。推杆运动规律为:凸轮转角δ=0°~150°,推杆等速上升16mm,δ=150°~180°时,推杆远休;δ=180°~300°时,推杆等加速等减速回程16mm,δ=300°~360°时,推杆近休。

84试以作图法设计一对心平底直动推杆盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线。已知凸轮以等角速度顺时针回转。凸轮基圆半径rb=30mm,推杆平底与导轨的中心线垂直。推杆运动规律为:凸轮转角δ=0°~150°,推杆以五次多项式运动上升20mm,δ=150°~270°时,推杆又以余弦加速度运动回到原位,凸轮转过其余90°时,推杆静止不动。

85图85所示为一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构,凸轮的回转方向如图。试问该凸轮机构为何种偏置?偏置方向对凸轮机构的压力角有何影响?对一个已制作好的凸轮,偏置方向、偏距的大小以及滚子半径的大小是否允许再改变?