1、第五章凸輪機(jī)械原理典型例題第1頁(yè)，共15頁(yè)。例例1 圖示兩凸輪。圖示兩凸輪。AB段為推程輪廓線。試在圖上標(biāo)柱推程運(yùn)動(dòng)角段為推程輪廓線。試在圖上標(biāo)柱推程運(yùn)動(dòng)角0。-00第2頁(yè)，共15頁(yè)。例例2 圖示偏心圓盤(pán)凸輪機(jī)構(gòu)中，已知圓盤(pán)凸輪以圖示偏心圓盤(pán)凸輪機(jī)構(gòu)中，已知圓盤(pán)凸輪以=2rad/s轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍瑘A盤(pán)半徑針?lè)较?，圓盤(pán)半徑R=50mm；當(dāng)凸輪由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)；當(dāng)凸輪由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)，從動(dòng)件的速度時(shí)，從動(dòng)件的速度為為=50mm/s。試求：（。試求：（1）凸輪的偏心距）凸輪的偏心距e；（；（2）凸輪轉(zhuǎn)過(guò)）凸輪轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)，凸輪機(jī)時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角構(gòu)的壓力角k ；（；（3）凸

2、輪轉(zhuǎn)過(guò)）凸輪轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)，從動(dòng)件的位移時(shí)，從動(dòng)件的位移hk；（；（4）從動(dòng)件的行程）從動(dòng)件的行程h。hkk k Fhmax(P)解：解：(1)凸輪偏心距。利用速度瞬心凸輪偏心距。利用速度瞬心 ，幾何中，幾何中心心O即為速度瞬心即為速度瞬心p，可得，可得=e，求得，求得e=25mm。（2）凸輪轉(zhuǎn)過(guò)）凸輪轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)，從動(dòng)件在時(shí)，從動(dòng)件在K點(diǎn)接觸點(diǎn)接觸，其壓力角為，其壓力角為k。 e/sink =R/sin； 當(dāng)當(dāng)=90時(shí)，時(shí)，k達(dá)到最大值。達(dá)到最大值。 k=arcsin(e/R)=30（3）凸輪轉(zhuǎn)過(guò)）凸輪轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)，從動(dòng)件的位移為時(shí)，從動(dòng)件的位移為h K。（4）從動(dòng)件在）從動(dòng)件在F點(diǎn)接觸時(shí)為最大位移

3、，即點(diǎn)接觸時(shí)為最大位移，即行程為行程為h，此時(shí)，此時(shí)F=0。90 F=0 V第3頁(yè)，共15頁(yè)。例例3 圖（圖（a）所示對(duì)心直動(dòng)尖底從動(dòng)件偏心圓盤(pán)凸輪機(jī)構(gòu)，）所示對(duì)心直動(dòng)尖底從動(dòng)件偏心圓盤(pán)凸輪機(jī)構(gòu)，O為凸輪幾何合中心，為凸輪幾何合中心，O1為凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心，為凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心，直線直線ACBD,O1O=OA/2，圓盤(pán)半徑，圓盤(pán)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(diǎn)壓力角點(diǎn)壓力角c和和D點(diǎn)接觸時(shí)的壓力角點(diǎn)接觸時(shí)的壓力角D，位，位移移hD；（；（2）若偏心圓盤(pán)凸輪幾何尺寸不變，僅將從動(dòng)件由尖底改為滾子，見(jiàn)圖（）若偏心圓盤(pán)

4、凸輪幾何尺寸不變，僅將從動(dòng)件由尖底改為滾子，見(jiàn)圖（b）,滾子半徑滾子半徑rT=10mm。試問(wèn)，上述參數(shù)。試問(wèn)，上述參數(shù)r0，h，c，和，和hD，D是否改變？對(duì)于有改變的參數(shù)試分析其增大還是是否改變？對(duì)于有改變的參數(shù)試分析其增大還是減??？減?。縣 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減小；減??； D減小。減小。ab第4頁(yè)，共15頁(yè)。例例4 尖底偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪輪廓線為一偏心圓，其半徑尖底偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)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，偏心距l(xiāng)OA=10mm，偏距，偏

5、距e=5mm。求：。求：（1）從動(dòng)件與凸輪輪廓線在）從動(dòng)件與凸輪輪廓線在B點(diǎn)接觸時(shí)的位移點(diǎn)接觸時(shí)的位移hB，壓力角，壓力角B；（2）將偏置從動(dòng)件）將偏置從動(dòng)件2向左移向左移5mm后，變?yōu)閷?duì)心從動(dòng)件，此時(shí)與輪廓線后，變?yōu)閷?duì)心從動(dòng)件，此時(shí)與輪廓線C點(diǎn)接觸時(shí)的點(diǎn)接觸時(shí)的壓力角壓力角C；比較；比較B，C大小，說(shuō)明題意中的偏置是否合理。大小，說(shuō)明題意中的偏置是否合理。（3）如果偏距）如果偏距e=-5mm，此時(shí)的偏置是否合理？，此時(shí)的偏置是否合理？OARBCDhBD C B r0解：解：nC B。該偏置有利減小。該偏置有利減小壓力角，改善受力，故偏壓力角，改善受力，故偏置合理。置合理。n D C B，故偏

6、置不合，故偏置不合理。理。e第5頁(yè)，共15頁(yè)。例例5 凸輪為偏心輪如圖，已知參數(shù)凸輪為偏心輪如圖，已知參數(shù)R=30mm，lOA=10mm，e=15mm，rT=5mm，E，F(xiàn)為凸輪與滾子的為凸輪與滾子的兩個(gè)接觸點(diǎn)。求兩個(gè)接觸點(diǎn)。求（1）畫(huà)出凸輪輪廓線（理論輪廓線），求基園）畫(huà)出凸輪輪廓線（理論輪廓線），求基園r0；（；（2）E點(diǎn)接觸時(shí)從動(dòng)件的壓力角點(diǎn)接觸時(shí)從動(dòng)件的壓力角E； (3) 從從E到到F接接觸凸輪所轉(zhuǎn)過(guò)的角度觸凸輪所轉(zhuǎn)過(guò)的角度； （4）由）由E點(diǎn)接觸到點(diǎn)接觸到F點(diǎn)接觸從動(dòng)件的位移點(diǎn)接觸從動(dòng)件的位移S；(5）找出最大）找出最大max的位置。的位置。nS=hF-hEnSin =(e-loAc

7、os )/(R+rT) =180時(shí),為 maxOAFr0EmaxhEhFREe第6頁(yè)，共15頁(yè)。例例6 ：圖示為一直動(dòng)推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)。若一直凸輪基圓半徑：圖示為一直動(dòng)推桿盤(pán)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，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(shuō)明應(yīng)采用哪些措施試結(jié)合凸輪機(jī)構(gòu)壓力角的計(jì)算公式說(shuō)明應(yīng)采用哪些措施?n假設(shè)凸輪輪廓已經(jīng)做出，要求在凸輪轉(zhuǎn)過(guò)假設(shè)凸輪輪廓已經(jīng)做出，要求在凸輪轉(zhuǎn)過(guò)角時(shí)，位移為角時(shí)，位移為S，速度為速度為V， V=Lop ，壓力角為，壓力角為。n適當(dāng)偏距適當(dāng)偏距e（左移），

8、使凸輪轉(zhuǎn)過(guò)（左移），使凸輪轉(zhuǎn)過(guò)角，此時(shí)應(yīng)有相同位移角，此時(shí)應(yīng)有相同位移S，相，相同速度同速度V。此時(shí)壓力角為。此時(shí)壓力角為1；nP為瞬心位置，相同的速度即為瞬心位置，相同的速度即瞬心瞬心P位置是固定的。位置是固定的。n右移，使凸輪轉(zhuǎn)過(guò)右移，使凸輪轉(zhuǎn)過(guò)角，此時(shí)壓力角為角，此時(shí)壓力角為2；P0tan/(/)/()OP OBds drsP1220tan()/(/)/()OPeO Bds deres2P220tan()/(/)/()OPeO Bds deresS,V, a 是確定的是確定的n可知：采用適當(dāng)?shù)钠嗲沂雇茥U偏向凸輪軸心的可知：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

9、而改善凸輪的受力左側(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。力角很大，故對(duì)機(jī)構(gòu)的受力情況影響不大。第7頁(yè)，共15頁(yè)?；靖拍铑}基本概念題第8頁(yè)，共15頁(yè)。1.選擇題選擇題（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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，在推）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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，在推程開(kāi)始和結(jié)束位置程開(kāi)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(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，因滾子損壞，更換

10、了一個(gè)外徑與原滾子不）已知一滾子接觸擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)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)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(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，若將凸輪轉(zhuǎn)向由順時(shí)針改為已知一滾子接觸偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)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

11、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CDD第9頁(yè)，共15頁(yè)。1.選擇題選擇題(4) 若直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)采用正配置，可若直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)采用正配置，可_壓力角。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(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，滾子半徑對(duì)于滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，滾子半徑_理論輪廓曲線外凸部分理論輪廓曲線外凸部分的最小曲率半徑。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)，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

12、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(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，若出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)失真，則其原因是對(duì)于平底從動(dòng)件盤(pán)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ABCA第10頁(yè)，共15頁(yè)。(8)凸輪機(jī)構(gòu)若發(fā)生自鎖，則其原因是凸輪機(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(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，移動(dòng)導(dǎo)路的平移對(duì)于平底直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)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)壓力角的大小 C. 不會(huì)影響從動(dòng)

13、件運(yùn)動(dòng)規(guī)律和機(jī)構(gòu)壓力角的大小BC1.選擇題選擇題第11頁(yè)，共15頁(yè)。2.正誤判斷題正誤判斷題 (1)(1)對(duì)于偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，從動(dòng)件推程對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角就是凸輪對(duì)于偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)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。推程輪廓對(duì)應(yīng)的輪廓角。 (2)(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(kāi)始和結(jié)束位置存在柔當(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(kāi)始和結(jié)束位置存在柔性沖擊。性沖擊。(3)(3)滾子從動(dòng)件盤(pán)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。滾子從動(dòng)件盤(pán)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)(4)凸輪理論輪廓

14、曲線與實(shí)際輪廓曲線之間是法向等距曲線關(guān)系。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)(5)力鎖合式凸輪機(jī)構(gòu)回程絕對(duì)不會(huì)發(fā)生自鎖。力鎖合式凸輪機(jī)構(gòu)回程絕對(duì)不會(huì)發(fā)生自鎖。(6)(6)為減小凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角可增大凸輪基圓半徑。為減小凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角可增大凸輪基圓半徑。(7)(7)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角就是凸輪的壓力角。凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角就是凸輪的壓力角。XXX第12頁(yè)，共15頁(yè)。(8)(8)本章介紹的圓柱凸輪輪廓曲線按展開(kāi)在平面上進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法，無(wú)論本章介紹的圓柱凸輪輪廓曲線按展開(kāi)在平面上進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法，無(wú)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。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)(9)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)和平底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)均不允許凸輪輪廓滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)和平底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)均不允許凸輪輪廓曲線內(nèi)凹。曲線內(nèi)凹。(10)(10)滾子接觸凸輪副的最大接觸應(yīng)力出現(xiàn)在凸輪實(shí)際輪廓曲