3 凸輪機構(gòu) 習(xí)題答案.doc

3-1 什么樣的構(gòu)件叫凸輪？什么樣的機構(gòu)是凸輪機構(gòu)？凸輪機構(gòu)的功用是什么？答：凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件。 凸輪機構(gòu)一般是由凸輪，從動件和機架三個構(gòu)件組成的高副機構(gòu)。凸輪通常作連續(xù)等速轉(zhuǎn)動，從動件根據(jù)使用要求設(shè)計使它獲得一定規(guī)律的運動，凸輪機構(gòu)能實現(xiàn)復(fù)雜的運動要求，廣泛用于各種自動化和半自動化機械裝置中。 凸輪機構(gòu)主要作用是使從動桿按照工作要求完成各種復(fù)雜的運動，包括直線運動、擺動、等速運動和不等速運動。3-2 滾子從動件的滾子半徑大小對凸輪工作有什么影響？若某一凸輪機構(gòu)的滾子損壞后，是否可以任取一滾子來代替？為什么？答：對于滾子從動件的凸輪機構(gòu)，滾子半徑的大小常常影響到凸輪實際輪廓曲線的形狀，設(shè)計時要選擇合適的滾子半徑，否則會出現(xiàn)運動失真的情況。對于滾子從動件的凸輪機構(gòu)，如果滾子損壞不能任取一滾子代替。因為如果選取滾子與原有滾子尺寸不同，從動件的運動規(guī)律會發(fā)生變化；如果希望從動件的運動規(guī)律不變，需要選取與原有凸輪相匹配的的滾子，或者修改凸輪，即凸輪在原理論廓線不變的情況下，作其法向等距曲線并使之距離等于新滾子半徑得到新的實際輪廓曲線，重新加工凸輪，后者較繁瑣，不宜采取。3-3 凸輪壓力角越小越好嗎？為什么？答：凸輪壓力角越小越好。 凸輪機構(gòu)壓力角：推桿在與凸輪的接觸點上所受的正壓力與推桿上該點的速度方向所夾的銳角。壓力角越大，將造成所受的正壓力越大，甚至達(dá)到無窮大而出現(xiàn)自鎖，因而，從減小推力，避免自鎖，使機構(gòu)具有良好的受力狀況來看，壓力角越小越好。3-4 為什么平底直動從動件盤形凸輪機構(gòu)的凸輪輪廓曲線一定要外凸？滾子直動從動件盤形凸輪機構(gòu)的凸輪輪廓曲線卻允許內(nèi)凹，而且內(nèi)凹段一定不會出現(xiàn)運動失真？答：對于平底直動從動件盤形凸輪機構(gòu)，只有凸輪廓線外凸，才能保證凸輪輪廓曲線上的所有點都能與從動件平底接觸；對于滾子直動從動件盤形凸輪機構(gòu)，凸輪實際廓線是沿理論廓線，以滾子半徑為間距，作其法向等距曲線得到的，當(dāng)凸輪輪廓曲線內(nèi)凹時，實際廓線各點的曲率半徑為對應(yīng)理論廓線各點曲率半徑與滾子半徑之和，因而不管滾子半徑多大，實際廓線各點的曲率半徑都大于零，所以可以正常運動并且不會出現(xiàn)失真現(xiàn)象。3-5 何謂凸輪壓力角？壓力角的大小對機構(gòu)有何影響？用作圖法求題3-5圖中各凸輪由圖示位置逆轉(zhuǎn)45時，凸輪機構(gòu)的壓力角，并標(biāo)在題3-5圖中。答：從動件所受作用力F與受力點速度間所夾的銳角稱為凸輪機構(gòu)的壓力角，用表示。 由上述關(guān)系式知，壓力角愈大，有效分力y愈小，有害分力x愈大。當(dāng)角大到某一數(shù)值時，必將會出現(xiàn)FyFx的情況。這時，不論施加多大的Fn力，都不能使從動件運動，這種現(xiàn)象稱為自鎖。因此，為了保證凸輪機構(gòu)的正常工作，必須對凸輪機構(gòu)的壓力角進行限制。（a） （b） （c）題3-5圖3-6 已知題3-6圖所示的平底直動從動件盤形凸輪機構(gòu)，凸輪為的偏心圓，試求：題3-6圖（1）基圓半徑和升程；（2）推程運動角、回程運動角、遠(yuǎn)休止角和近休止角；（3）凸輪機構(gòu)的最大壓力角和最小壓力角；（4）從動件的位移，速度和加速度的方程；（5）若凸輪以回轉(zhuǎn)，當(dāng)AO成水平位置時，從動件的速度。解：（1）基圓半徑： mm；升程： mm。（2） 推程運動角：；回程運動角：； 遠(yuǎn)休止角：；近休止角：。（3） 由于平底垂直于導(dǎo)路的平底直動從動件盤形凸輪機構(gòu)的壓力角恒等于零，所以。（4） 如圖所示，取AO連線與水平線的夾角為凸輪的轉(zhuǎn)角，則： 推桿的位移方程為：； 推桿的速度方程為：； 推桿的加速度方程為：。（5） 若，AO成水平位置時，或，所以推桿的速度為： 。3-7 題3-7圖所示為偏置尖頂直動從動件盤形凸輪機構(gòu)，AFB、CD為圓弧，AD、BC為直線，A、B為直線與圓弧AFB的切點。已知，試求：（1）從動件的升程，凸輪的推程運動角，回程運動角和遠(yuǎn)休止角；（2）從動件推程最大壓力角的數(shù)值及出現(xiàn)的位置；（3）從動件回程最大壓力角的數(shù)值及出現(xiàn)的位置。題3-7圖解：