机械原理典型例题第五章凸轮

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1、机械原理典型例题（第五章）——凸轮机构2011.10例1图示偏心圆盘凸轮机构中，已知圆盘凸轮以ω=2rad/s转动，转向为顺时针方向，圆盘半径R=50mm；当凸轮由图示位置转过90°时，从动件的速度为ν=50mm/s。试求：（1）凸轮的偏心距e；（2）凸轮转过90°时，凸轮机构的压力角αk；（3）凸轮转过90°时，从动件的位移hk；（4）从动件的行程h。αhkαkkθFhmax(P)解：(1)凸轮偏心距。利用速度瞬心，几何中心O即为速度瞬心p，可得ν=eω，求得e=25mm。（2）凸轮转过90°时，从动件在K点接触，其压力角为αk。e/si

2、nαk=R/sinθ；当θ=90°时，αk达到最大值。αk=arcsin(e/R)=30°（3）凸轮转过90°时，从动件的位移为hK。（4）从动件在F点接触时为最大位移，即行程为h，此时αF=0。90°αF=0V例2图（a）所示对心直动尖底从动件偏心圆盘凸轮机构，O为凸轮几何合中心，O1为凸轮转动中心，直线AC⊥BD,O1O=OA/2，圆盘半径R=OA=60mm。（1）根据图（a）及上述条件确定基园半径r0，行程h，C点压力角αc和D点接触时的压力角αD，位移hD；（2）若偏心圆盘凸轮几何尺寸不变，仅将从动件由尖底改为滚子，见图（b）,滚

3、子半径rT=10mm。试问，上述参数r0，h，αc，和hD，αD是否改变？对于有改变的参数试分析其增大还是减小？hαc=0αDhDhαc=0αDhD基园r0增大；行程h不变；压力角αC不变；hD减小；αD减小。ab例3尖底偏置直动从动件盘形凸轮机构中，已知凸轮轮廓线为一偏心圆，其半径R=25mm，偏心距lOA=10mm，偏距e=5mm。求：（1）从动件与凸轮轮廓线在B点接触时的位移hB，压力角αB；（2）将偏置从动件2向左移5mm后，变为对心从动件，此时与轮廓线C点接触时的压力角αC；比较αB，αC大小，说明题意中的偏置是否合理。（3

4、）如果偏距e=-5mm，此时的偏置是否合理？OARBCDhBαDαCαBr0解：αC>αB。该偏置有利减小压力角，改善受力，故偏置合理。αD>αC>αB，故偏置不合理。e例4凸轮为偏心轮如图，已知参数R=30mm，loA=10mm，e=15mm，rT=5mm，E，F为凸轮与滚子的两个接触点。求（1）画出凸轮轮廓线（理论轮廓线），求基园r0；（2）E点接触时从动件的压力角αE；(3)从E到F接触凸轮所转过的角度φ；（4）由E点接触到F点接触从动件的位移S；(5）找出最大αmax的位置。S=hF-hESinα=(e-loAcosθ)/(R+r

5、T)θ=180时,α为αmaxOAFφr0EωαmaxhEhFRθαEe例5：图示为一直动推杆盘形凸轮机构。若一直凸轮基圆半径r0，推杆的运动规律s=S(δ)，为使设计出的凸轮机构受力状态良好，试结合凸轮机构压力角的计算公式说明应采用哪些措施?假设凸轮轮廓已经做出，要求在凸轮转过δ角时，位移为S，速度为V，V=ω×Lop，压力角为α。适当偏距e（左移），使凸轮转过δ角，此时应有相同位移S，相同速度V。此时压力角为α1；P为瞬心位置，相同的速度即瞬心P位置是固定的。右移，使凸轮转过δ角，此时压力角为α2；PαPα1α2PS,V,a是确定的可知

6、：采用适当的偏距且使推杆偏向凸轮轴心的左侧，可使推程压力角减小，从而改善凸轮的受力情况，但使回程的压力角增大，由于回程的许用压力角很大，故对机构的受力情况影响不大。基本概念题1.选择题（1）对于远、近休止角均不为零的凸轮机构，当从动件推程按简谐运动规律运动时，在推程开始和结束位置______。A.不存在冲击B.存在刚性冲击C.存在柔性冲击（2）已知一滚子接触摆动从动件盘形凸轮机构，因滚子损坏，更换了一个外径与原滚子不同的新滚子，则更换滚子后________。A.从动件运动规律发生变化，而从动件最大摆角不变B.从动件最大摆角发生变化，而从动件

7、运动规律不变C.从动件最大摆角和从动件运动规律均不变D.从动件最大摆角和从动件运动规律均发生变化(3)已知一滚子接触偏置直动从动件盘形凸轮机构，若将凸轮转向由顺时针改为逆时针，则_________。A.从动件运动规律发生变化，而从动件最大行程不变B.从动件最大行程发生变化，而从动件运动规律不变C.从动件最大行程和从动件运动规律均不变D.从动件最大行程和从动件运动规律均发生变化CDD1.选择题(4)若直动从动件盘形凸轮机构采用正配置，可_______压力角。A.降低推程B.降低回程C.同时降低推程和回程(5)对于滚子从动件盘形凸轮机构，滚子半

8、径______理论轮廓曲线外凸部分的最小曲率半径。A.必须小于B.必须大于C.可以等于(6)在设计几何锁合式凸轮机构时，_______。A.只要控制推程最大压力角B.要同时控制推