凸轮机构及其设计答案

第八章 凸轮机构及其设计

一、思考题答案

1．答：推杆常用运动规律有：等速运动、等加速等减速运动、余弦加速度运动（简谐运动）规律等。等速运动规律简单，但有刚性冲击，只适用于低速的场合；等加速等减速运动和余弦加速度运动规律，由于加速度仍有突变，引起较大的惯性力，但所产生的冲击较等速运动要小得多，为柔性冲击，这两种运动规律适合于中、低速场合。

2．答：等速运动规律有刚性冲击，等加速等减速运动和余弦加速度运动规律有柔性冲击。

3．答：设计滚子推杆盘形凸轮机构时，若r r =ρ，则0=a ρ，实际廓线形成一尖点，极易磨损，这种现象称为凸轮机构的变尖现象。若r r <ρ，则0min ρ，既保证0>a ρ。

4．答：在不考虑摩擦时，凸轮作用于推杆上的正压力方向与推杆上受力点的速度方向之间的夹角称为凸轮机构的压力角。在其他条件相同的情况下，当载荷一定时，压力角越大，则推动推杆所需的驱动力也越大，机构的效率也越低，因此，在设计凸轮机构时，应限制其最大压力角不得超过某一许用直。

5．答：平底推杆凸轮机构的压力角为始终为零，故这种凸轮机构不存在自锁问题。

6．答：从受力的观点考虑,直动推杆的导轨长度l 应大一些，而悬臂尺寸b 小一些好。

二、练习题答案

解：

（1）从动件2在图示位置的速度v 2= ； （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= ； （4）如把尖顶从动件尖端B 处改为平底(⊥于构件2），则从动件的运动规律是否改变？为什么？

图8-2

8-2

解：1）该凸轮机构的名称：偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构； 2）、3）、4）见图8-2。

8-3

解：推杆在推程段及回程段运动规律的位移方程为：

1）推程：0/δδh s =

)1500(00≤≤δ2）回程：等加速段 20

2/2δδ′−=h h s )600(00≤≤δ 等减速段 2020

/)(2δδδ′−′=h s )12060(00≤≤δ计算各分点的位移值如下：

Σδ 00 015 030 045 0600750

90

0105 0120 0135 0150 0

165s

0 1.6 3.2 4.8

6.4

8 9.6 11.2

12.814.4 16 16

Σδ

01800195021002250240025502700285030003150

330360

s

16

15.5

14

11.5 8

4.5

2

0.5

0 0

图8-3

8-4

解：杆在推程及回程的运动规律的位移方程为：

1）推程：

550440330)/6()/15()/10(δδδδδδh h h s +−=)1500(00≤≤δ2）回程： 2/]/cos(1[0

δπδ′+=h s )1200(00≤≤δ计算各分点的位移值如下：

总转角

Σδ

000

150

300

450

600

750

900105012001350

1500165

s

0 0.17 1.16 3.26 6.35 10.0 13.66 16.74 18.842 19.83 20

19.23

Σδ

01800195021002250240025502700285030003150330360

s

17.07

13.83

10.0

6.17

2.93

0.765

0 0 0 0 0 0

图8-4

8-5

解： a)由凸轮的回转中心O 作推杆轴线的 垂线,得垂足E ,凸轮在E 点的速度v E 沿推杆的推 程方向,故知图示凸轮机构为正偏置,e

为正值(反 之为负偏置,e 为负值)。

由教材上的式(8-33) 知,

221/2

0(/)tan ()ds d e

r e s

δα−=−+ 在推杆运动规律一定的情况下,若为正偏置(e 为 正),由于推程时(/ds d δ)为正,式中分子

(/ds d δ)-e < /ds d δ,故压力角α减小。而在回程 时,由于(/ds d δ)为负,式中分子为

|(/ds d δ)-e |=| /ds d δ|+|e |>| /ds d δ|, 故压力角增大。负偏置时则相反,即

正偏置 推程压力角减小 回程压力角增大 图8-5 负偏置 推程压力角增大 回程压力角减小