(新)机械原理第九章凸轮机构及设计

第九章 凸轮机构及其设计

题9-1 在直动推杆盘形凸轮机构中，已知凸轮的推程运动角0δ= π/2，推杆的行程角h=50mm ，试求：当凸轮的角速度ω=10rad/s 时，等速、等加速等减速、余弦加速度和正弦加速度四种常用运动规律的速度最大值m ax v 和加速度最大值a max 及所对应的凸轮转角δ。

题9-2已知一偏置尖顶推杆盘形凸轮机构如图所示，试用作图法求推杆的位移曲线。

解：以同一比例尺mm mm l 1=μ作推杆位移曲线如图9-2所示

0°

180°

360°

S

δ

A

题9-2

题9-3试用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r 0=30mm ，滚子半径r r =10mm 。推杆运动规律为：凸轮转角δ=0°~150°时，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。

解：推杆在推程段及回程段运动规律的位移方程为: 1) 推程： 0δh s = ， ()︒≤≤1500δ

2）回程：等加速段 2

022δδh h s -= ，()︒≤≤600δ

等减速段 ()20

2

2δδδ'-'-=h s ， ()︒≤≤︒12060δ

计算各分点的位移值如下：

取

mm mm l 1=μ作图如下:

题9-4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。设已知凸轮基圆半径r 0=30mm ，推杆平底与导轨的中心线垂直，凸轮顺时针方向等速转动。当凸轮转过150°时，推杆以五次多项式运动上升20mm ；再转过120°，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。

解：推杆在推程段及回程段运动规律的位移方程为：

1) 推程：()()()

5

50

44033061510δδδδδh h h s +-= ()︒≤≤1500δ 2）回程：()[]2cos 10

δπ'+=h s

()︒≤≤1200δ

取

mm mm l 1=μ作图如下:

题9-5试以作图法设计一摆动滚子推杆盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线。已知l OA =55mm ，r 0=25mm ，l AB =50mm ，r r =8mm 。凸轮逆时针方向等速转动，要求当凸轮转过180°时，推杆以余弦加速度运动向上摆动φm =25°；转过一周中的其余角度时，推杆以正弦加速度运动摆回到原位置。

解：推杆在推程段及回程段运动规律的位移方程为：

1) 推程： ()[]2cos 10

δδπϕϕ'-=m ()︒≤≤1800δ 2）回程：()()()[]ππδδϕϕ

22sin 100

'+'-=m ， ()︒≤≤1800δ 计算各分点的角位移值如下：

题9-6图示为一偏置滚子推杆盘形凸轮机构。已知凸轮轮廓由三段圆弧和一段直线组成。它们的圆心分别为O 、O ＇及O ＂，半径分别为r=18mm ，r ＇=36mm 及r ＂=5mm ，偏距e=8mm 。滚子半径r r =5mm 。现要求：

1）画出凸轮的理论轮廓曲线及基圆。

2）求出推杆的行程h 、推程运动角δ0及回程运动角δ0＇； 3）标出图示位置推杆的位移及凸轮机构的压力角α；

4）标出凸轮由图示位置转过60°时，推杆的位移s ＇及凸轮机构的压力角α＇。

解：1）作理论轮廓曲线及基圆。

2）作推杆的行程h 和推程运动角0δ及回程运动角0

δ'。 3)标出位移S 、S '和压力角α、α'。

ω

(b)

题9-8