凸輪機構(gòu)及其設(shè)計(8學(xué)時)(精)(編輯修改稿)
2025-07-26 21:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 接觸點處的法線方向）與推桿上對應(yīng)點速度方向所夾的銳角，并用表示。（1）凸輪機構(gòu)壓力角與受力的關(guān)系：壓力角是影響凸輪機構(gòu)受力情況的一個重要參數(shù)。當(dāng)壓力角增大時，凸輪對從動件的有效分力將減小，即凸輪機構(gòu)在同樣載荷Q下所需的推動力P將增大；當(dāng)壓力角接近臨界壓力角（即凸輪機構(gòu)出現(xiàn)自鎖時的壓力角）時，驅(qū)動力P急劇增加，將導(dǎo)致機械效率降低和輪廓嚴重磨損，凸輪機構(gòu)處在惡劣的工作條件下；當(dāng)＞時，凸輪機構(gòu)將發(fā)生自鎖。因此，從減小推力和避免自鎖的觀點來看，壓力角愈小愈好。一般說來，凸輪廓線上不同點處的壓力角是不同的，為保證凸輪機構(gòu)能正常運轉(zhuǎn)，應(yīng)使其最大壓力角小于臨界壓力角。在實際生產(chǎn)中，為了提高機械效率和改善受力情況，通常規(guī)定了凸輪機構(gòu)的最大壓力角，為許用壓力角，其值遠小于臨界壓力角。一般取值為：推程時，直動推桿，擺動推桿；回程時。凸輪基圓半徑的確定（1）凸輪機構(gòu)的壓力角與基圓半徑的關(guān)系：如圖51所示的偏置直動尖頂推桿盤形凸輪，由瞬心知識可知，P點為推桿與凸輪的相對速度瞬心。故，則有：。又由圖中直角三角形BCP可知，凸輪機構(gòu)的壓力角與基圓半徑和偏距e之間的關(guān)系為 （51）式中s為凸輪轉(zhuǎn)過角度時，推桿產(chǎn)生相應(yīng)的位移，e為偏距，為基圓半徑，為推桿位移對的導(dǎo)數(shù)。對于直動推桿盤形凸輪機構(gòu)，如果限定推程的壓力角，則可由式（51）導(dǎo)出基圓半徑的計算公式 （52）由式（51）和（52）可知：①、當(dāng)其他條件不變時，壓力角愈大，基圓半徑愈小，即凸輪尺寸愈小。故從機構(gòu)尺寸緊湊的觀點來看，壓力角大好。②、當(dāng)其他條件不變時，推桿偏置方向使e前為減號，可使壓力角減小，從而改善其受力情況。（2）基圓半徑的確定。在偏距一定，推桿的運動規(guī)律已知的條件下，加大基圓半徑，可減小壓力角，從而改善機構(gòu)的傳力特性；凸輪的基圓半徑愈小，凸輪尺寸則愈小，凸輪機構(gòu)愈緊湊。然而，基圓半徑的減小受到了壓力角的限制，而且在實際設(shè)計工作中，還要受到凸輪結(jié)構(gòu)尺寸及強度條件的限制。因此，在實際設(shè)計工作中，基圓半徑的確定必須從凸輪機構(gòu)的尺寸、受力、安裝、強度等方面予以綜合考慮。但僅從機構(gòu)尺寸緊湊和改善受力的觀點來看，基圓半徑確定的原則是：在保證的條件下，應(yīng)使基圓半徑盡可能小。四、例題精解例41 用作圖法求出圖示兩凸輪機構(gòu)從圖示位置轉(zhuǎn)過時的壓力角。例41圖解：用反轉(zhuǎn)法原理，從動件以方向倒轉(zhuǎn)，即為凸輪轉(zhuǎn)動時與從動件的相對位置。(1) 圖 a) 壓力角。(2) 圖 b) 壓力角 。例41圖解例42 已知一對心直動尖頂從動件盤狀凸輪機構(gòu)的凸輪輪廓曲線為一偏心圓，其直徑 D=50 mm，偏心距e=5 mm。要求：（1）畫出此機構(gòu)的簡圖（自取比例尺）；（2）畫出基圓并計算r0；（3）在從動件與凸輪接觸處畫出壓力角。解：(1) 凸輪機構(gòu)如圖示。 (2)＝mm。(3) 壓力角如圖示。例42圖解例43 圖示為一偏心圓盤凸輪機構(gòu)，凸輪的回轉(zhuǎn)方向如圖所示。要求：（1）說明該機構(gòu)的詳細名稱；（2）在圖上畫出凸輪的基圓，并標(biāo)明圖示位置的凸輪機構(gòu)壓力角和從動件2的位移；（3）在圖上標(biāo)出從動件的行程h及該機構(gòu)的最小壓力角的位置。 例43圖 例43圖解解：(1) 偏置直動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)。 (2) r0，s如圖所示。(3) h及min發(fā)生位置如圖示。例44圖示的凸輪為偏心圓盤。圓心為Ｏ，半徑Ｒ＝30mm，偏心距＝10mm，＝10mm，偏距ｅ＝10mm。試求（均在圖上標(biāo)注出）：（1）推桿的行程ｈ和凸輪的基圓半徑；（2）推程運動角、遠休止角、回程運動角和近休止角；（3）最大壓力角的數(shù)值及發(fā)生的位置；（4）從接觸點B到接觸點C凸輪所轉(zhuǎn)過的角度和推桿的位移s；（5）C點接觸時凸輪機構(gòu)的壓力角。例44圖解：取尺寸比例尺作圖，得（1）推桿的行程，基圓半徑；（2）推程運動角，回程運動角，遠休止角，近休止角；（3）當(dāng)滾子與凸輪廓線在點接觸時壓力角最大，其值為；（4）從接觸點到接觸點凸輪所轉(zhuǎn)過的角度為，推桿的位移為；（5）在點接觸時凸輪機構(gòu)的壓力角為。例44圖解例45 直動從動件盤形凸輪機構(gòu)中，已知：行程h=40mm，從動件運動規(guī)律如圖所示，其中AB段和CD段均為正弦加速度運動規(guī)律。試寫出從坐標(biāo)原點量起的AB和CD段的位移方程。例45圖解：(1) 推程AB段式中，為從坐標(biāo)原點量起的凸輪轉(zhuǎn)過的角度，則 (2) 回程CD段式中，，則例46 有一偏置直動尖頂從動件盤形凸輪機構(gòu)，凸輪等速沿
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