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1、3-1 什么樣的構(gòu)件叫凸輪？什么樣的機(jī)構(gòu)是凸輪機(jī)構(gòu)？凸輪機(jī)構(gòu)的功用是什么？
答：凸輪是一個(gè)具有曲線(xiàn)輪廓或凹槽的構(gòu)件。
凸輪機(jī)構(gòu)一般是由凸輪，從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)構(gòu)件組成的高副機(jī)構(gòu)。凸輪通常作連續(xù)等速轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件根據(jù)使用要求設(shè)計(jì)使它獲得一定規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，凸輪機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)要求，廣泛用于各種自動(dòng)化和半自動(dòng)化機(jī)械裝置中。
凸輪機(jī)構(gòu)主要作用是使從動(dòng)桿按照工作要求完成各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，包括直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)、等速運(yùn)動(dòng)和不等速運(yùn)動(dòng)。
3-2 滾子從動(dòng)件的滾子半徑大小對(duì)凸輪工作有什么影響？若某一凸輪機(jī)構(gòu)的滾子損壞后，是否可以任取一滾子來(lái)代替？為什么？
答：對(duì)于滾子從動(dòng)件的凸輪機(jī)構(gòu)，滾
2、子半徑的大小常常影響到凸輪實(shí)際輪廓曲線(xiàn)的形狀，設(shè)計(jì)時(shí)要選擇合適的滾子半徑，否則會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)失真的情況。
對(duì)于滾子從動(dòng)件的凸輪機(jī)構(gòu)，如果滾子損壞不能任取一滾子代替。因?yàn)槿绻x取滾子與原有滾子尺寸不同，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律會(huì)發(fā)生變化；如果希望從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)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(xiàn)不變的情況下，作其法向等距曲線(xiàn)并使之距離等于新滾子半徑得到新的實(shí)際輪廓曲線(xiàn)，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(jī)構(gòu)壓力角：推桿在與凸輪的接觸點(diǎn)上所受的正壓力與推桿上該點(diǎn)的速度方向所夾的銳
3、角。壓力角越大，將造成所受的正壓力越大，甚至達(dá)到無(wú)窮大而出現(xiàn)自鎖，因而，從減小推力，避免自鎖，使機(jī)構(gòu)具有良好的受力狀況來(lái)看，壓力角越小越好。
3-4 為什么平底直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪輪廓曲線(xiàn)一定要外凸？滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪輪廓曲線(xiàn)卻允許內(nèi)凹，而且內(nèi)凹段一定不會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)失真？
答：對(duì)于平底直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，只有凸輪廓線(xiàn)外凸，才能保證凸輪輪廓曲線(xiàn)上的所有點(diǎn)都能與從動(dòng)件平底接觸；對(duì)于滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪實(shí)際廓線(xiàn)是沿理論廓線(xiàn)，以滾子半徑為間距，作其法向等距曲線(xiàn)得到的，當(dāng)凸輪輪廓曲線(xiàn)內(nèi)凹時(shí)，實(shí)際廓線(xiàn)各點(diǎn)的曲率半徑為對(duì)應(yīng)理論廓線(xiàn)各點(diǎn)曲率半徑與滾子半徑之和，因而不
4、管滾子半徑多大，實(shí)際廓線(xiàn)各點(diǎn)的曲率半徑都大于零，所以可以正常運(yùn)動(dòng)并且不會(huì)出現(xiàn)失真現(xiàn)象。
3-5 何謂凸輪壓力角？壓力角的大小對(duì)機(jī)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(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角，并標(biāo)在題3-5圖中。
答：從動(dòng)件所受作用力F與受力點(diǎn)速度ν間所夾的銳角稱(chēng)為凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角，用α表示。
由上述關(guān)系式知，壓力角α愈大，有效分力Ｆy愈小，有害分力Ｆx愈大。當(dāng)α角大到某一數(shù)值時(shí)，必將會(huì)出現(xiàn)Fy
5、） （b） （c）
題3-5圖
3-6 已知題3-6圖所示的平底直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)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(yùn)動(dòng)角、回程運(yùn)動(dòng)角、遠(yuǎn)休止角和近休止角；
（3）凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角和最小壓力角；
（4）從動(dòng)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(shí)，從動(dòng)件的速度。
解：
（1）基圓半徑： mm；升程： mm。
（2） 推程運(yùn)動(dòng)角：；回程運(yùn)動(dòng)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(dòng)從動(dòng)件
6、盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角恒等于零，所以。
（4） 如圖所示，取AO連線(xiàn)與水平線(xiàn)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(shí)，或，所以推桿的速度為： 。
3-7 題3-7圖所示為偏置尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，AFB、CD為圓弧，AD、BC為直線(xiàn)，A、B為直線(xiàn)與圓弧AFB的切點(diǎn)。已知，，，，試求：
（1）從動(dòng)件的升程，凸輪的推程運(yùn)動(dòng)角，回程運(yùn)動(dòng)角和遠(yuǎn)休止角；
（2）從動(dòng)件推程最大壓力角的數(shù)值及出現(xiàn)的位置；
（3）從動(dòng)件回程最大壓力角的數(shù)值及出現(xiàn)的位置。
題3-7圖
解：取尺寸比例尺作圖，得
（1） 推桿的升程為；推程運(yùn)動(dòng)角為；回程運(yùn)動(dòng)角為；遠(yuǎn)休止角為；
（2） 推程段最大壓力角出現(xiàn)在D點(diǎn)，其值為；
（3） 回程段最大壓力角出現(xiàn)在C點(diǎn)，其值為。
凸輪機(jī)構(gòu) 習(xí)題答案
