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凸輪機(jī)構(gòu) 習(xí)題答案

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凸輪機(jī)構(gòu) 習(xí)題答案

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)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件。 凸輪機(jī)構(gòu)一般是由凸輪,從動件和機(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,從動件根據(jù)使用要求設(shè)計(jì)使它獲得一定規(guī)律的運(yùn)動,凸輪機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動要求,廣泛用于各種自動化和半自動化機(jī)械裝置中。 凸輪機(jī)構(gòu)主要作用是使從動桿按照工作要求完成各種復(fù)雜的運(yùn)動,包括直線運(yùn)動、擺動、等速運(yùn)動和不等速運(yùn)動。3-2 滾子從動件的滾子半徑大小對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代替?為什么?答:對于滾子從動件的凸輪機(jī)構(gòu),滾子半徑的大小常常影響到凸輪實(shí)際輪廓曲線的形狀,設(shè)計(jì)時(shí)要選擇合適的滾子半徑,否則會出現(xiàn)運(yùn)動失真的情況。對于滾子從動件的凸輪機(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,從動件的運(yùn)動規(guī)律會發(fā)生變化;如果希望從動件的運(yùn)動規(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不變的情況下,作其法向等距曲線并使之距離等于新滾子半徑得到新的實(shí)際輪廓曲線,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角。壓力角越大,將造成所受的正壓力越大,甚至達(dá)到無窮大而出現(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看,壓力角越小越好。3-4 為什么平底直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪輪廓曲線一定要外凸?滾子直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪輪廓曲線卻允許內(nèi)凹,而且內(nèi)凹段一定不會出現(xiàn)運(yùn)動失真?答:對于平底直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu),只有凸輪廓線外凸,才能保證凸輪輪廓曲線上的所有點(diǎn)都能與從動件平底接觸;對于滾子直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu),凸輪實(shí)際廓線是沿理論廓線,以滾子半徑為間距,作其法向等距曲線得到的,當(dāng)凸輪輪廓曲線內(nèi)凹時(shí),實(shí)際廓線各點(diǎn)的曲率半徑為對應(yīng)理論廓線各點(diǎn)曲率半徑與滾子半徑之和,因而不管滾子半徑多大,實(shí)際廓線各點(diǎn)的曲率半徑都大于零,所以可以正常運(yùn)動并且不會出現(xiàn)失真現(xiàn)象。3-5 何謂凸輪壓力角?壓力角的大小對機(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:從動件所受作用力F與受力點(diǎn)速度間所夾的銳角稱為凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角,用表示。 由上述關(guān)系式知,壓力角愈大,有效分力y愈小,有害分力x愈大。當(dāng)角大到某一數(shù)值時(shí),必將會出現(xiàn)Fy<Fx的情況。這時(shí),不論施加多大的Fn力,都不能使從動件運(yùn)動,這種現(xiàn)象稱為自鎖。因此,為了保證凸輪機(jī)構(gòu)的正常工作,必須對凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角進(jìn)行限制。(a) (b) (c)題3-5圖3-6 已知題3-6圖所示的平底直動從動件盤形凸輪機(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)動角、回程運(yùn)動角、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),從動件的速度。解:(1)基圓半徑: mm;升程: mm。(2) 推程運(yùn)動角:;回程運(yùn)動角:; 遠(yuǎn)休止角:;近休止角:。(3) 由于平底垂直于導(dǎo)路的平底直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角恒等于零,所以。(4) 如圖所示,取AO連線與水平線的夾角為凸輪的轉(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從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu),AFB、CD為圓弧,AD、BC為直線,A、B為直線與圓弧AFB的切點(diǎn)。已知,試求:(1)從動件的升程,凸輪的推程運(yùn)動角,回程運(yùn)動角和遠(yuǎn)休止角;(2)從動件推程最大壓力角的數(shù)值及出現(xiàn)的位置;(3)從動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)動角為;回程運(yùn)動角為;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。

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