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顶置凸轮轴

顶置凸轮轴

试求: (1)滚子与凸轮廓线在点接触时

  2019年全国信息技术教师考试试题题库及答案-适用于信息技术教师业务能力提升工程.doc

  例1 如图1(a)所示的直动滚子从动件盘形凸轮机构中,已知从动件在推程的运动规律为等加速等减速运动,推程运动角=1200,凸轮工作轮廓的最小半径为=30mm,滚子半径=12mm,偏距e=14mm,从动件的行程h=25mm。试求: 凸轮的基圆半径的值; 当凸轮转角为900时,从动件的位移s和类速度; 取比例尺=1mm/mm,用作图法求当凸轮转角为900时,所对应的以下各项: 凸轮理论廓线曲线的对应点; 凸轮工作廓线曲线的对应点; 凸轮与从动件的速度瞬心位置; 画出该位置所对应的压力角。 (4) 用解析法求上述1)、2)、3)、4)各项。 图 1(a) 图 1(b) 解:(1)凸轮的基圆半径为=30+12=42mm。 (2)从动件在推程的运动规律为等加速等减速运动,当=900时,从动件在推程的等减速段,对应的从动件的位移和速度为: =25-225(120-90)2/1202=21.875mm =425(120-90)/1202=11.936mm/ 作原凸轮机构的位置图,然后求当凸轮转过 =900时对应的以下各项: 以O为圆心,分别以偏距e和基圆半径为半径作出偏距圆和基圆,为从动件滚子中心的初始位置。根据反转法原理,从动件由位置沿方向反转=900角,即得从动件在此位置的导路位置线CK,在KC的延长线mm,求得B点,即为凸轮转过900时的理论轮廓上所求的对应点。 过B点作凸轮理论廓线的法线nn,其与滚子的交点,即为该凸轮实际廓线上的对应点。 凸轮理论廓线的法线nn与OK的交点即为凸轮与推杆的相对速度瞬心位置P。 B点处凸轮理论廓线的法线nn与过B点的从动件导路方向线所夹的锐角即为所求的凸轮机构的压力角。 用解析法求解。 1) 凸轮理论轮廓线mm,则: 实际工作轮廓线.936-14)sin900=-2.064mm 外包络线上点: 内包络线) 速度瞬心的位置为OP==11.936mm 4)该位置的压力角 =arctan()=1.9230 如图2(a)所示为一直动从动件盘形凸轮机构,已知凸轮基圆半径为,从动件运动规律s=。为了使所设计的凸轮机构在推程中压力角减小,试用公式说明从动件应偏于凸轮轴心的哪一侧。 解:当从动件偏于凸轮轴心O的左侧时,设其偏距为e时,当凸轮沿方向转过角时,相应从动件的位移为s,如图2(b)所示,此时,从动件与凸轮将在B点接触,过B点作凸轮廓线的法线nn与从动件作用点的速度方向(从动件的导路方向)所夹的锐角,即为压力角,由瞬心法可知,其法线nn与过O点垂直与导路方向的水平线的交点P即为凸轮与从动件的相对瞬心,于是可得: 当从动件偏于凸轮轴心O的右侧时,如图2(c)所示,则有: 当从动件为对心时,即e=0, 则有: 当凸轮顺时针转动,从动件偏于凸轮轴心O的左侧时,可使推程压力角减少。由此可知:利用从动件的偏置,可以减少推程段的压力角,从而改善凸轮机构的受力状况。应注意此时回程压力角将增大,而由于回程许用压力角很大,故其增大对机构受力影响不大。另外偏距也不能取得太大,一方面容易使机构与导路发生自锁,另一方面,偏置直动推杆凸轮机构在制造时要保证凸轮轴孔位置的准确性较困难。 图2(b) 图2(c) 例3 如图3所示凸轮机构中,已知从动件行程h=50 mm,偏距e=10 mm,,推程运动角=900,许用压力角[]=300。推程的运动规律为余弦运动规律。s=,试用解析法确定凸轮的最小基圆半径。 解:根据文献[1]式(4-9),将代入得: 式中的正号和负号是根据偏距e和从动件与凸轮的瞬心P位置而定。 上式表明,当e=常数,时,凸轮的基圆半径随值和位移而定。及从动件的不同位置有不同的基圆半径。因此,可以根据表达式求出它的极值。由此得: 即 将s=代入上式整理后得: 将,[]=300代入得。则: ==

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