问答题 如图所示,现需设计一对心直动滚子推杆盘形凸轮机构,设已知凸轮以等角速度沿顺时针方向回转,推杆的行程为h=50mm,推程运动角δ 0 =90°,推杆的运动规律为 推程段的许用压力角[α]=30°。试确定推程段凸轮的最佳基圆半径r 0 。又如为右偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构,偏距e=10mm,试求其最小基圆半径r 0
【正确答案】
【答案解析】解题要点:
(1)明确:凸轮机构在一个运动周期中,各位置的压力角α是不一样的,只要其中的最大值α max 满足α max ≤[α]的要求,凸轮机构的压力角就可满足设计要求。
(2)反过来,若假定凸轮机构在各位置的压力角均为许用值[α],就可以推出凸轮机构在各位置所要求的最小基圆半径,在所有的基圆半径中,肯定有一个是最大的,只要取其作为凸轮机构的基圆半径,那么,凸轮机构的基本尺寸就可满足设计要求。
解:根据对心直动推杆盘形凸轮机构的基圆半径计算公式

现每隔Δδ=1°计算出凸轮在推程段各个位置的最小基圆半径值,当δ=37°时,其值最大,为r 0 =65.1386mm,可取r" 0min =65mm为所求的最佳基圆半径。
同理,根据e≠0的基圆半径计算公式
并注意到此时凸轮机构为负偏置,偏距e应用负值代入,计算得最大值为r 0 =83.0633mm(δ=37°),现取r" 0min =83mm为推杆右偏时凸轮的最小基圆半径。
最小基圆半径也可用图解法求解。如题图所示,先用作图法作出s-ds/dδ曲线,然后作此曲线的切线mm,使之与横坐标轴ds/dδ的夹角为90°-[α]=60°。这时切线与纵坐标轴线的交点O"即为对心时凸轮回转中心的位置,由图可得 切线mm与在纵坐标轴左侧偏距为e的直线AO"的交点O"即为推杆右偏时凸轮回转中心的位置,由图可得