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实验5凸轮机构凸轮轮廓检测与从动件运动规律分析

5.1实验目的

掌握凸轮轮廓和从动件位移检测原理与方法；
了解凸轮转向的不同对从动件位移规律的影响。

5.2实验设备和工具

1.凸轮轮廓检测仪；
2.盘形凸轮若干个；
量具；
检测与分析软件；
计算机、打印机；
纸、笔（学生自备）。

5.3实验原理和方法

对于图5.1所示滚子接触直动从动件盘形凸轮机构，凸轮转角位置由圆编码器1测量，从动件的直线位置通过圆柱、钢带纯滚动传动变换为转角位置，并由圆编码器2测量（数显部分已将角度量变换为直线量）。为便于手动驱使凸轮旋转和使凸轮能停于任意位置，增设加一具有自锁性质的蜗杆蜗轮机构，其中蜗轮与凸轮固联为一体，蜗杆轴上装有一手柄，通过手柄的转动，即可实现对凸轮的驱动。
蜗杆(右旋)
蜗轮
凸轮
编码器1
手柄
从动件
编码器2

图5.1凸轮轮廓检测仪

当通过测量获得偏置距离e、滚子半径rT和凸轮轮廓最小半径rmin后，如果分别测出凸轮机构一个运动周期内凸轮转角与从动件位置的对应关系，即可确定从动件位移规律和凸轮理论轮廓的极坐标，然后利用滚子半径值获得凸轮实际轮廓。

实验步骤和要求

测量偏置距离e和滚子半径rT；
选一凸轮，测量其轮廓最小半径rmin，然后将其安装于凸轮轮廓检测仪的凸轮轴上，并紧固；
转动蜗杆轴上的手柄，观察数显面板上凸轮转角和从动件位置的数据变化，当凸轮转至推程开始位置时，将凸轮转角数据和从动件位置数据置零，即将此机构位置作为凸轮转角和从动件位置的零位；
从零位开始，顺时针转动手柄并观察凸轮转向，检测与分析软件系统自动记录凸轮转角和对应的从动件位置，也可每隔一定角度手工记录一次凸轮转角值和对应的从动件位置值，直至再次回到零位；
根据测量数据自动绘制从动件位移线图（也可手工绘制），确定推程运动角、远休止角、回程运动角和近休止角，并分析是否存在刚性或柔性冲击；
绘制凸轮理论轮廓图和实际轮廓图，在其上标出推程运动角、远休止角、回程运动角和近休止角；
打印测量数据和线图；
从零位开始，逆时针转动手柄并观察凸轮转向，重复上述第4步至第6步；
更换另一凸轮，重新进行上述各步。

5.5思考题与实验报告

1.思考题
如何通过观察凸轮转角和从动件位置测量数据确定凸轮机构推程开始位置？
凸轮不同转向时测得的从动件位移规律是否相同？
测量凸轮轮廓时，凸轮不同转向是否会影响所得凸轮轮廓形状？

2.实验报告基本内容
(1)按凸轮顺时针转动和逆时针转动分别填写完成下表内容

实验5：凸轮机构凸轮轮廓检测与从动件运动规律分析实验报告
学生姓名学号组别实验日期成绩指导教师凸轮编号偏距e=mm滚子半径rT=mm轮廓最小半径rmin=mm凸轮转角和从动件位置数据记录（凸轮转向：）
实验所得曲线和图形：

凸轮编号偏距e=mm滚子半径rT=mm轮廓最小半径rmin=mm凸轮转角和从动件位置数据记录（凸轮转向：）
实验所得曲线和图形：

(2)思考题讨论

(3)实验心得和建议