機械基礎答案解析

1、第三章 凸輪機構題3-1欲設計圖示的直動滾子從動件盤形凸輪機構，要求在凸輪轉角為0°90°時，推桿以余弦加速度運動規(guī)律上升h= 20 mm,且取0= 25 mm,e= 10 mm,rr= 5 mm。試求:(1)選定凸輪的轉向3，并簡要說明選定的原因;(2)用反轉法畫出當凸輪轉角0=0°90°時凸輪的工作廓線(畫圖的分度要求小于15°);在圖上標注出01=450時凸輪機構的壓力角a。解答：1.選位移比例尺S 0.001m/mm，轉角比例尺0.04弧度/mm，繪制從動件位移曲線，見題解 3-1圖(a)。2.逆時針方向，使凸輪機構為正偏置，減小推程段

2、凸輪機構的壓力角。3將圓弧頂推桿視為滾子推桿，取尺寸比例尺10-001m/mm作圖，凸輪廓線如圖所示。4 .如圖所示，當01=45 0 時，a=14.50。lL題3-1圖(b)題解3-1圖題3-2圖示為一擺動平底推桿盤形凸輪機構(10.001 m/mm )，已知凸輪的輪廓是一個偏心圓，其圓心為 C,試用圖解法求:(1)凸輪從初始位置到達圖示位置時轉角00及推桿的角位移(2 )推桿的最大角位移 Wmax及凸輪的推程運動角;凸輪從初始位置回轉90°時，推桿的角位移 900AlA題解3-2圖D解題分析：作推桿的擺動中心所在的圓7作基圓7作推桿的初始位置7按題目要求逐步求解。解答:1 .求0

3、0及忸(1 )以0為圓心，OA長為半徑作圓;以0為圓心作圓切于凸輪，該圓即為基圓;作推桿與基圓和凸輪同時相切，得切點B0,AoBo即為推桿的初始位置。(2)凸輪從初始位置到達圖示位置時的轉角就是A0O沿-方向轉到AO時的角度,即00=33°,推桿的角位移 2o=20o2 .求2 max及(1)延長OC線與凸輪交于 D點，過D點作凸輪的切線，與 交于Ai點,此時推桿的角位移最大，Wmax =36.5 0。(2)推桿沿-方向從AoBo轉到AiBi ,A0O與AiO的夾角即為推程運動角,0=216 0。推桿從AoBo沿-方向轉90°到達A2B2，此時推桿的角位移90=12

4、6;。3-3圖示為一對心移動尖頂從動件單圓弧盤形凸輪 凸輪轉動軸心O為Loo，= 15mm，偏心輪半徑R=30mm，凸輪以等角速3順時針轉動，試作出從動 件位移圖S2 0。(偏心輪)機構，偏心輪幾何中心O'距離解答：r"、幻件上升的禺度30° =1, D6 SQ* =4=19.坯 1 占 C|BL 列 90" =IQ=27. 04 ISO.03-1rY l113J s£7eftLOIt12A34 設計一對心移動滾子從動件盤形凸輪機構。 輪基圓半徑rb=40 mm，從動件升程h=30 mm , 機'=1200,0s，= 600，從動件在推程

5、作等速運動，在回程作等加速等減速運動。試用圖 解法繪出此盤形凸輪的輪廓曲線。已知凸輪以等角速3順時針方向轉動，凸?jié)L子半徑T=10mm , O0 = 150 0,険=300,解答:3-5設計一偏置移動尖頂從動件盤形凸輪機構。已知凸輪以等角速度3順時針轉動，凸輪轉動軸心0偏于從動件中心線右方 20mm處，基圓半徑rb=50mm。當凸輪轉過$ o= 120°時, 從動件以等加速等減速運動上升30mm，再轉過0 o'= 150°時，從動件以余弦加速度運動回到原位，凸輪轉過其余0 s = 90°時，從動件停留不動。試用圖解法繪出此凸輪輪廓曲線。解答：7_ - - 1

6、 - '-逐"二 一 J権亠LoA=50 mm ，擺動從動3-6設計一擺動尖頂從動件盤形凸輪機構。如圖所示，已知中心距 件 長度LAB=35mm，擺動從動件在最低位置時，與連心線 OA的夾角為e 0 = 30 '當凸輪以等角速度3逆時針轉 過180 0時，擺動從動件以余弦加速度運動規(guī)律向上擺 動30°,凸輪繼續(xù)轉過180°時，擺動從動件仍以余弦加 速度運動規(guī)律擺回原位。試用圖解法繪出凸輪輪廓曲 線。解答：/4)H17XI/z_1_r*n2,行程 h= 50題3-7 對于直動尖端從動件盤形凸輪機構，已知凸輪推程運動角 mm,求 當凸輪轉動角速度 3=

7、10 rad/s時,等加速等減速和正弦加速度這兩種常用的基本運va動規(guī)律的最大速度max、最大加速度max以及所對應的凸輪轉角解答:2/4s 2h1 .等加速等減速運動規(guī)律:由于所以，當/4/2V max/4時，4h 4 50102 mm/s 636.943mm/s (/2)0/2時,amax2 .正弦加速度運動規(guī)律:s h 由于v ds/dt 上24Sin (224 502 mm/s 8113.919mm/s /2)2/2，所以1 cos(21 cos(4 )a dv/dt sin(4 );da/d3ncos(4 )所以，令adv/dt 0，可得，當/4時vmax 2h 2 50 號2mm/

8、s636.943mm/s令 da /d0，可得，當/8或3 /8時,2amax 4h4 50 0mm/s2 12738-854mm/s2題3-8根據圖示已知條件作出從動件與凸輪在B點接觸時的壓力角和從動件的位移sB 或 B。題3-4圖解題分析：作出從動件在 B點的位置7作出從動件在B點處位移或擺角為 0。的對應位置7按題目要求求解。解答：見題解3-4圖題解3 4圖題3-9試用解析法求一對心直動平底從動件盤形凸輪機構的凸輪輪廓。已知該凸輪以等角速度逆時針方向轉動：=180 ° ,S = 90 ° ,=90 ° ；從動件的行程h 25mm , 基圓半徑ro 50mm

9、;從動件在推程段按余弦加速度運動規(guī)律上升，在回程段按等速運動(按凸輪轉角的10°間隔計規(guī)律返回。試以凸輪轉動中心為坐標原點求解凸輪輪廓的坐標值算)，并繪出凸輪輪廓(10.002m/mm)。題3-5圖題解3-5圖解答:推程運動規(guī)律：s 2殳cos()0°180°遠休止段：s 25mm1800270°s)回程運動規(guī)律：270°360°凸輪輪廓曲線方程：x(ros) sin(護)cos(ros) cos(羋)sind0°360°fsin(-)0°180°于 0 180°270°27

10、0°360°ds d運算結果如下：凸輪轉角（度）坐標x （毫米）坐標y （毫米）凸輪轉角（度）坐標x（毫米）坐標y （毫米）00.00050.000190-13.024-73.8611010.85349.050200-25.652-70.4772021.37646.231210-37.500-64.9523031.25041.627220-48.209-57.4534040.17435.378230-57.453-48.209運算結果（續(xù)）凸輪轉角（度）坐標x （毫米）坐標y （毫米）凸輪轉角（度）坐標x（毫米）坐標y （毫米）5047.87827.674240-64.95

11、2-37.5006054.12718.750250-70.477-25.6527058.7318.876260-73.861-13.0248061.554-1.647270-75.0000.0009062.500-12.500280-73.889-3.13210061.550-23.353290-70.7008.79611058.731-33.876300-65.69319.50012054.127-43.750310-59.17228.87513047.878-52.674320-51.47336.58414040.174-60.378330-42.95042.56015031.250-66

12、.627340-33.95746.76216021.376-71.231350-24.83849.21217010.853-74.0503600.00050.0001800.000-75.000題3-10圖示的凸輪為偏心圓盤（1°.°°1m/mm）。圓心為0,半徑R =30 mm ,偏心距Loa = 10 mm, &= 10 mm,偏距e = 10 mm。試求（均在圖上標出）：（1）推桿的行程h和凸輪的基圓半徑ro；（2）推程運動角、遠休止角S、回程運動角'和近休止角s'；（3）最大壓力角max的數值及發(fā)生的位置;（4 ）從B點接觸到C點接觸凸輪所轉過的角度 00和推桿的位移s；(5) C點接觸時凸輪機構的壓力角解題分析：作凸輪的理論廓線7作偏距圓7作凸輪基圓7按題目要求逐步求解解答:1 .推桿在最高位置時，滾子中心在滾子中心在基圓上，故 h為所求。h2.推桿在初始位置時，滾子中心在Ai點，AiEi為推桿的位置。推桿在最低位置時， 20.72mm ； r0 30mm; oA0點，A0E0為推桿的位置。推