機(jī)械基礎(chǔ)答案解析

1、第三章 凸輪機(jī)構(gòu)題3-1欲設(shè)計(jì)圖示的直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，要求在凸輪轉(zhuǎn)角為0°90°時(shí)，推桿以余弦加速度運(yùn)動(dòng)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(zhuǎn)向3，并簡(jiǎn)要說明選定的原因;(2)用反轉(zhuǎn)法畫出當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角0=0°90°時(shí)凸輪的工作廓線(畫圖的分度要求小于15°);在圖上標(biāo)注出01=450時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角a。解答：1.選位移比例尺S 0.001m/mm，轉(zhuǎn)角比例尺0.04弧度/mm，繪制從動(dòng)件位移曲線，見題解 3-1圖(a)。2.逆時(shí)針方向，使凸輪機(jī)構(gòu)為正偏置，減小推程段

2、凸輪機(jī)構(gòu)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(dāng)01=45 0 時(shí)，a=14.50。lL題3-1圖(b)題解3-1圖題3-2圖示為一擺動(dòng)平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)(10.001 m/mm )，已知凸輪的輪廓是一個(gè)偏心圓，其圓心為 C,試用圖解法求:(1)凸輪從初始位置到達(dá)圖示位置時(shí)轉(zhuǎn)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(yùn)動(dòng)角;凸輪從初始位置回轉(zhuǎn)90°時(shí)，推桿的角位移 900AlA題解3-2圖D解題分析：作推桿的擺動(dòng)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(zhǎng)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(shí)相切，得切點(diǎn)B0,AoBo即為推桿的初始位置。(2)凸輪從初始位置到達(dá)圖示位置時(shí)的轉(zhuǎn)角就是A0O沿-方向轉(zhuǎn)到AO時(shí)的角度,即00=33°,推桿的角位移 2o=20o2 .求2 max及(1)延長(zhǎng)OC線與凸輪交于 D點(diǎn)，過D點(diǎn)作凸輪的切線，與 交于Ai點(diǎn),此時(shí)推桿的角位移最大，Wmax =36.5 0。(2)推桿沿-方向從AoBo轉(zhuǎn)到AiBi ,A0O與AiO的夾角即為推程運(yùn)動(dòng)角,0=216 0。推桿從AoBo沿-方向轉(zhuǎn)90°到達(dá)A2B2，此時(shí)推桿的角位移90=12

4、6;。3-3圖示為一對(duì)心移動(dòng)尖頂從動(dòng)件單圓弧盤形凸輪 凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸心O為L(zhǎng)oo，= 15mm，偏心輪半徑R=30mm，凸輪以等角速3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，試作出從動(dòng) 件位移圖S2 0。(偏心輪)機(jī)構(gòu)，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(shè)計(jì)一對(duì)心移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。 輪基圓半徑rb=40 mm，從動(dòng)件升程h=30 mm , 機(jī)'=1200,0s，= 600，從動(dòng)件在推程

5、作等速運(yùn)動(dòng)，在回程作等加速等減速運(yùn)動(dòng)。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(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，凸?jié)L子半徑T=10mm , O0 = 150 0,険=300,解答:3-5設(shè)計(jì)一偏置移動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。已知凸輪以等角速度3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸心0偏于從動(dòng)件中心線右方 20mm處，基圓半徑rb=50mm。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過$ o= 120°時(shí), 從動(dòng)件以等加速等減速運(yùn)動(dòng)上升30mm，再轉(zhuǎn)過0 o'= 150°時(shí)，從動(dòng)件以余弦加速度運(yùn)動(dòng)回到原位，凸輪轉(zhuǎn)過其余0 s = 90°時(shí)，從動(dòng)件停留不動(dòng)。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L(fēng)oA=50 mm ，擺動(dòng)從動(dòng)3-6設(shè)計(jì)一擺動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。如圖所示，已知中心距 件 長(zhǎng)度LAB=35mm，擺動(dòng)從動(dòng)件在最低位置時(shí)，與連心線 OA的夾角為e 0 = 30 '當(dāng)凸輪以等角速度3逆時(shí)針轉(zhuǎn) 過180 0時(shí)，擺動(dòng)從動(dòng)件以余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律向上擺 動(dòng)30°,凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過180°時(shí)，擺動(dòng)從動(dòng)件仍以余弦加 速度運(yùn)動(dòng)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(duì)于直動(dòng)尖端從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，已知凸輪推程運(yùn)動(dòng)角 mm,求 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度 3=

7、10 rad/s時(shí),等加速等減速和正弦加速度這兩種常用的基本運(yùn)va動(dòng)規(guī)律的最大速度max、最大加速度max以及所對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角解答:2/4s 2h1 .等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律:由于所以，當(dāng)/4/2V max/4時(shí)，4h 4 50102 mm/s 636.943mm/s (/2)0/2時(shí),amax2 .正弦加速度運(yùn)動(dòng)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(dāng)/4時(shí)vmax 2h 2 50 號(hào)2mm/

8、s636.943mm/s令 da /d0，可得，當(dāng)/8或3 /8時(shí),2amax 4h4 50 0mm/s2 12738-854mm/s2題3-8根據(jù)圖示已知條件作出從動(dòng)件與凸輪在B點(diǎn)接觸時(shí)的壓力角和從動(dòng)件的位移sB 或 B。題3-4圖解題分析：作出從動(dòng)件在 B點(diǎn)的位置7作出從動(dòng)件在B點(diǎn)處位移或擺角為 0。的對(duì)應(yīng)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(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪輪廓。已知該凸輪以等角速度逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)：=180 ° ,S = 90 ° ,=90 ° ；從動(dòng)件的行程h 25mm , 基圓半徑ro 50mm

9、;從動(dòng)件在推程段按余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升，在回程段按等速運(yùn)動(dòng)(按凸輪轉(zhuǎn)角的10°間隔計(jì)規(guī)律返回。試以凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心為坐標(biāo)原點(diǎn)求解凸輪輪廓的坐標(biāo)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(yùn)動(dòng)規(guī)律：s 2殳cos()0°180°遠(yuǎn)休止段：s 25mm1800270°s)回程運(yùn)動(dòng)規(guī)律：270°360°凸輪輪廓曲線方程：x(ros) sin(護(hù))cos(ros) cos(羋)sind0°360°fsin(-)0°180°于 0 180°270°27

10、0°360°ds d運(yùn)算結(jié)果如下：凸輪轉(zhuǎn)角（度）坐標(biāo)x （毫米）坐標(biāo)y （毫米）凸輪轉(zhuǎn)角（度）坐標(biāo)x（毫米）坐標(biāo)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(yùn)算結(jié)果（續(xù)）凸輪轉(zhuǎn)角（度）坐標(biāo)x （毫米）坐標(biāo)y （毫米）凸輪轉(zhuǎn)角（度）坐標(biāo)x（毫米）坐標(biāo)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(biāo)出）：（1）推桿的行程h和凸輪的基圓半徑ro；（2）推程運(yùn)動(dòng)角、遠(yuǎn)休止角S、回程運(yùn)動(dòng)角'和近休止角s'；（3）最大壓力角max的數(shù)值及發(fā)生的位置;（4 ）從B點(diǎn)接觸到C點(diǎn)接觸凸輪所轉(zhuǎn)過的角度 00和推桿的位移s；(5) C點(diǎn)接觸時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)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(shí)，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(shí)，滾子中心在Ai點(diǎn)，AiEi為推桿的位置。推桿在最低位置時(shí)， 20.72mm ； r0 30mm; oA0點(diǎn)，A0E0為推桿的位置。推