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)圖示的直動滾子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，要求在凸輪轉(zhuǎn)角為 0°900時,推桿以余弦加速度運(yùn)動規(guī)律上升h= 20 mm,且取r°= 25 mm,e= 10 mm,rr= 5 mm。試求：(1 )選定凸輪的轉(zhuǎn)向 3,并簡要說明選定的原因；(2 )用反轉(zhuǎn)法畫出當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角0=0 090°時凸輪的工作廓線(畫圖的分度要求小于15°);(3 )在圖上標(biāo)注出01=45 0時凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角a。解答:1 選位移比例尺S 0.001m/mm，轉(zhuǎn)角比例尺位移曲線，見題解 3-1圖。0.04 弧度 /mm，繪制從動件2.逆時針方向，使凸輪機(jī)構(gòu)為正偏置，

2、減小推程段凸輪機(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 圖所示。0.001m/mm作圖，凸輪廓線如4 .如圖所示，當(dāng) 01=45 0時，a=14.5 0題3-1圖題解3-1圖(b)題3-2圖示為一擺動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)圖示位置時轉(zhuǎn)角00及推桿的角位移収；(2 )推桿的最大角位移 ®max及凸輪的推程運(yùn)動角;(3)凸輪從初始位置回轉(zhuǎn) 900時，推桿的角位移 収0。題解3-2圖解題分析：作推桿的擺動中心所在的圓t作基圓t作推桿的初始位置t按題目要求逐步求解。解答

3、:1 .求00及収(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(diǎn)Bo，A0B0即為推桿的初始位置。(2 )凸輪從初始位置到達(dá)圖示位置時的轉(zhuǎn)角就是AoO沿-方向轉(zhuǎn)到AO時的角度,即機(jī)=33 °,推桿的角位移 収=2 0。2 .求 ip max及(1 )延長OC線與凸輪交于 D點(diǎn)，過D點(diǎn)作凸輪的切線，與交于Al點(diǎn)，此時推桿的角位移最大，pmax =36.5 °。(2 )推桿沿- 方向從AoBo轉(zhuǎn)到AiBi ,A°O與AiO的夾角即為推程運(yùn)動角，=216 °3 .求 p90推桿從AoBo沿- 方向

4、轉(zhuǎn)90°到達(dá)A2B2，此時推桿的角位移収0=12 03-3圖示為一對心移動尖頂從動件單圓弧盤形凸輪(偏心輪)機(jī)構(gòu)，偏心輪幾何中心O '距離凸輪轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動，試作出從動件位移圖 S2 0。解答：從動件上升的甜度3C° =. 36 SO* =4. .M =10. Q8120' =J9, 54 150=27.04 1BD* =30.034 設(shè)計(jì)一對心移動滾子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。已知凸輪以等角速3順時針方向轉(zhuǎn)動，凸輪基圓半徑rb=40 mm ，從動件升程 h=30 mm ，滾子半徑rT =10

5、mm ,$o = 150°,©s=30°,$0'= 12O0,$s，= 600,從動件在推程作等速運(yùn)動，在回程作等加速等減速運(yùn)動。試用圖解法繪出此盤形凸輪的輪廓曲線。解答:3-5設(shè)計(jì)一偏置移動尖頂從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。已知凸輪以等角速度3順時針轉(zhuǎn)動， 凸輪轉(zhuǎn)動軸心0偏于從動件中心線右方 20mm 處，基圓半徑rb=50mm。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過$ o= 120 0 時，從動件以等加速等減速運(yùn)動上升 30mm，再轉(zhuǎn)過$ o'= 150 0時，從動件以余弦加速度運(yùn)動回到原位，凸輪轉(zhuǎn)過其余0s = 90 0時，從動件停留不動。試用圖解法繪出此凸輪輪廓曲線。解答：36

6、&3-6設(shè)計(jì)一擺動尖頂從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。如圖所示，已知中心距LoA=50 mm ,擺動從動長度LAB=35mm ，擺動從動件在最低位置時，與連心 線OA的夾角為” 0 = 30 '當(dāng)凸輪以等角速度3逆時針 轉(zhuǎn)過180 0時，擺動從動件以余弦加速度運(yùn)動規(guī)律向上擺動300，凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過180 0時，擺動從動件仍以余弦加速度運(yùn)動規(guī)律擺回原位。試用圖解法繪出凸輪輪廓曲線。解答：題3-7對于直動尖端從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，已知凸輪推程運(yùn)動角=n/2,行程h= 50mm,求 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動角速度 3=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(yùn) 動規(guī)律的最大速度 Vmax、最

7、大加速度amax以及所對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角。解答:/42s 2h=01 .等加速等減速運(yùn)動規(guī)律：由于所以，當(dāng)/4時,V max4h2h()24 50 10/4(/4)2(/2)/2mm/s636.943mm/s/2時,amax24h-y502 mm/s 8113.919mm/s /2)2 正弦加速度運(yùn)動規(guī)律:s h 由于sin (22/2，所以v ds/dt h1 cos( 丄 1 cos(4 )a dv/ dt 4hsin(4);da/d316hcos(4 )所以，令a dv/dt 0，可得，當(dāng)/4時10Vmax 2h 2 50 mm/s 636.943mm/s/2令da/d 0，可得，當(dāng)/8或3

8、 /8時，amax24h4 50102/2mm/s2212738.854mm/s題3-8根據(jù)圖示已知條件作出從動件與凸輪在B點(diǎn)接觸時的壓力角和從動件的位移a)題3-4圖解題分析：作出從動件在 B點(diǎn)的位置t作出從動件在B點(diǎn)處位移或擺角為 0。的對應(yīng)位置t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(jī)構(gòu)的凸輪輪廓。已知該凸輪以等角速度逆時針方向轉(zhuǎn)動：=180 °，S = 90 °，丄90 °；從動件的行程h 25mm ,基圓半徑° 50mm ;從動件在推程段按余弦加速度運(yùn)動規(guī)律上升，在回程段按等速運(yùn)動 規(guī)

9、律返回。試以凸輪轉(zhuǎn)動中心為坐標(biāo)原點(diǎn)求解凸輪輪廓的坐標(biāo)值(按凸輪轉(zhuǎn)角的100間隔計(jì)算)，并繪出凸輪輪廓(10.002m/mm)。x(r°s) sin(ds(d)cosy(r°s) cos（儼）血0°360°ds d2hsi n(-)0°180° .5ds 0 d180°270°ds d_L,270°360°題3-5圖題解3-5圖解答：、 S h推程運(yùn)動規(guī)律：2遠(yuǎn)休止段：s 25mms h回程運(yùn)動規(guī)律：凸輪輪廓曲線方程：hcos(-180°0°180°270°

10、s)2700360°運(yùn)算結(jié)果如下凸輪轉(zhuǎn)角坐標(biāo)x （毫米）坐標(biāo)y （毫凸輪轉(zhuǎn)角坐標(biāo)x （毫坐標(biāo)y （毫米）(度)米）（度）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）5047.87827.674240-64.952-37

11、.5006054.12718.750250-70.477-25.6527058.7318.876260-73.861-13.0248061.554-1.647270-75.0000.0009062.500-12.500280-73.889-3.13210061.550-23.353290-70.7008.79611058.731-33.876300-65.69319.50012054.127-43.750310-59.17228.87513047.878-52.674320-51.47336.58414040.174-60.378330-42.95042.56015031.250-66.627

12、340-33.95746.76216021.376-71.231350-24.83849.21217010.853-74.0503600.00050.0001800.000-75.000題3-10圖示的凸輪為偏心圓盤(10.001m/mm )。圓心為0,半徑R =30 mm偏心距Loa = 10 mm,rr = 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)動角、遠(yuǎn)休止角s、回程運(yùn)動角,和 近休止角s;題3-6圖(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)接觸時凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角解題分析：作凸輪的理論廓線T作偏距圓T作凸輪基圓T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A1點(diǎn)，A1E1為推桿的位置。推桿在最低位置時，20.72mm. r0 30mm; 。A0點(diǎn)，AoEo為推桿的位置。推桿從 AoEo沿-方向轉(zhuǎn)到