機械設計基礎：第4章 習題及解答

1、PAGE 第4章習題典型棘輪機構由哪些構件組成？在棘輪機構中為保證棘爪能順利進入棘輪輪齒的齒根，應滿足的條件是什么？答：典型的棘輪機構由棘輪、驅動棘爪、擺桿和止回棘爪。為保證棘爪能順利進入棘輪輪齒的齒根，應滿足的條件是齒面的偏斜角大于齒面摩擦角。為什么棘爪與棘輪輪齒接觸處的公法線要位于棘輪與棘爪的轉動中心之間？答：為了使棘爪能順利受到棘輪輪齒金輪的齒底面而不致從棘輪輪齒尚滑脫出來。槽輪機構有什么特點？何謂運動系數(shù)，為什么必須大于零而必須小于1？答：槽輪機構的結構簡單，外形尺寸小，其機械效率高，并能較平穩(wěn)地、間歇地進行轉位。但因傳動時尚存在柔性沖擊，故常用于速度不太高的場合。槽輪機構的運動系數(shù)是

2、指在一個運動循環(huán)內，槽輪的運動時間與轉臂的運動時間之比。槽輪機構是間歇運動，因此運動系數(shù)必須大于零而小于1。槽輪機構的槽數(shù)z和圓銷數(shù)n的關系如何？答：如何避免不完全齒輪機構在嚙合開始和終止時產生的沖擊？從動輪停歇期間，如何防止其運動？答：可在兩輪的端面分別裝上瞬心線附加桿，使從動件的角速度由零逐漸增加到某一數(shù)值從而避免沖擊。為了防止從動輪在停歇期間游動，兩輪輪緣上各裝有鎖住弧。如圖4.36示為一偏置直動從動件盤形凸輪機構。已知AB段為凸輪的推程廓線，試在圖上標注推程運動角t。圖4.36解：見圖。圖4.37所示為一偏置直動從動件盤形凸輪機構。已知凸輪為一以C為中心的圓盤，問輪廓上D點與尖頂接觸時

3、其壓力角為多少？試作圖加以表示。圖4.37解：已知一凸輪以等角速度=10 rad/s順時針轉動，直動推桿的運動規(guī)律及其對應的凸輪轉角如表所示。要求：（1）作出s-、v-和a-線圖；（2）求出當為90、180和270時，推桿的s、和a值。 / h / mm推桿運動規(guī)律012040等加速等減速運動1201500休止150210-20簡諧運動2102400休止240300-20等速運動3003600休止解：取比例尺：s= 1 mm/mm 、v=1 mm/s/mm、a=1 mm/s2/mm、=3/mm、圖4.38示為一對心尖頂推桿單元弧凸輪（偏心輪），其幾何中心O與凸輪轉軸O的距離為LOO =15mm

4、，偏心輪半徑R=30mm，凸輪以等角速度順時針轉動，試作出推桿的位移線圖s-。圖4.38解：設計一對心滾子直動推桿盤形凸輪。已知凸輪的基圓半徑r0=35mm，凸輪以等角速度逆時針轉動，推桿行程h=20mm，滾子半徑rr=10mm位移線圖s-如圖4.39所示。圖4.39圖4.40解：取，見下圖。設計一偏置滾子直動推桿盤形凸輪。已知凸輪以等角速度順時針轉動，凸輪轉軸O偏于推桿中心線的右方10mm處，基圓半徑r0=35mm，推桿行程h=32mm，滾子半徑rT=10mm，其位移線圖s-如圖4.40所示。解：取，見下圖。在圖4.41所示自動車床控制刀架移動的滾子擺動從動件凸輪機構中，已知LOA=60mm

5、，LAB=36mm，rmin=35mm，rT=8mm，從動件的運動規(guī)律如下：當凸輪以等角速度1逆時針回轉90時，從動件以等加速等減速運動向上擺15；當凸輪自90轉到180時，從動件停止不動；當凸輪自180轉到270時，從動件以簡諧運動擺回原處；當凸輪自270轉到360時，從動件又停止不動，試繪制凸輪的輪廓。圖4.41解：對心直動平底推桿凸輪機構中，已知凸輪的基圓半徑rmin，角速度和推桿的運動規(guī)律，見圖4.42所示，設計該凸輪輪廓曲線。圖4.42解：已知一棘輪機構，棘輪模數(shù)m=5mm，齒數(shù)z=12，試確定機構的幾何尺寸。解：機構的幾何尺寸如下： 頂圓直徑 D=mz60mm 齒高 h=0.75m3.75mm齒頂厚 a=m=5mm齒槽夾角 =60或50棘爪長度 L=2m=3