機(jī)械基礎(chǔ)答案解析

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(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，要求在凸輪轉(zhuǎn)角為00?900時(shí),推桿以余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升h=20mm,且取r0=25mm,e=10mm,r「5mm。試求：選定凸輪的轉(zhuǎn)向3,并簡(jiǎn)要說(shuō)明選定的原因；用反轉(zhuǎn)法畫(huà)出當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角中=00?900時(shí)凸輪的工作廓線(畫(huà)圖的分度要求小于15。)；在圖上標(biāo)注出g=45°時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。。解答：1.選位移比例尺Hs=°-001m/mm，轉(zhuǎn)角比例尺％=°-°4弧度/mm，繪制從動(dòng)件位移曲線，見(jiàn)題解3-1圖(a)。逆時(shí)針?lè)较?，使凸輪機(jī)構(gòu)為正偏置，減小推程段凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。將圓弧頂推桿視為滾子推桿，取尺寸比例尺Hi=°-001m/mm作圖，凸輪廓線如圖所示。如圖所示，當(dāng)g=45°時(shí)，a=14.50。

題3-2圖示為一擺動(dòng)平底推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)仃廣0.001m/mm)，已知凸輪的輪廓是一個(gè)偏心圓，其圓M%C,試用圖解法求：凸輪從初始位置到達(dá)圖示位置時(shí)轉(zhuǎn)角中0及推桿的角位移甲0；推桿的最大角位移甲max及凸輪的推程運(yùn)動(dòng)角中；凸輪從初始位置回轉(zhuǎn)900時(shí)，推桿的角位移甲90。題解3-2圖題解3-2圖解題分析：作推桿的擺動(dòng)中心所在的圓門(mén)一作基圓一作推桿的初始位置一按題目要求逐步求解。解答:1.求中及甲00(1)以O(shè)為圓心，OA長(zhǎng)為半徑作圓門(mén)；以O(shè)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,A"。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，即涉330,推桿的角位移甲0=2°。2.求甲max及中

延長(zhǎng)OC線與凸輪交于D點(diǎn)，過(guò)D點(diǎn)作凸輪的切線，與門(mén)交于A1點(diǎn)，此時(shí)推桿的角位移最大，Wmax=36.50。推桿沿-?方向從AB轉(zhuǎn)到AB，AO與AO的夾角即為推程運(yùn)動(dòng)角，中=216。。00 11 0 13.求3.求甲90推桿從AB沿-?方向轉(zhuǎn)900到達(dá)AB，此時(shí)推桿的角位移甲=120。

00 22 903-3圖示為一對(duì)心移動(dòng)尖頂從動(dòng)件單圓弧盤(pán)形凸輪(偏心輪)機(jī)構(gòu)，偏心輪幾何中心。'距離凸輪轉(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—中。解答:3—4設(shè)計(jì)一對(duì)心移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)。已知凸輪以等角速3順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，凸輪基圓半徑r=40mm，從動(dòng)件升程h=30mm，滾子半徑r=10mm，e=1500，e=300，e0’=1200，bes，=600，從動(dòng)件在推程作等速運(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(pán)形凸輪的輪廓曲線。解答:3-5設(shè)計(jì)一偏置移動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)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「b=50mm。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過(guò)中0=1200時(shí)，從動(dòng)件以等加速等減速運(yùn)動(dòng)上升30mm，再轉(zhuǎn)過(guò)中0’、1500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(guò)其余@，=900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:

3-6設(shè)計(jì)一擺動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)。如圖所示，已知中心距LoA=50mm,擺動(dòng)從動(dòng)件長(zhǎng)度LA「35mm，擺動(dòng)從動(dòng)件在最低位置時(shí)，與連心線OA白的夾角為叩0=30’。當(dāng)凸輪以等角速度3逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)1800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)300，凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)1800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:題3-7對(duì)于直動(dòng)尖端從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，已知凸輪推程運(yùn)動(dòng)角中=n/2,行程h=50mm,求當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度3=10rad/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)動(dòng)規(guī)律的最大速度Vmax、最大加速度amax以及所對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角中。解答：甲21.等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：由于"時(shí)0", ,(6-Q)2s=h-2h 6- 冗/4<p<K/2v =4h①—=4x50x10x(“/>)mm/s=636.943mm/s所以，當(dāng)甲二兀/4時(shí)，max62 (兀/2)2

\a|= =4x50x———mm/s=8113.919mm/s當(dāng)(p=0?兀/2時(shí)，max (71/2)22.正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律:由于,(Psin(27i(由于,(Psin(27i(p/。)0v=ds/dt=01-cos(^-(p)一—華h—cos(4(p)](Pa=dv/dt=sin(4cp);da/dcp=話邪，cos(4(p)所以，令a=dv/dt=Oj可得，當(dāng)9=兀/4時(shí)=2嶗=2X50X哉mm/s=636.943mm/s令du/=°,可得，當(dāng)9=丸/8或女/8時(shí),%=仙號(hào)=4、50、*^心=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a和從動(dòng)件的位移b)

b)解題分析:作出從動(dòng)件在B點(diǎn)的位置一作出從動(dòng)件在B點(diǎn)處位移或擺角為0°的對(duì)應(yīng)位置―按題目要求求解。解答：見(jiàn)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(pán)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?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)：中=180°，氣=90°,。=90°;從動(dòng)件的行程h=25mm,基圓半徑％=50mm；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)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(按凸輪轉(zhuǎn)角的100間隔計(jì)算)，并繪出凸輪輪廓(Hi=0-002m/mm)。題3-5圖題解3-5題3-5圖題解3-5圖解答：s=h-hcos（生甲）推程運(yùn)動(dòng)規(guī)律：22e00-^-1800遠(yuǎn)休止段:s=25mm 1800-9-2700s=h-4（9—8—8s）回程運(yùn)動(dòng)規(guī)律： e， 2700-9-3600凸輪輪廓曲線方程："（e+s）sin9+（部cos9^=履0+s）cos9-（冊(cè)面900-9-3600蟲(chóng)=馳sin（華9） 蟲(chóng)=0d92巾 、8" 00-9v1800. d9 1800-9<270。/ds=__h_d9 加2700-9<3600運(yùn)算結(jié)果如下:凸輪轉(zhuǎn)角坐標(biāo)尤（毫米）坐標(biāo)y（毫凸輪轉(zhuǎn)角9（度）米）0.000 50.0009凸輪轉(zhuǎn)角坐標(biāo)尤（毫米）坐標(biāo)y（毫凸輪轉(zhuǎn)角9（度）米）0.000 50.0009（度）1901010.853 49.050200坐標(biāo)x（毫坐標(biāo)y（毫米）米）-13.024 -73.861-25.652 -70.47720 21.376 46.23120 21.376 46.231210 -37.500 -64.95230 31.250 41.62730 31.250 41.627220 -48.209 -57.45340 40.174 35.37840 40.174 35.378230 -57.453 -48.209運(yùn)算結(jié)果（續(xù)）凸輪轉(zhuǎn)角中（度）坐標(biāo)尤（毫米）坐標(biāo)y（毫米）凸輪轉(zhuǎn)角中（度）坐標(biāo)x（毫坐標(biāo)y（毫米）米）5047.878 27.674240-64.952-37.5006054.127 18.750250-70.477-25.6527058.731 8.876260-73.861-13.02480 61.554 -1.647 270-75.0000.00090 62.500 -12.500 280-73.889-3.132100 61.550 -23.353 290-70.7008.79611058.731-33.876300-65.69319.50012054.127-43.750310-59.17228.87513047.878-52.674320-51.47336.58414040.174-60.378凸輪轉(zhuǎn)角中（度）坐標(biāo)尤（毫米）坐標(biāo)y（毫米）凸輪轉(zhuǎn)角中（度）坐標(biāo)x（毫坐標(biāo)y（毫米）米）5047.878 27.674240-64.952-37.5006054.127 18.750250-70.477-25.6527058.731 8.876260-73.861-13.02480 61.554 -1.647 270-75.0000.00090 62.500 -12.500 280-73.889-3.132100 61.550 -23.353 290-70.7008.79611058.731-33.876300-65.69319.50012054.127-43.750310-59.17228.87513047.878-52.674320-51.47336.58414040.174-60.378330-42.95042.56015031.250-66.627340-33.95746.76216021.376-71.231350-24.83849.21217010.853-74.0503600.00050.000180 0.000 -75.000題3-10圖示的凸輪為偏心圓盤(pán)（七=O.OOlm/mm）。圓心為o）半徑r=30mm,偏心距%a=10mm,"=10mm,偏距e=10mm。試求（均在圖上標(biāo)出）：（1） 推桿的行程h和凸輪的基圓半徑「°；（2） 推程運(yùn)動(dòng)角①、遠(yuǎn)休止角氣、回程運(yùn)動(dòng)角①，和近休止角①，；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(guò)的角度也和推桿的位移s；

C點(diǎn)接觸時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角口c。解題分析：作凸輪的理論廓線一作偏距圓一作凸輪基圓一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A1點(diǎn)，A1E1為推桿的位置。推桿在最低位置時(shí)，滾子中心在基圓上，故h為所求。h=20.72mm；氣=30mm。2.推桿在初始位置時(shí)，滾子中心在A0點(diǎn)，A0E0為推桿的位置。推桿從A0E0沿-