机械基础答案

第三章 凸轮机构题3-1欲设计图示的直动滚子从动件盘形凸轮机构,要求在凸轮转角为00900时,推杆以余弦加速度运动规律上升h= 20 mm,且取r0= 25 mm,e= 10 mm,rr= 5 mm。试求：（1）选定凸轮的转向,并简要说明选定的原因；（2）用反转法画出当凸轮转角=00900时凸轮的工作廓线（画图的分度要求小于150）；（3）在图上标注出1=450时凸轮机构的压力角。解答：1选位移比例尺，转角比例尺，绘制从动件位移曲线，见题解3-1图(a)。 2. 逆时针方向，使凸轮机构为正偏置，减小推程段凸轮机构的压力角。3将圆弧顶推杆视为滚子推杆，取尺寸比例尺作图，凸轮廓线如图所示。4如图所示，当1=450时，=14.50。题3-1图(a)(b)题解3-1图 题3-2图示为一摆动平底推杆盘形凸轮机构（m/mm），已知凸轮的轮廓是一个偏心圆，其圆心为C，试用图解法求：（1）凸轮从初始位置到达图示位置时转角0及推杆的角位移0；（2）推杆的最大角位移max及凸轮的推程运动角；（3）凸轮从初始位置回转900时，推杆的角位移90。题3-2图题解3-2图解题分析：作推杆的摆动中心所在的圆作基圆作推杆的初始位置按题目要求逐步求解。解答：1求0及0（1）以O为圆心，OA长为半径作圆；以O为圆心作圆切于凸轮，该圆即为基圆；作推杆与基圆和凸轮同时相切，得切点B0，A0B0即为推杆的初始位置。（2）凸轮从初始位置到达图示位置时的转角就是A0O沿-方向转到AO时的角度，即0=330，推杆的角位移0=20。2求max及（1）延长OC线与凸轮交于D点，过D点作凸轮的切线，与交于A1点，此时推杆的角位移最大，max=36.50。（2）推杆沿-方向从A0B0转到A1B1，A0O与A1O的夹角即为推程运动角，=2160。3求90推杆从A0B0沿-方向转900到达A2B2，此时推杆的角位移90=120 。3-3 图示为一对心移动尖顶从动件单圆弧盘形凸轮(偏心轮)机构，偏心轮几何中心O距离凸轮转动轴心O为Loo，15mm，偏心轮半径R=30mm，凸轮以等角速顺时针转动，试作出从动件位移图s2 。解答：34 设计一对心移动滚子从动件盘形凸轮机构。已知凸轮以等角速顺时针方向转动，凸轮基圆半径rb=40 mm，从动件升程h=30 mm，滚子半径rT =10mm，01500，S300，01200，s，600，从动件在推程作等速运动，在回程作等加速等减速运动。试用图解法绘出此盘形凸轮的轮廓曲线。解答：3-5 设计一偏置移动尖顶从动件盘形凸轮机构。已知凸轮以等角速度顺时针转动，凸轮转动轴心O偏于从动件中心线右方20mm处，基圆半径rb=50mm。当凸轮转过01200时，从动件以等加速等减速运动上升30mm，再转过01500时，从动件以余弦加速度运动回到原位，凸轮转过其余s900时，从动件停留不动。试用图解法绘出此凸轮轮廓曲线。解答： 3-6设计一摆动尖顶从动件盘形凸轮机构。如图所示，已知中心距LoA=50 mm，摆动从动件长度LAB=35mm，摆动从动件在最低位置时，与连心线OA的夹角为030。当凸轮以等角速度逆时针转过1800时，摆动从动件以余弦加速度运动规律向上摆动300，凸轮继续转过1800时，摆动从动件仍以余弦加速度运动规律摆回原位。试用图解法绘出凸轮轮廓曲线。解答： 题3-7对于直动尖端从动件盘形凸轮机构,已知凸轮推程运动角 = /2, 行程h= 50 mm,求 当凸轮转动角速度=10 rad/s时,等加速等减速和正弦加速度这两种常用的基本运动规律的最大速度、最大加速度以及所对应的凸轮转角。解答： 1等加速等减速运动规律：由于 所以，当时，当时，2正弦加速度运动规律：由于，且，所以所以，令，可得，当时令，可得，当或时，题3-4图b）a）题3-8 根据图示已知条件作出从动件与凸轮在B点接触时的压力角和从动件的位移或。 解题分析：作出从动件在B点的位置作出从动件在B点处位移或摆角为0的对应位置按题目要求求解。解答：见题解3-4图题解34图题3-9试用解析法求一对心直动平底从动件盘形凸轮机构的凸轮轮廓。已知该凸轮以等角速度逆时针方向转动： = 180，S = 90，= 90；从动件的行程，基圆半径；从动件在推程段按余弦加速度运动规律上升，在回程段按等速运动规律返回。试以凸轮转动中心为坐标原点求解凸轮轮廓的坐标值(按凸轮转角的100间隔计算) ，并绘出凸轮轮廓（）。 题3-5图题解3-5图解答: 推程运动规律: 远休止段: 回程运动规律: 凸轮轮廓曲线方程: ; 运算结果如下:凸轮转角(度)坐标(毫米)坐标(毫米)凸轮转角(度)坐标(毫米)坐标(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运算结果（续）凸轮转角(度)坐标(毫米)坐标(毫米)凸轮转角(度)坐标(毫米)坐标(毫米)5047.87827.674240-64.952-37.5006054.12718.750250-70.477-25.6527058.7318.876260-73.861-13.0248061.554-1.647270-75.0000.0009062.500-12.500280-73.889-3.13210061.550-23.353290-70.7008.79611058.731-33.876300-65.69319.50012054.127-43.750310-59.17228.87513047.878-52.674320-51.47336.58414040.174-60.378330-42.95042.56015031.250-66.627340-33.95746.76216021.376-71.231350-24.83849.21217010.853-74.0503600.00050.0001800.000-75.000题3-10图示的凸轮为偏心圆盘（）。圆心为O，半径R =30 mm，偏心距LOA = 10 mm,rr = 10 mm,偏距e = 10 mm。试求（均在图上标出）：（1）推杆的行程h和凸轮的基圆半径r0；题3-6图（2）推程运动角、远休止角S、回程运动角,和近休止角S,； （3）最大压力角的数值及发生的位置； （4）从B点接触到C点接触凸轮所转过的角度0和推杆的位移s；（5）C点接触时凸轮机构的压力角。解题分析：作凸轮的理论廓线作偏距圆作凸轮基圆按题目要求逐步求解解答：1推杆在最高位置时，滚子中心在A1点，A1E1为推杆的位置。推杆在最低位置时，滚子中心在基圆上，故h为所求。；。2推杆在初始位置时，滚子中心在A0点，A0E0为推杆的位置。推杆从A0E0沿-方向转到A1E1时的角度即为推程运动角。推杆从A1E1沿-方向转到A0E0时的角度即为回程运动角。；。3，发生在D点。 4分别作出滚子在B点、C点与凸轮接触时推杆的位置1和2，沿-方向量得它们的夹角：；。5。13