机械基础答案解析.docx

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1、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0。90。时,推杆以余弦加速度运动规律上升h=20mm,且取r=25mm,e=10mm,r=5mm。试求：0r(1)选定凸轮的转向3,并简要说明选定的原因；(2)用反转法画出当凸轮转角=090。时凸轮的工作廓线(画图的分度要求小于15o)；(3)在图上标注出=45时凸轮机构的压力角a。解答：1 .选位移比例尺Us=0OoIWmm,转角比例尺MOW=004弧度mm,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1=

2、0001m/mm作图，凸轮廓线如图所示。.如图所示，当=45。时，=14.5o0题3-2图示为一摆动平底推杆盘形凸轮机构(u=0.001mmm),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及推杆的角0位移;0(2)推杆的最大角位移及凸轮的推程运动角；皿(3)凸轮从初始位置回转90。时，推杆的角位移90解题分析：作推杆的摆动中心所在的圆VT作基圆一作推杆的初始位置一按题目要求逐步求解。解答：1 .求及o0(1)以。为圆心，OA长为半径作圆V；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B,AB即为推杆的初始位置。OOO

3、(2)凸轮从初始位置到达图示位置时的转角就是Ao沿。PD方向转到Ae)时的角度，BJ=33o,推杆的角位移=3)。OO2 .求及max延长OC线与凸轮交于D点，过D点作凸轮的切线，与V交于A点，此时推杆的角位移最大，=36.5o01max(2滩杆沿心方向从AB转到AB,AO与AO的夹角即。o11O1为推程运动角，=216。3.求90推杆从AB沿G方向转90。到达AB,此时推杆的角位移0022=12o3-3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。距离凸轮转动轴心O为1oo,=15mm,偏心轮半径R=30mm,凸轮以等角速3顺时针转动，试作出从动件位移图s02从动件

4、上升的哥度30=1D660,=4.5490*=10.98120t=19.54150,=27.04180t=30.0011:1)解答:3-4设计一对心移动滚子从动件盘形凸轮机构。已知凸轮以等角速但顺时针方向转动，凸轮基圆半径r=40mm,从动b件升程h=30mm,滚子半径r=10mm,=150,=30),TOS,=120),s=60),从动件在推程作等速运动，在回程0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3顺时针转动，凸轮转动轴心。偏于从动件中心线右方20mm处，基圆半径r=50mm0当凸轮转过=120。时，b

5、O从动件以等加速等减速运动上升30mm,再转过=150。O时，从动件以余弦加速度运动回到原位，凸轮转过其余s=9Oo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1oA=50mm,摆动从动件长度1=35mm,摆动从动件在最低位AB置时，与连心线OA的夹角为=30,o当凸轮以等角速度3逆时针转过180o时，摆动从动件以余弦加速度运动规律向上摆动3Oo,凸轮继续转过180。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:11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=5

6、0mm,求当凸轮转动角速度=10rads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V最大加速度a以及所对应的凸轮i11cIIIdX转角9。解答：.等加速等减速运动规律：由s=h-2h川4共Q共放U2V=4hO9_=4根50根10根(几mm/s=636.943mm/s所以，当Q=几/4时，302(几/2)2IaI=4h5=4根50根小mm/s=8113.919mm/s当Q=0几/2时,max02(几/2)21 .正弦加速度运动规律：Qsin(24Q01由于s-n-2J1J,且O=几/2,所以V=ds/dt=1-s(-giQ)=-1i-s(4Q)a=dvdt=4g。2sin(4

7、Q);da/dQ=163cos(4Q)所以，令a=dvdt=O,可得，当Q=几/4时VmaX=2卜2根50mm/s=636.943mmsdadQ=O,可得，当Q=几/8或3几/8时，arn4h号=4根50混氏mms2=12738.854mms2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a和从动件白瘫移S或V。解题分析：作出从动件在B点的位置一作出从动件在B点处位移或摆角为0。的对应位置一按题目要求求解。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：=180o,=90o,r=90o;从动件的行程

8、h=25mm,s基圆半径r=50mm；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10。间隔计算），并绘出凸轮轮廓(=0.002m/mm)。题3-5题解3-5图推程运动规律:SWTCoS（髀Oo18Oo远休止段:s=25mm1800270回程运动规S=hI（P-Q-O）律：0270o3600凸轮轮廓曲线方程：y=(r0s)cos-(jsinx=(r0+s)sin+Oo360o18Oo27OodoO1270p360运算结果如下:凸轮转角9（度）X坐标可（毫米）V（:标凸轮毫米）角中转坐标（度）X（毫）坐标：）y（

9、毫米）00.00050.)00190-13.024-73.8611010.85349.050200-25.652-7(.4772021.37646.231210-37.500619523031.25041.627220-18.20957.4534040.17435.378230-57.453-4,.209运算结果（续）凸轮转角叭度）坐标（毫米）坐标y（毫米）凸轮转角卬（度）坐标（毫米）坐标y（毫米）5047.87827.674240-64.952-37.5006054.12718.750250-70.477-25.6527058.7318.876260-73.861-13.0248061.55

10、4-1.647270-75.0000.0009062.500-12.500280-73.889-3.13210061.550-23.353290-70.7008.79611058.731-33.876300-65.69319.50012054.127-43.750310-59.17228.87513047.878-52.674320-51.47336.58414040.174-60.378330-42.95042.56015031.250-66.627340-33.95746.76216021.37671.231350-24.83849.21217010.85374.0503600.00050

11、.0001800.000-75.000题3-10图示的凸轮为偏心圆盘(=0001mmm)圆心为O,半径R=30mm,偏心距1=Iomm,r=10mm,偏OAr距e=10mmo试求(均在图上标出)：推程运动角、远休止角、回程运动角.和B题3-6图(1)推杆的行程h和凸轮的基圆半径rb近休止角.；(3)最大压力角。侬的数值及发生的位S置;(4)从B点接触到C点接触凸轮所转过的角度和推杆的位移s；(5)C点接触时凸轮机构的压力角a。解题分析:作凸轮的理论廓线作偏距圆一作凸轮基圆一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A点，AE为推杆的位置。推杆在最低位置时，滚子中心在基圆上，fe(h为所求。h=20.72mm;r=30mmo2 .推杆在初始位置时，滚子中心在A电AE为推杆的。位置。推杆从AE沿-方向转到AE时的错段即为推程运动角O。推杆从Am沿.方向造到AE时的角度即为回程运动1I00角0。O=188o；Os=Oo.0.=172；Oi3=Ooo3.=3Oo,发生在Dmax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-3方向量得它们的夹角：o=3O5o.s=sd-s=20.45mm-17.39mm=3.06mm0BC5 .ct=3o。题解3P图