機械基礎(chǔ)答案解析

1、第三章凸輪機構(gòu)題3-1欲設(shè)計圖示的直動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)，要求在凸輪轉(zhuǎn)角為00-900時，推桿以余弦加速度運動規(guī)律上升h=20mm,且取r=25mm,e=10mm,r=5mm。試求：0r(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)法畫出當凸輪轉(zhuǎn)角9=0。90。時凸輪的工作廓線(畫圖的分度要求小于150)；(3) 在圖上標注出巴=450時凸輪機構(gòu)的壓力角o。解答：1選位移比例尺卩s二0-001m/mm，轉(zhuǎn)角比例尺卩廠°.°4弧度/mm，繪制從動件位移曲線，見題解3-1圖(a)。2. 逆時針方向，使凸輪機構(gòu)為正偏置，減小推程段凸輪機構(gòu)的壓力角。3. 將圓弧

2、頂推桿視為滾子推桿，取尺寸比例尺卩i二0-001m/mm作圖，凸輪廓線如圖所示。4.如圖所示，當巴=450時，。=14.5°。題解3-1圖題3-2圖示為一擺動平底推桿盤形凸輪機構(gòu)岸l二°.°°1m/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圖示位置時轉(zhuǎn)角及推桿的角位移屮°；(2) 推桿的最大角位移屮及凸輪的推程運動角；max(3) 凸輪從初始位置回轉(zhuǎn)90°時，推桿的角位移屮。90題解3-2圖解題分析：作推桿的擺動中心所在的圓"-作基圓-作推桿的初始位置-按題目要求逐步求解。解答：

3、1求9及屮00(1) 以O(shè)為圓心，OA長為半徑作圓"；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相切，得切點B,AB即為推桿的初始位置。000(2) 凸輪從初始位置到達圖示位置時的轉(zhuǎn)角就是AO沿-®方向轉(zhuǎn)到AO時的角度，即9=33°，推桿的角位移屮=2o。002求屮及max(1) 延長OC線與凸輪交于D點，過D點作凸輪的切線，與“交于A點，此時推桿的角位移最大，屮=36.5o。max(2) 推桿沿-«方向從AB轉(zhuǎn)到AB,AO與AO的夾角即為推程運動角，0=216。0011013.求屮90推桿從AoBo沿-方向轉(zhuǎn)900到達A2B2,此時推

4、桿的角位移屮90=12。3-3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申。解答：34設(shè)計一對心移動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)。已知凸輪以等角速3順時針方向轉(zhuǎn)動，凸輪基圓半徑r=40mm,從動件升程h=30mm,滾子半徑r=10mm,cp=15Oo,cp=3Oo,bT0S%'=1200,ps,=60。，從動件在推程作等速運動，在回程作等加速等減速運動。試用圖解法繪出此盤形凸輪的輪廓曲線。解答：完美DOC格式整理3-5設(shè)計一偏置移動尖頂從動件

5、盤形凸輪機構(gòu)。已知凸輪以等角速度3順時針轉(zhuǎn)動，凸輪轉(zhuǎn)動軸心O偏于從動件中心線右方20mm處，基圓半徑r=50mm。當凸輪轉(zhuǎn)過申=12Oo時，b0從動件以等加速等減速運動上升30mm，再轉(zhuǎn)過。'二巧。時，從動件以余弦加速度運動回到原位，凸輪轉(zhuǎn)過其余8=90。時，從動件停留不動。試用圖解法繪出此凸輪輪廓曲線。解答：3-6設(shè)計一擺動尖頂從動件盤形凸輪機構(gòu)。如圖所示，已知中心距LoA=50mm,擺動從動件長度L=35mm，擺動從動件在最低位置時，與連心線ABOA的夾角為屮0=30'當凸輪以等角速度3逆時針轉(zhuǎn)過1800時，擺動從動件以余弦加速度運動規(guī)律向上擺動300，凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過1800

6、時，擺動從動件仍以余弦加速度運動規(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構(gòu)，已知凸輪推程運動角=n/2,行程h=50mm,求當凸輪轉(zhuǎn)動角速度3=10rad/s時,等加速等減速和正弦加速度這兩種常用的基本運動規(guī)律的最大速度"max、最大加速度"max以及所對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角。解答：Q2s二2h0<p<k/4i等加速等減速運動規(guī)律：由于e2（6-Q）2s二h2h-兀/4<p<兀/2e2v=4h=4x50x10x（冗/4）mm/s=636.943mm/s所以，當PR/4時，max62（兀/2）2a=4h空二4x50x

7、10mm/s=8113.919mm/s當甲二0兀/2時，max©2（兀/2）22正弦加速度運動規(guī)律：s=h-j-由于L©甲sin（2兀甲/©）_，且©=兀/2，所以V=dS/dt=斜1一沁斜）=竽1-cos（4q）a=dv/dt=4h©2sin（4申）;da/d申=16器3cos（4申）所以，令a=dv/dt=0,可得，當甲=兀/4時v=2h=2x50x耳max©兀/2mm/s=636.943mm/s令da/d9=0，可得，當甲=兀/8或撫/8時,amax=4x50x2mm/s2=12738.854mm/s2題3-8根據(jù)圖示已知條件作

8、出從動件與凸輪在B點接觸時的壓力角Q和從動件的位移解題分析:作出從動件在B點的位置f作出從動件在B點處位移或擺角為0°的對應(yīng)位置f按題目要求求解。解答:見題解3-4圖題解34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°,=90°,=90°從動件的行程h=25mm,S基圓半徑r0二50mm；從動件在推程段按余弦加速度運動規(guī)律上升，在回程段按等速運動規(guī)律返回。試以凸輪轉(zhuǎn)動中心為坐標原點求解凸輪輪廓的坐標值（按凸輪轉(zhuǎn)角的100間隔計算），并繪出凸輪輪廓（卩i二°°°

9、;2m/mm）。題3-5圖題解3-5圖解答:推程運動規(guī)律:s=2-2co啣）00<9<1800遠休止段:s=25mm1800<9<2700s二h-上（9_0-忙）回程運動規(guī)律:SJ2700<9<3600凸輪輪廓曲線方程:x二（r0+s）sin9+（船cos9y=（r0+s）cos9-（d9）sin900<9<3600d9=靂sin（J9）00<9<1800；dr=01800<9<2700zdsd92700<9<3600運算結(jié)果如下:凸輪轉(zhuǎn)角坐標x（毫米）坐標y（毫凸輪轉(zhuǎn)角9（度）米）0.00050.0009（度

10、）1901010.85349.0502002021.37646.2312103031.25041.6272204040.17435.378230坐標x（毫米）-13.024-25.652-37.500-48.209-57.453坐標y（毫米）-73.861-70.477-64.952-57.453-48.209運算結(jié)果（續(xù)）凸輪轉(zhuǎn)角申（度）5060708090100110120130140150160170180坐標x（毫米）47.87854.12758.73161.55462.50061.55058.73154.12747.87840.17431.25021.37610.8530.000坐標

11、y（毫米）27.67418.7508.876-1.647-12.500-23.353-33.876-43.750-52.674-60.378-66.627-71.231-74.050-75.000凸輪轉(zhuǎn)角申（度）240250260270280290300310320330340350360坐標x（毫米）-64.952-70.477-73.861-75.000-73.889-70.700-65.693-59.172-51.473-42.950-33.957-24.8380.000坐標y（毫米）-37.500-25.652-13.0240.000-3.1328.79619.50028.87536.

12、58442.56046.76249.21250.000題3-10圖示的凸輪為偏心圓盤（卩1二0-001m/mm）。圓心為O,半徑R=30mm,偏心距L=10mm,r=10mm,偏距e=10mm。試求（均在圖上標出）：OAr（1）推桿的行程h和凸輪的基圓半徑r°；（2）推程運動角、遠休止角、回程運動角，和S近休止角,;S（3）最大壓力角°maX的數(shù)值及發(fā)生的位置；（4）從B點接觸到C點接觸凸輪所轉(zhuǎn)過的角度9。和題3-6圖推桿的位移s；(5) C點接觸時凸輪機構(gòu)的壓力角°c。解題分析：作凸輪的理論廓線f作偏距圓f作凸輪基圓f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*點，A1E1為推桿的位置。推桿在最低位置時，滾子中心在基圓上，故h為所求。h=20.72mm；r0二30mm。2推桿在初始位置時，滾子中心在A0點，A0E0為推桿的位置。推桿從A0E0沿-®方向轉(zhuǎn)到AE時的角度即為推程運動角