机械基础详细答案

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 0900时,推杆以余弦加速度运动规律上升h= 20 mm,且取r= 25 mm,e= 10 mm, rr= 5 mm。试求：(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 $ =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 a。解答:1 选位移比例尺 二OWm/mm，转角比例尺二0.4弧度/mm，绘制从动件位移曲线，见题解 3-1图。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

2、杆，取尺寸比例尺J0.001m/mm作图，凸轮廓线如图所示。4.如图所示，当 $ 1=45时，a =14.5。I题3-1图题解3-1图题3-2 图示为一摆动平底推杆盘形凸轮机构(出=.01m/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 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。题解3-2图解题分析：作推杆的摆动中心所在的圆T作基圆T作推杆的初始位置T按题目要求逐步求解。解答:1 .求0 0及2 0(1 )以O为圆心，OA长为半径作圆；以O

3、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,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AO沿-方向转到AO时的角度,即0 0=330，推杆的角位移2 0=2。2 求Ip max及(1) 延长OC线与凸轮交于 D点，过D点作凸轮的切线，与 耳交于A点，此时推杆的 角位移最大，p maX=36.5。(2) 推杆沿一方向从AoB)转到AiBi, AoO与AO的夹角即为推程运动角，=216。3 .求 p 90推杆从AB沿一方向转900到达AR,此时推杆的角位移P 90=12。0距离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

4、何中心凸轮转动轴心O为Loo，= 15mm，偏心轮半径R=30mm，凸轮以等角速 3顺时针转动，试作出从动号件位移图S2 $。解答：从动件上升的髙度30* =1. 06 60* =4 54 90* =10. 98120 =19. 54 150B =27. 04 ISO5 =30. 003 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3顺时针方向转动，凸轮基圆半径 5=40 mm，从动件升程h=30 mm，滚子半径rT=10mm , $ 0= 150, $ s= 300, $ 0 = 1200, $ 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

5、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 0偏于从动件中心线右方20mm处，基圆半径 rb=50mm。当凸轮转过 0= 120时，从动件以等加速等减速运动上升30mm，再转过 0= 150时，从动件以余弦加速度运动回到原位，凸轮转过其余 s = 90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创“&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“ 0 = 30 。当凸轮以等角速度 3逆时针 转过

6、180时，摆动从动件以余弦加速度运动规律向上 摆动30，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:1聶+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 =n /2,行程h= 50 mm,求 当凸轮转动角速度 3 =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Vmax、最大加速度amax以及所对应的凸轮转角仁解答：1.等加速等减速运动规律：由于 ：2s = 2hp 0- 7492所以，当=二/4时,s”2h（二/4 _- ：/2PVmax =4h p=4 50 10 mm/s = 636.

7、943mm/s*2（兀/2）2（二/4）amax= 4h2 = 4 50 mm/s = 8113.919mm/s（二/2）22 正弦加速度运动规律:s J sin（2曲/）由于 L2二，且，二/2，所以v=ds/dt=1 - cos( ) =Hcos(4)l23a =dv/dt =堑sin(4 ：); da/d = 16h cos(4 ：)所以，令a=dv/dt=O，可得，当二二/4时vmax = 2h = 2 50mm/s 二 636.943mm/s9n /2令da/d，=0，可得，当，=二/8或3二/8时a max=4 50102-：/2mm/s22二 12738.854mm/s2题3-8

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sB 或 J B。B点的位置t作出从动件在J题3-4图B点处位移或摆角为0。的对应位置解题分析：作出从动件在t按题目要求求解。解答：见题解3-4图题解3-4图题3-9试用解读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h =25mm，基圆半径ro = 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100间隔计算)，并绘出凸轮轮廓(= 0.002m

9、/mm)。题3-5题解3-5图推程运动规律 厂2-冷（-）001800远休止段：S =25mm18。0 一 270回程运动规s-h-Ac T Ts）律：，270360凸轮轮廓曲线方程：x =(r0 s)sin(-ds)cos :d屮y = （r。s）cos：:-（半眉门:00 _- 3600_ds = Lhsin(= )_ds = 0屮25 )00 兰申 c180d1800 Ec2700od s _ _h_d2700 岂：3600运算结果如下凸轮转角（p（度）坐标X（毫M）坐标y （毫M）凸轮转角Cp（度）坐标x（毫M）坐标y （毫M）00.00050.000190-13.024-73.861

10、1010.85349.050200-25.652-70.4772021.37646.231210-37.500-64.9523031.25041.627220-48.209-57.4534040.17435.378230-57.453-48.209运算结果（续）凸轮转角度）坐标x （毫M）坐标y （毫M）凸轮转角S度）坐标x（毫M）坐标y （毫M）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

11、.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

12、图示的凸轮为偏心圆盘（和=0.001m/mm ）。圆心为0,半径R =30mn,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r。；（2）推程运动角 、远休止角 s、回程运动角 和近休止角S ；3(3) 最大压力角max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：C o解题分析：作凸轮的理论廓线t作偏距圆t作凸轮基圆t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，AEi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。h = 20.72mm ； ro = 30mm。A点，AEo为推杆的位置。推杆从 A吕沿-灼方向 。推杆从