机械设计基础：第4章 习题及解答

1、PAGE 第4章习题典型棘轮机构由哪些构件组成？在棘轮机构中为保证棘爪能顺利进入棘轮轮齿的齿根，应满足的条件是什么？答：典型的棘轮机构由棘轮、驱动棘爪、摆杆和止回棘爪。为保证棘爪能顺利进入棘轮轮齿的齿根，应满足的条件是齿面的偏斜角大于齿面摩擦角。为什么棘爪与棘轮轮齿接触处的公法线要位于棘轮与棘爪的转动中心之间？答：为了使棘爪能顺利受到棘轮轮齿金轮的齿底面而不致从棘轮轮齿尚滑脱出来。槽轮机构有什么特点？何谓运动系数，为什么必须大于零而必须小于1？答：槽轮机构的结构简单，外形尺寸小，其机械效率高，并能较平稳地、间歇地进行转位。但因传动时尚存在柔性冲击，故常用于速度不太高的场合。槽轮机构的运动系数是

2、指在一个运动循环内，槽轮的运动时间与转臂的运动时间之比。槽轮机构是间歇运动，因此运动系数必须大于零而小于1。槽轮机构的槽数z和圆销数n的关系如何？答：如何避免不完全齿轮机构在啮合开始和终止时产生的冲击？从动轮停歇期间，如何防止其运动？答：可在两轮的端面分别装上瞬心线附加杆，使从动件的角速度由零逐渐增加到某一数值从而避免冲击。为了防止从动轮在停歇期间游动，两轮轮缘上各装有锁住弧。如图4.36示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构。已知AB段为凸轮的推程廓线，试在图上标注推程运动角t。图4.36解：见图。图4.37所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构。已知凸轮为一以C为中心的圆盘，问轮廓上D点与尖顶接触时

3、其压力角为多少？试作图加以表示。图4.37解：已知一凸轮以等角速度=10 rad/s顺时针转动，直动推杆的运动规律及其对应的凸轮转角如表所示。要求：（1）作出s-、v-和a-线图；（2）求出当为90、180和270时，推杆的s、和a值。 / h / mm推杆运动规律012040等加速等减速运动1201500休止150210-20简谐运动2102400休止240300-20等速运动3003600休止解：取比例尺：s= 1 mm/mm 、v=1 mm/s/mm、a=1 mm/s2/mm、=3/mm、图4.38示为一对心尖顶推杆单元弧凸轮（偏心轮），其几何中心O与凸轮转轴O的距离为LOO =15mm

4、，偏心轮半径R=30mm，凸轮以等角速度顺时针转动，试作出推杆的位移线图s-。图4.38解：设计一对心滚子直动推杆盘形凸轮。已知凸轮的基圆半径r0=35mm，凸轮以等角速度逆时针转动，推杆行程h=20mm，滚子半径rr=10mm位移线图s-如图4.39所示。图4.39图4.40解：取，见下图。设计一偏置滚子直动推杆盘形凸轮。已知凸轮以等角速度顺时针转动，凸轮转轴O偏于推杆中心线的右方10mm处，基圆半径r0=35mm，推杆行程h=32mm，滚子半径rT=10mm，其位移线图s-如图4.40所示。解：取，见下图。在图4.41所示自动车床控制刀架移动的滚子摆动从动件凸轮机构中，已知LOA=60mm

5、，LAB=36mm，rmin=35mm，rT=8mm，从动件的运动规律如下：当凸轮以等角速度1逆时针回转90时，从动件以等加速等减速运动向上摆15；当凸轮自90转到180时，从动件停止不动；当凸轮自180转到270时，从动件以简谐运动摆回原处；当凸轮自270转到360时，从动件又停止不动，试绘制凸轮的轮廓。图4.41解：对心直动平底推杆凸轮机构中，已知凸轮的基圆半径rmin，角速度和推杆的运动规律，见图4.42所示，设计该凸轮轮廓曲线。图4.42解：已知一棘轮机构，棘轮模数m=5mm，齿数z=12，试确定机构的几何尺寸。解：机构的几何尺寸如下： 顶圆直径 D=mz60mm 齿高 h=0.75m3.75mm齿顶厚 a=m=5mm齿槽夹角 =60或50棘爪长度 L=2m=3