机械原理第3章 作业

第3章凸轮机构(jīgòu)

作业参考答案

华中科技大学刘伦洪第1次作业：3-7、3-8、3-9、3-10第2次作业：3-3、3-4、3-12注：3-3、3-4、3-12涉及(shèjí)到解析法计算公式精品资料解：建立直角坐标(zhíjiǎozuòbiāo)系，以凸轮回转中心为原点，y轴与从动件导路平行，凸轮理论廓线方程为：题3-3一对心滚子移动(yídòng)从动件盘形凸轮机构，已知rb=50mm，rr=3mm，凸轮以等角速度顺时针转动，当凸轮转过=1800，从动件以等加速等减速运动规律上升h=40mm，凸轮再转过=1500，从动件以余弦加速度运动规律下降回原处，其余s=300，从动件静止不动。试用解析法计算1=600，2=2400时凸轮实际廓线上点的坐标值。因为凸轮顺时针旋转,所有角度取负值代入公式精品资料从动件运动(yùndòng)规律：精品资料理论(lǐlùn)廓线上点的坐标：实际(shíjì)廓线上点的坐标:C’BC’’rrrr精品资料实际(shíjì)廓线上点的坐标：精品资料Orb-7321541s2s1h602S1124s1s2h3567S''(0)0题3-4题3-3中的各项条件不变，只是将对心改为偏置(piānzhì)，其偏心距e=12mm，从动件偏在凸轮中心的左边，试用图解法设计其凸轮的轮廓。解:不同(bùtónɡ)转角对应的位移s计算过程(略)精品资料题3-7:图所示为滚子摆动从动件盘形凸轮机构。凸轮为半径为R的偏心圆盘，转动中心为O点，几何中心为C点，转动方向如图。试在图上作出从动件处于初始(chūshǐ)位置的机构图，并在图上标出图示位置时凸轮转过的转角和从动件摆过的摆角ψ。ORBAaCB’l0作图法1：凸轮固定作理论轮廓线；作基圆：连接C与O，延长后交于B0点；以OB0为半径作圆，及为基圆；作摆杆初始位置：以A为圆心，杆长为半径画圆，与基圆交于点B’；量取角度∠B’OA，以OB0为底边，作角∠B0OA0；以O为圆心，以中心(zhōngxīn)距a为半径画圆，交OA0于A0点；A0B0即为摆杆初始位置；转角与摆角ψ分别如图中所示；A0aB0精品资料AB’B0C0OCRBal作理论轮廓线；作基圆：连接C与O，延长后交于B0点；以OB0为半径作圆，及为基圆；作摆杆初始位置：以A为圆心，杆长为半径画圆，与基圆交于点B’；连接B‘O并延长;以O为圆心，OC为半径作圆,与B’O交于C0以C0为圆心，原凸轮半径R为半径作圆，即凸轮初始位置；AB’即为摆杆初始位置;转角(zhuǎnjiǎo)与摆角ψ分别如图中所示；作图法2：凸轮(tūlún)旋转精品资料rbsA题3-8如图所示为偏置(piānzhì)移动滚子从动件盘形凸轮机构。该凸轮绕A转动的偏心圆盘，圆盘的圆心在O点。试在图上：1、作出凸轮的理论轮廓曲线；2、画出凸轮的基圆和凸轮机构的初始位置；3、当从动件推程作为工作行程时，标出凸轮的合理转向；4、用反转法作出当凸轮沿方向从初始位置转过150度的机构简图，并标出该位置上从动件的位移和凸轮机构的压力角；5、标出从动件的行程h、推程运动角、回程运动角‘。OB0150°作图法1：反转(fǎnzhuǎn)法rbAOB0h’问1~4：问5：精品资料作图法2：凸轮(tūlún)旋转1、作出凸轮的理论轮廓曲线；2、画出凸轮的基圆和凸轮机构的初始(chūshǐ)位置；3、当从动件推程作为工作行程时，标出凸轮的合理转向；4、用反转法作出当凸轮沿方向从初始(chūshǐ)位置转过150度的机构简图，并标出该位置上从动件的位移和凸轮机构的压力角；5、标出从动件的行程h、推程运动角、回程运动角‘。rbAOB0问1~3：O1问4~5：AOB0rb150°‘hSO0DC精品资料题3-9图所示为凸轮机构(jīgòu)的初始位置,用反转法直接在图上标出:

1)凸轮按方向;转过45O时从动件的位置;

2)凸轮转过45O时凸轮机构(jīgòu)的压力角.rbO45°srbOABA’45o精品资料rbO1B210o题3-10图所示为滚子摆动从动件盘形凸轮机构的初始位置。试在图上:

1)作出凸轮的理论轮廓(lúnkuò)曲线与基圆半径；

2)用反转法找到，当摆杆AB在推程阶段摆过ψ=10°时，从动件滚子与凸轮的接触点，并标出凸轮相应转过的转角。O2B1BO2’1、以滚子半径(bànjìng)作与凸轮轮廓相切的圆，连接其圆心，得到理论轮廓线；2、O2B摆动10o到O2B1；3、以O1为圆心，O1B为半径(bànjìng)作圆，与理论轮廓线交于B2点；4、O2以O1为圆心旋转角度∠B1O1B2，得O2‘点；5、过滚子中心B2，作凸轮法线交实际轮廓于B2‘，即为接触点；6、∠O2O1O2’或∠B1O1B2均为对应的凸轮转角。B2’精品资料题3-12试用解析法并编程求解滚子移动从动件盘形凸轮机构的理论轮廓曲线与实际轮廓曲线的坐标值，计算间隔取10O,并校核此凸轮机构的压力角。已知rb=45mm，rr=10mm，从动件偏在凸轮中心之右，偏距e=20mm，逆时针等到速转动，当凸轮转过=90o，从动件以正统加速运动(jiāsùyùndònɡ)规律上升h=20mm，凸轮再转过=90o，从动件以余弦加速度运动规律下降回原处，其余s=180o，从动件静止不动。解：建立直角坐标系，以凸轮回转中心为原点，y轴与从动件导路平行(píngxíng)，凸轮理论廓线方程为：精品资料从动件运动(yùndòng)规律：精品资料实际(shíjì)廓线上点的坐标:C’BC’’rrrr压力(yālì)角:精品资料凸轮转角φ位移s理论轮廓x坐标理论轮廓y坐标实际轮廓x坐标实际轮廓y坐标0°0.000020.000040.311315.555631.353210°0.176226.726736.399421.309327.993920°1.309733.029132.270527.607723.867730°3.910039.431228.296834.255719.740240°7.800246.246423.999840.593215.751050°12.199853.081618.432646.024311.347860°16.090058.844910.880150.10596.019270°18.690362.28381.385952.4633-0.500580°19.823862.6945-9.253852.7458-8.242590°20.000060.3113-20.000050.8196-16.8524100°19.396955.3282-30.064447.0579-24.4428110°17.660447.6352-38.621441.1464-31.0125120°15.000037.9010-44.976233.5187-35.9875130°11.736527.0152-48.776524.8222-39.0200140°8.263515.9024-50.066215.7726-40.0671150°5.00005.3351-49.24076.9816-39.3772160°2.3396-4.2064-46.9191-1.1813-37.3876170°0.6031-12.5914-43.7657-8.6415-34.5789凸轮转角φ位移s理论轮廓x坐标理论轮廓y坐标实际轮廓x坐标实际轮廓y坐标180°0.0000-20.0000-40.3113-15.5556-31.3532190°0.0000-26.6961-36.2259-20.7637-28.1757200°0.0000-32.5811-31.0398-25.3409-24.1421210°0.0000-37.4762-24.9106-29.1481-19.3749220°0.0000-41.2325-18.0245-32.0697-14.0190230°0.0000-43.7360-10.5907-34.0169-8.2372240°0.0000-44.9106-2.8351-34.9305-2.2051250°0.0000-44.72065.0066-34.78273.8940260°0.0000-43.171812.6962-33.57819.8748270°0.0000-40.311320.0000-31.353215.5556280°0.0000-36.225926.6961-28.175720.7637290°0.0000-31.039832.5811-24.142125.3409300°0.0000-24.910637.4762-19.374929.1481310°0.0000-18.024541.2325-14.019032.06973