吉林大学机械原理习题5.pdf

1 习习 题题 5 5 1 1 在直动从动件盘形凸轮机构中 已知升程 h 50mm 其所对应的凸轮推程运 动角为 0 2 试计算 1 当凸轮转速为 n 30rpm 时 等速 等加等减速 余弦加 速和正弦加速度四种运动规律的 vmax amax值 2 当转速增加到 n 300rpm 时 vmax 和 amax值分别增加几倍 解 解 30 n 当30n 时 当300n 时 10 等速运动规律 0a 100 2 50h 0 当30n 时 100v 当300n 时 1000v max v增加 10 倍 等加速等减速运动规律 200 2 502h2 v 0 max 2 2 2 2 2 2 0 max 800 4 504h4 a 当30n 时 800a 200v maxmax 当300n 时 80000a 2000v maxmax max v 增加 10 倍 max a增加 100 倍 余弦加速度运动规律 15750257 1h57 1 v 0 max 2 2 2 2 2 2 0 max 98650493 4h93 4 a 当30n 时 986a 157v maxmax 当300n 时 98600a 1570v maxmax 2 max v 增加 10 倍 max a增加 100 倍 正弦加速度运动规律 200 2 502h2 v 0 max 2 2 2 2 2 2 0 max 125650428 6h28 6 a 当30n 时 1256a 200v maxmax 当300n 时 125600a 2000v maxmax max v 增加 10 倍 max a增加 100 倍 5 5 2 2 如图示为滚子从动件盘形凸轮机构 凸轮为一偏心圆盘 试用图解法作出 1 凸轮的理论廓线 2 凸轮的基圆 3 图示位置的压力角 4 从动件在图示 位置的位移 s 及凸轮的转角 5 从动件的升程 h 及凸轮的推程运动角 0 a 题 5 2 图 b O1 O1 3 解 解 a 作图过程如下图所示 b 作图过程如下图所示 5 5 3 3 如图示为滚子摆动从动件盘形凸轮机构 凸轮为一偏心圆盘 试用图解法 作出 1 凸轮的基圆 2 图示位置的压力角 3 从动件在图示位置的角位移 及凸轮的转角 4 从动件的最大摆角 max和凸轮的推程运动角 0 解 解 作图过程如下图所示 5 5 4 4 试用作图法设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的凸轮廓线 已知凸轮 O1 O2 题 5 3 图 O1 h s r0 O1 s h r0 O1 O2 max r v F 4 以等角速度顺时针回转 导路偏在转轴左侧 偏距 e 10mm 基圆半径 r0 30mm 滚子半径 rr 10mm 从动件运动规律为 凸轮转角 150 0时 从动件等速上 升 16mm 150o 180o 时从动件远休 180o 300o时从动件等加速等减速下降 16mm 300o 360o时从动件近休 解 解 取长度比例尺 l 0 001m mm 将从动件运动规律画出来 利用反转法图解 凸轮设计如下 5 5 5 5 试用作图法设计一个直动平底从动件盘形凸轮机构凸轮的轮廓曲线 设已 知凸轮基圆半径 r0 30mm 从动件平底与导路的中心线垂直 凸轮顺时针方向等速 150o 30o 180o 60o h 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 s s s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 5 转动 当凸轮转过 1200时从动件以余弦加速度运动上升 20mm 再转过 150o时 从动件又以余弦加速度运动回到原位 凸轮转过其余 90o时 从动件静止不动 解 解 取mmm l 001 0 根据从动件运动规律画出运动曲线 利用反转法图 解凸轮设计如下 5 5 6 6 有一摆动滚子从动件盘形凸轮机构如图所示 已知 lO2B0 50 mm r0 25mm lO1O2 60mm rr 8mm 凸轮顺时针方向等速转动 要求当凸轮转过 180 时 从动件 以余弦加速度运动向上摆动 25 转过一周中的其余角度时 从动件以正弦加速度运 120o 150o 90o h 20mm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 s 10 11 12 1 4 5 6 2 3 0 8 5 7 4 6 3 1 2 9 10 11 12 6 动摆回到原位置 用图解法设计凸轮的工作廓线 解 解 取长度比例尺 l 0 001m mm 将从动件运动规律画 出来 取 o mm 利用反转法图解凸轮设计如下 5 5 7 7 试用解析法求对心直动滚子从动件盘形凸轮机构的理论廓线与实际廓线的 坐标值 计算间隔取为 15 并核算各位置处凸轮机构的压力角 已知其基圆半径 r0 10mm 凸轮顺时针方向等速转动 当转过 120 时 从动件以正弦加速度运动上升 30mm 再转过 90 时 从动件又以余弦加速度运动规律回到原位 凸轮转过一周的 x B s y O1 O2 r0 B0 题 5 6 图 O2 O1 O2 4 O2 6 O2 3 O2 5 O2 1 O2 2 O2 7 O2 9 O2 10 O2 8 O2 11 O2 12 O2 13 1 0 6 180o 180o o mm max 25o 2 3 4 5 10 11 12 1 4 5 6 2 3 1 2 3 6 5 4 1 7 8 8 9 7 7 其余角度时 从动件静止不动 解 解 根据题意将凸轮机构放在直角坐标系下如图所示 从动件运动规律为 升程段 1200 3cos1 45 3cos33 15 d ds 3sin3 152 sin 2 1 hs 00 回程段 210120 3 2 2sin30 d ds 3 2 2cos115cos1 2 h s s0 0 近休止段 360210 0 d ds 0s 理论轮廓线坐标 coss50cossry sins50sinsrx 0 0 实际轮廓线坐标 sin10ysinryy cos10 xcosrxx r r d dy d dx dy dx tan cos d ds sins70 d dy sin d ds coss70 d dx 8 将上述公式编入程序 为自变量 当 3600 变化时 即可求得理论和 实际轮廓线 5 5 8 8 试求一对心平底从动件盘形凸轮机构凸轮廓线的坐标值 已知从动件的平 底与导路垂直 凸轮的基圆半径 r0 45mm 凸轮沿逆时针方向等速转动 当凸轮转 过 120 时 从动件以等加等减速运动上升 15mm 再转过 90 时 从动件以正弦加速 度运动规律回到原位置 凸轮转过一周的其他角度时 从动件静止不动 解 解 根据题意将凸轮机构放在直角坐标系下如下图示 从动件运动规律 升程 600 135 d ds 2 135h2 s 2 2 2 2 2 0 12060 3 2 135 d ds 3 2 2 9 115 h2 hs 2 2 2 2 0 2 0 回程 210120 1 3 8 4cos 30 d ds 3 2 4sin 2 1 3 22 115 2 sin 2 1 1hs s0 00 s0s 近休止段 360210 0 d ds 0s x ds d s y 9 实际轮廓线坐标 sin d ds coss45sin d ds cossry cos d ds sins45cos d ds sinsrx 0 0 5 5 9 9 用解析法计算题 5 6 中凸轮理论廓线和实际廓线的坐标值 计算间隔取为 10 解 解 从动件运动规律为 升程段 0 si n 72 5 d d cos1 72 5 cos1 2 0 max 回程段 2 122cos 36 5 d d 2sin 2 1 1 36 5 2 sin 2 1 1 s0 00 s0 max s 理论轮廓线坐标 00 00 cos50cos60coslcosay sin50sin60sinlsinax 2 24 50602 255060 arccos al2 rla arccos 222 2 0 22 0 10 实际轮廓线坐标 sin8ysinryy cos8xcosrxx r r d dy d dx dy dx tan 0 0 sin1 d d 50sin60 d dy cos1 d d 50cos60 d dx 5 5 1010 已知一偏置直动尖顶从动件凸轮机构 升程 h 30mm 0 180 r0 40mm 凸轮顺时针转动 导路偏在凸轮轴心左侧 偏距 e 5mm 从动件运动规律为等加 等减运动 计算 0 90 180 时 凸轮机构的压力角 解 解 s69 39 5 d ds s540 5 d ds ser e d ds tan 22 2 2 0 从动件运动规律 升程前半段 900 120h4 d ds 60h2 s 22 0 2 2 2 2 0 升程后半段 11 18090 120h4 d ds 2 130 h2 hs 2 0 2 0 2 2 2 0 2 0 当 0 时 18 7 069 39 50 arctan 0 d ds 0s 当 90 时 47 14 11 1969 39 511 19 arctan 11 19 60 d ds 15s 当 180 时 104 4 3069 39 50 arctan 0 d ds 30s 5 5 1111 已知一尖顶移动从动件盘形凸轮机构的凸轮以等角速度 1沿顺时针方向 转动 从动件的升程 h 50mm 升程段的运动规律为余弦加速度 推程运动角为 0 90 从动件的导路与凸轮转轴之间的偏距 e 10mm 凸轮机构的许用压力角 12 30 求 1 当从动件的升程为工作行程时 从动件正确的偏置方位 2 按 许用压力角计算出凸轮的最小基圆半径 r0 计算间隔取 15 解 解 根据题