机械基础答案解析

1、WORD格式WORD 完美格式第三章凸轮机构题 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 00 900时 , 推杆以余弦加速度运动规律上升h= 20 mm,且取 r 0= 25 mm,e= 10 mm, r r= 5 mm。试求：（ 1选定凸轮的转向, 并简要说明选定的原因；（ 2用反转法画出当凸轮转角=00 900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。解答：1选位移比例尺S0.001m/mm ，转角比例尺0.04弧度 /mm ，绘制从动件位移曲线，见题解3-1 图(a) 。2. 逆时针方向，使凸轮机构为正偏置，

2、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杆，取尺寸比例尺l 0.001m/mm 作图，凸轮廓线如下列图。4如下列图，当1=450时，=14.50。专业资料整理WORD格式专业知识编辑整理专业资料整理WORD格式WORD 完美格式题3-1图(a)(b)题解 3-1图题 3-2 图示为一摆动平底推杆盘形凸轮机构（ l0.001 m/mm，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 3-2 图题解 3-2 图专业资料

3、整理WORD格式WORD 完美格式解题分析 ：作推杆的摆动中心所在的圆 作基圆作推杆的初始位置按题目要求逐步求解。解答 ：1求0及0（ 1以O为圆心，OA长为半径作圆 ；以O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， A0B0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A0O沿- 方向转到 AO时的角度，即0=330，推杆的角位移0=20。2求max及 1延长线与凸轮交于D点，过D点作凸轮的切线，OC与 交于 A1点，此时推杆的角位移最大，max=36.50。（ 2推杆沿 - 方向从A0B0转到 A1B1，A0O与A1O的夹角即为推程运动角，

4、 =2160。专业资料整理WORD格式专业知识编辑整理专业资料整理WORD格式WORD 完美格式3求90推杆从 A0B0沿-方向转 900 到达 A2B2，此时推杆的角位移 90=120。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，偏心轮几何中心O距离凸轮转动轴心 O 为 Loo， 15mm，偏心轮半径R=30mm，凸轮以等角速顺时针转动，试作出从动件位移图s2。解答 ：专业资料整理WORD格式专业知识编辑整理专业资料整理WORD格式WORD 完美格式3 4设计一对心移动滚子从动件盘形凸轮机构。凸轮以等角速顺时针方向转动，凸轮基圆半径r b=40 mm，从动件升程 h=

5、30 mm，滚子半径r T =10mm，0 1500，S 300， 01200，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。试用图解法绘出此盘形凸轮的轮廓曲线。解答 ：专业资料整理WORD格式专业知识编辑整理专业资料整理WORD格式WORD 完美格式3-5设计一偏置移动尖顶从动件盘形凸轮机构。凸轮以等角速度顺时针转动，凸轮转动轴心O偏于从动件中心线右方 20mm处，基圆半径b00时，r =50mm。当凸轮转过 120从动件以等加速等减速运动上升30mm，再转过0 1500时，从动件以余弦加速度运动回到原位，凸轮转过其余s 900时，从动件停留不动。 试用图解法绘出此凸轮轮廓曲

6、线。解答 ：专业资料整理WORD格式专业知识编辑整理专业资料整理WORD格式WORD 完美格式专业资料整理WORD格式专业知识编辑整理专业资料整理WORD格式WORD 完美格式3-6设计一摆动尖顶从动件盘形凸轮机构。如下列图，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 030。当凸轮以等角速度逆时针转过 1800时，摆动从动件以余弦加速度运动规律向上摆动 300，凸轮继续转过 1800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 ：专业资料整理WORD格式专业知识编辑整理专业资料整理WORD格式

7、WORD 完美格式题 3-7对于直动尖端从动件盘形凸轮机构, 凸轮推程运动角= /2,行程 h= 50 mm, 求 当凸轮转动角速度 =10 rad/s时,等加速等减速和正弦加速度这两种常用的根本运动规律的最大速度vm ax 、最大加速度am ax 以及所对应的凸轮转角 。解答：1等加速等减速运动规律：由2s 2h 20/4于专业资料整理WORD格式专业知识编辑整理专业资料整理WORD格式WORD 完美格式s h 2h()2/22/4所以，当vmax 4h245010(/ 4)2 mm/s 636.943mm/s/4时，(/ 2)amax 4h210 22 mm/s 8113.919mm/s当

8、2 4500 /2时，( /2)2正弦加速度运动规律：ssin( 2/ )h，且/2，所以由于2vds / dth1cos( 2)h1cos(4 )a dv / dt4h216h3sin( 4 ); da/dcos(4 )所以，令adv / dt0 ，可得，当/ 4 时vmax 2h2 5010 mm/s 636.943mm/s/ 2令da / d0 ，可得，当/ 8或3 / 8时，amax 4h24 50102mm/s212738.854mm/s2/ 2题 3-8 根据图示条件作出从动件与凸轮在 B 点接触时的压力角 和从动件的位移专业资料整理WORD格式WORD 完美格式解题分析 ：作出从

9、动件在 B点的位置作出从动件在 B点处位移或摆角为 0°的对应位置按题目要求求解。解答 ：见题解3-4 图题解 34 图题 3-9 试用解析法求一对心直动平底从动件盘形凸轮机构的凸轮轮廓。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h25mm ，专业资料整理WORD格式专业知识编辑整理专业资料整理WORD格式WORD 完美格式基圆半径r050mm；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

10、l0.002m/mm 。题 3-5图题解 3-5 图解答 :shh cos( )001800推程运动规律 :22远休止段 : s 25mm18002700专业资料整理WORD格式专业知识编辑整理专业资料整理WORD格式WORD 完美格式回程运动规s hhS )00律 :,270360凸轮轮廓曲线方程 :x (rs) sinds) cosy (rs) cos(ds) sin0( d0d003600dsh sin()001800ds0d2;d18002700dshd,27003600运算结果如下 :凸轮转坐标坐标凸轮转坐标坐标角( 度)x (毫米)y (毫米)角(度)x (毫米)y (毫米)00.

11、00050.000190-13.024-73.861专业资料整理WORD格式专业知识编辑整理专业资料整理WORD格式WORD 完美格式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运算结果续凸轮转坐标坐标凸轮转坐标坐标角 (度)x (毫米)y ( 毫米 )角x (毫米)y ( 毫米 )( 度 )5047.87827.674240-64.952-37.5006054.12718.750250-70

12、.477-25.6527058.7318.876260-73.861-13.0248061.554-1.647270-75.0000.0009062.500-12.500280-73.889-3.13210061.550-23.353290-70.7008.79611058.731-33.876300-65.69319.50012054.127-43.750310-59.17228.87513047.878-52.674320-51.47336.58414040.174-60.378330-42.95042.56015031.250-66.627340-33.95746.76216021.37

13、6-71.231350-24.83849.212专业资料整理WORD格式专业知识编辑整理专业资料整理WORD格式WORD 完美格式17010.853-74.0503600.00050.0001800.000-75.000题 3-10图示的凸轮为偏心圆盘l0.001m/mm。圆心为，半径R=30 mm，偏心距OA = 10 mm,rr = 10 mm,偏OL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r0；2推程运动角、远休止角S、回程运动角,近休止角 S； 3最大压力角max 的数值及发生的位置；题 3-6图（ 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； 5C点接触时凸轮机构的压力角C 。解题分析 ：作凸轮的理论廓线作偏距圆作凸轮基圆按题目要求逐步求解专业资料整理WORD格式专业知识编辑整理专业资料整理WORD格式WORD 完美格式解答 ：1推杆在最高位置时，滚子中心在A1点，A1E1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。h20.72mm；r030 mm 。2推杆在初始位置时，滚子中心在A0点，A0E0为推杆的位置。推杆从 A0E0沿-方向转到 A1E1时的角度即为推程运动角。推杆从