《习题课连杆与凸轮》教学课件

平面连杆机构与凸轮机构

习题课平面连杆机构与凸轮机构

习题课1根底知识回忆铰链四杆机构有曲柄的条件：〔1〕最短杆长度+最长杆长≤其余两杆长度之和；〔2〕最短杆为连架杆或机架。如果铰链四杆机构各杆长度满足杆长条件，当最短杆为连架杆时，那么机构为曲柄摇杆机构；当最短杆为机架时，那么机构为双曲柄机构；当最短杆的相对杆为机架时，机构为双摇杆机构。如果各杆长度不满足杆长条件，那么机构无周转副，此时不管以何杆为机架，机构均为双摇杆机构。极位夹角θ、急回运动、行程速比系数K四杆机构的传动角最小传动角γmin

死点根底知识回忆铰链四杆机构有曲柄的条件：极位夹角2四杆机构的传动角连杆与从动件之间所夹的锐角γ称为四杆机构在此位置的传动角。且γ=90°－α≤90°为了保证机构传力性能良好，应使γmin≥40°～50°最小传动角对于曲柄摇杆机构，γmin出现在主动件曲柄与机架共线的两位置之一。死点对于曲柄摇杆机构，以摇杆为主动件，那么当连杆与从动件曲柄共线时，机构的传动角γ=0°，这时主动件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心，出现了不能使构件〔从动件曲柄〕转动的“顶死〞现象，机构的这种位置称为“死点〞。四杆机构的传动角31.曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，机构是否一定存在急回运动，且一定无死点？为什么？曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，假设从动件摇杆的空回行程速度大于工作行程速度，即行程速比系数K>1或极位夹角θ≠0，那么该机构存在急回特性，否那么无急回特性。2.四杆机构中的极位和死点有何异同？〔1〕一样点：极位和死点都出现在曲柄与连杆共线的位置。〔2〕不同点：极位出现在四杆机构中以曲柄为原动件；死点出现在四杆机构中以摇杆为原动件。根本概念题1.曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，机构是否一定存在急43.试说明对心曲柄滑块机构当以曲柄为主动件时，其传动角在何处最大？何处最小？3.试说明对心曲柄滑块机构当以曲柄为主动件时，其传动角在何54.图示铰链四杆机构，lBC=50mm，lDC=35mm，lAD=30mm，试问：〔1〕假设此机构为曲柄摇杆机构，且AB杆为曲柄，lAB最大值为多少？〔2〕假设此机构为双曲柄机构，lAB最大值为多少？〔3〕假设此机构为双摇杆机构，lAB应为多少？〔4〕假设lAB=15mm，那么该机构的行程速度比系数K=？极位夹角θ=？最小传动角γmin=？4.图示铰链四杆机构，lBC=50mm，lDC=35mm，6《习题课连杆与凸轮》教学课件7《习题课连杆与凸轮》教学课件85.图示铰链四杆机构中，各杆长度为l1=28mm，l2=52mm，l3=50mm，l4=72mm，试求：〔1〕当取杆4为机架时，该机构的极位夹角θ、杆3的最大摆角、最小传动角γmin和行程速比系数K；〔2〕当取杆1为机架时，将演化成何种类型的机构？为什么？并说明这时C、D两个转动副是周转副还是摆转副；〔3〕当取杆3为机架时，又将演化成何种机构？这时A、B两个转动副是否仍为周转副？5.图示铰链四杆机构中，各杆长度为l1=28mm，l2=59《习题课连杆与凸轮》教学课件10《习题课连杆与凸轮》教学课件116.图示连杆机构中，各构件的尺寸为lAB=160mm，lBC=260mm，lCD=200mm，lAD=80mm；构件AB为原动件，沿顺时针方向匀速回转，试确定：〔1〕四杆机构ABCD的类型；〔2〕该四杆机构的最小传动角γmin；〔3〕滑块F的行程速度变化系数K。6.图示连杆机构中，各构件的尺寸为lAB=160mm，lB12《习题课连杆与凸轮》教学课件13凸轮机构根本概念题1.何谓凸轮工作廓线的变尖现象和推杆运动的失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以防止？答：〔1〕对于外凸的凸轮轮廓曲线，其工作廓线的曲率半径等于理论廓线的曲率半径与滚子半径之差，即ρa=ρ－rr。所以，假设ρ=rr，那么工作廓线的曲率半径为零，于是工作廓线将出现尖点，称之为变尖现象；假设假设ρ＜rr，那么工作廓线的曲率半径为负值，致使推杆不能按预期的运动规律运动，称之为失真现象。〔2〕出现变尖现象时，凸轮轮廓在尖点处很容易磨损；出现失真现象时，制造凸轮时，将切除有用的工作廓线，致使推杆不能按预期的运动规律运动。凸轮机构根本概念题1.何谓凸轮工作廓线的变尖现象和推杆运动14〔3〕对于外凸的凸轮轮廓曲线，一方面应使滚子半径rr小于理论廓线的最小曲率半径ρmin，且ρmin一般不应小于1～5mm。如果不能满足此要求，就应增大基圆半径或者适当减小滚子半径；有时那么比寻修改推杆的运动规律，使凸轮工作廓线上出现尖点的地方代以适宜的曲线。另一方面，滚子的尺寸还受其强度、构造的限制，不能做得太小，通常去滚子半径rr=〔0.1～0.5〕r0。2.力封闭与几何封闭凸轮机构的许用压力角确实定是否一样？为什么？3.一滚子推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推杆滚子的直径偏小，欲改用较大的滚子，问是否可行？为什么？4.一对心直动推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推程压力角稍偏大，拟采用推杆偏置的方法来改善，问是否可行？为什么？〔3〕对于外凸的凸轮轮廓曲线，一方面应使滚子半径rr小于理论152.答：力封闭与几何封闭凸轮机构的许用压力角确实定不一样。因为力封闭凸轮机构在回程时，利用推杆的重力、弹簧力来使推杆与凸轮保持接触，故不存在自锁现象；而几何形状封闭凸轮机构利用凸轮对推杆的作用力来回程，故存在自锁现象。3.答：不可行。因为凸轮理论廓线与实际廓线的法向距离为滚子半径，如果不改变凸轮的实际廓线，只改变滚子半径，那么得到的理论廓线将与实际要求不符。4.答：可行。因为压力角的正切值为：由上式可知，通过选择适宜的偏置方向〔顺左逆右〕且加大偏距e，可使压力角α减小，以改善受力情况。2.答：力封闭与几何封闭凸轮机构的许用压力角确实定不一样。165.在图示机构中，哪个是正偏置？哪个是负偏置？根据教材说明偏置方向对凸轮压力角有何影响？答：〔1〕图〔a〕、〔b〕均为正偏置。〔2〕由式可知，通过选择适宜的偏置方向〔正偏置〕，可使压力角减小，以改善受力情况；而假设为负偏置，那么压力角将增大。(a)(b)5.在图示机构中，哪个是正偏置？哪个是负偏置？根据教材说明17上面的解答是错误的，(a)位移s及(b)转角β都错误的。正确解答见下页6.试标出上题〔a〕图在图示位置时凸轮机构的压力角，凸轮从图示位置转过90°后推杆的位移；并标出〔b〕图推杆从图示位置升高位移s时，凸轮的转角和凸轮机构的压力角。上面的解答是错误的，(a)位移s及(b)转角β都错误的。6.18正确解答6〔a〕正确解答6〔a〕19正确解答6〔b〕正确解答6〔b〕207.在以下图所示凸轮机构中ul=1mm/mm，ω=1rad/s。试求：〔1〕凸轮的理论廓线和基圆；〔2〕图示位置时机构的压力角α；〔3〕凸轮从图示位置转过90时的位移s；〔4〕图示位置时从动件2的速度v；〔5〕其他条件不变：1〕假设改变滚子半径，从动件的运动规律是否改变？为什么？2〕假设改变凸轮的转向，从动件的运动规律是否改变？为什么？3〕假设凸轮的偏心距离变为0，从动件的运动规律是否改变？为什么？7.在以下图所示凸轮机构中ul=1mm/mm，ω=1rad/21《习题课连杆与凸轮》教学课件22《习题课连杆与凸轮》教学课件23平面连杆机构与凸轮机构

习题课平面连杆机构与凸轮机构

习题课24根底知识回忆铰链四杆机构有曲柄的条件：〔1〕最短杆长度+最长杆长≤其余两杆长度之和；〔2〕最短杆为连架杆或机架。如果铰链四杆机构各杆长度满足杆长条件，当最短杆为连架杆时，那么机构为曲柄摇杆机构；当最短杆为机架时，那么机构为双曲柄机构；当最短杆的相对杆为机架时，机构为双摇杆机构。如果各杆长度不满足杆长条件，那么机构无周转副，此时不管以何杆为机架，机构均为双摇杆机构。极位夹角θ、急回运动、行程速比系数K四杆机构的传动角最小传动角γmin

死点根底知识回忆铰链四杆机构有曲柄的条件：极位夹角25四杆机构的传动角连杆与从动件之间所夹的锐角γ称为四杆机构在此位置的传动角。且γ=90°－α≤90°为了保证机构传力性能良好，应使γmin≥40°～50°最小传动角对于曲柄摇杆机构，γmin出现在主动件曲柄与机架共线的两位置之一。死点对于曲柄摇杆机构，以摇杆为主动件，那么当连杆与从动件曲柄共线时，机构的传动角γ=0°，这时主动件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心，出现了不能使构件〔从动件曲柄〕转动的“顶死〞现象，机构的这种位置称为“死点〞。四杆机构的传动角261.曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，机构是否一定存在急回运动，且一定无死点？为什么？曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，假设从动件摇杆的空回行程速度大于工作行程速度，即行程速比系数K>1或极位夹角θ≠0，那么该机构存在急回特性，否那么无急回特性。2.四杆机构中的极位和死点有何异同？〔1〕一样点：极位和死点都出现在曲柄与连杆共线的位置。〔2〕不同点：极位出现在四杆机构中以曲柄为原动件；死点出现在四杆机构中以摇杆为原动件。根本概念题1.曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，机构是否一定存在急273.试说明对心曲柄滑块机构当以曲柄为主动件时，其传动角在何处最大？何处最小？3.试说明对心曲柄滑块机构当以曲柄为主动件时，其传动角在何284.图示铰链四杆机构，lBC=50mm，lDC=35mm，lAD=30mm，试问：〔1〕假设此机构为曲柄摇杆机构，且AB杆为曲柄，lAB最大值为多少？〔2〕假设此机构为双曲柄机构，lAB最大值为多少？〔3〕假设此机构为双摇杆机构，lAB应为多少？〔4〕假设lAB=15mm，那么该机构的行程速度比系数K=？极位夹角θ=？最小传动角γmin=？4.图示铰链四杆机构，lBC=50mm，lDC=35mm，29《习题课连杆与凸轮》教学课件30《习题课连杆与凸轮》教学课件315.图示铰链四杆机构中，各杆长度为l1=28mm，l2=52mm，l3=50mm，l4=72mm，试求：〔1〕当取杆4为机架时，该机构的极位夹角θ、杆3的最大摆角、最小传动角γmin和行程速比系数K；〔2〕当取杆1为机架时，将演化成何种类型的机构？为什么？并说明这时C、D两个转动副是周转副还是摆转副；〔3〕当取杆3为机架时，又将演化成何种机构？这时A、B两个转动副是否仍为周转副？5.图示铰链四杆机构中，各杆长度为l1=28mm，l2=532《习题课连杆与凸轮》教学课件33《习题课连杆与凸轮》教学课件346.图示连杆机构中，各构件的尺寸为lAB=160mm，lBC=260mm，lCD=200mm，lAD=80mm；构件AB为原动件，沿顺时针方向匀速回转，试确定：〔1〕四杆机构ABCD的类型；〔2〕该四杆机构的最小传动角γmin；〔3〕滑块F的行程速度变化系数K。6.图示连杆机构中，各构件的尺寸为lAB=160mm，lB35《习题课连杆与凸轮》教学课件36凸轮机构根本概念题1.何谓凸轮工作廓线的变尖现象和推杆运动的失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以防止？答：〔1〕对于外凸的凸轮轮廓曲线，其工作廓线的曲率半径等于理论廓线的曲率半径与滚子半径之差，即ρa=ρ－rr。所以，假设ρ=rr，那么工作廓线的曲率半径为零，于是工作廓线将出现尖点，称之为变尖现象；假设假设ρ＜rr，那么工作廓线的曲率半径为负值，致使推杆不能按预期的运动规律运动，称之为失真现象。〔2〕出现变尖现象时，凸轮轮廓在尖点处很容易磨损；出现失真现象时，制造凸轮时，将切除有用的工作廓线，致使推杆不能按预期的运动规律运动。凸轮机构根本概念题1.何谓凸轮工作廓线的变尖现象和推杆运动37〔3〕对于外凸的凸轮轮廓曲线，一方面应使滚子半径rr小于理论廓线的最小曲率半径ρmin，且ρmin一般不应小于1～5mm。如果不能满足此要求，就应增大基圆半径或者适当减小滚子半径；有时那么比寻修改推杆的运动规律，使凸轮工作廓线上出现尖点的地方代以适宜的曲线。另一方面，滚子的尺寸还受其强度、构造的限制，不能做得太小，通常去滚子半径rr=〔0.1～0.5〕r0。2.力封闭与几何封闭凸轮机构的许用压力角确实定是否一样？为什么？3.一滚子推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推杆滚子的直径偏小，欲改用较大的滚子，问是否可行？为什么？4.一对心直动推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推程压力角稍偏大，拟采用推杆偏置的方法来改善，问是否可行？为什么？〔3〕对于外凸的凸轮轮廓曲线，一方面应使滚子半径rr小于理论382.答：力封闭与几何封闭凸轮机构的许用压力角确实定不一样。因为力封闭凸轮机构在回程时，利用推杆的重力、弹簧力来使推杆与凸轮保持接触，故不存在自锁现象；而几何形状封闭凸轮机构利用凸轮对推杆的作用力来回程，故存在自锁现象。3.答：不可行。因为凸轮理论廓线与实际廓线的法向距离为滚子半径，如果不改变凸轮的实际廓线，只改变滚子半径，那么得到的理论廓线将与实际要求不符。4.答：可行。因为压力角的正切值为：由上式可知，通过选择适宜的偏置方向〔顺左逆右〕且加大偏距e，可使压力角α减小，以改善受力情况。2.答：力封闭与几何封闭凸轮机构的许用压力角确实定不一样。395.在图示机构中，哪个是正偏置？哪个是负偏置