机械基础答案

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0～90时,推杆以余弦加速度运动规律上升h= 20 mm,且取r0= 25 mm,e= 10 mm,rr= 5 mm。试求：

0

0

（1）选定凸轮的转向ω,并简要说明选定的原因；

0

0

（2）用反转法画出当凸轮转角φ=0～90时凸轮的工作廓线（画图的分度要求小于15）；

0

0

（3）在图上标注出φ1=45时凸轮机构的压力角α。

解答：

1．选位移比例尺

?S?0.001m/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，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，取尺寸比例尺所示。

0

0

?l?0.001m/mm作图，凸轮廓线如图

4．如图所示，当φ1=45时，α=14.5。

题3-1图

(a)

题解3-1图

(b)

1

题3-2 图示为一摆动平底推杆盘形凸轮机构（

?l?0.001m/mm），已知凸轮的

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φ0及推杆的角位移ψ0；

（2）推杆的最大角位移ψmax及凸轮的推程运动角Φ；

0

（3）凸轮从初始位置回转90时，推杆的角位移ψ90。

题3-2图

题解3-2图

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φ0及ψ0

（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φ0=33，推杆的角位移ψ0=2。

0

0

2

2．求ψmax及Φ

（1）延长OC线与凸轮交于D点，过D点作凸轮的切线，与?交于A1点，此时推杆的角位移最大，ψmax=36.5。

（2）推杆沿-?方向从A0B0转到A1B1，A0O与A1O的夹角即为推程运动角，Φ=216。

0

0

3．求ψ90

推杆从A0B0沿-?方向转90到达A2B2，此时推杆的角位移ψ90=12 。

0

0

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ω顺时针转动，试作出从动件位移图s2 —φ。 解答：

3—4 设计一对心移动滚子从动件盘形凸轮机构。已知凸轮以等角速ω顺时针方向转动，凸轮基圆半径rb=40 mm，从动件升程h=30 mm，滚子半径rT =10mm，φ0＝1500，φS＝300，

，

φ0’＝1200，φs＝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。

3

解答：

3-5 设计一偏置移动尖顶从动件盘形凸轮机构。已知凸轮以等角速度ω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rb=50mm。当凸轮转过φ0＝1200时，从动件以等加速等减速运动上升30mm，再转过φ0’＝1500时，从动件以余弦加速度运动回到原位，凸轮转过其余φs’＝900时，从动件停留不动。试用图解法绘出此凸轮轮廓曲线。 解答：

4

5

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