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1、 机械原理作业集- 60 -班 级 成 绩姓 名 任 课 教 师学 号 批 改 日 期第九章 凸轮机构及其设计91 何谓凸轮传动中的刚性冲击和柔性冲击？试补全图示各段的 s、v、a 曲线，并指出哪些地方有刚性冲击，哪些地方有柔性冲击？解：刚性冲击：从动件加速度产生无穷大的变化而引起的冲击；柔性冲击：从动件加速度产生有限量的变化而引起的冲击；位移、速度、加速度图补全如图，在 b、c 处有刚性冲击，在 o、 a、 e、 f 处有柔性冲击。92 在图示的从动件位移线图中，AB 段为摆线运动， BC 段为简谐运动。若要求在两段曲线连接处 B 点从动件的速度和加速度分别相等，试根据图中所给数据确定 2
2、的大小。解：AB 段可认为是：行程为 ，推程角为 的摆线运动规律的前半段；BC 段是：行程为 ，推程角为 的简谐运动规律的后半段；AB 段和 BC 段在 B 点的速度应相等，加速度均为 0。在 B 点 时，有：0解得：0)(ms CBA45127.24.5s vaooo2bcef 4.257.1h/10AB20C18.045hABABhv001cosBCBC002sinBCABCAv指),(21 22111 sincos2hh69.7082rad 机械原理作业集- 61 -班 级 成 绩姓 名 任 课 教 师学 号 批 改 日 期93 试用图解法设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构。已知凸轮以
3、等角速度逆时针回转，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=0150时，从动件等速上升 20mm，=150180 时，从动件远休， =180300时，从动件等加速等减速下降 20mm， =300360时，从动件近休。 （求位移，计算、作图均可）解：从动件在推程段和回程段位移方程为：推程： ， （ 0 150 ）回程：等加速段 ， （ 0 60 ）等减速段 ， （ 60 120 ）各点位移值如下：或位移曲线图 AO0r凸 轮 转 角 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360从 动 件
4、位 移 s 0 4 8 12 16 20 20 17.5 10 2.5 0 0 0mls01. 22320/hs20/hs)( 机械原理作业集- 62 -班 级 成 绩姓 名 任 课 教 师学 号 批 改 日 期94 试用图解法设计一平底直动从动件盘形凸轮机构。已知基圆半径 r0=30mm，凸轮以等角速度顺时针回转，从动件运动规律为：凸轮转角=0150时，从动件以余弦加速度运动上升20mm，=150180 时，从动件远休， =180300时，从动件等加速等减速下降20mm，=300360 时，从动件近休。 （求位移，计算、作图均可）解：从动件在推程段和回程段位移方程为：推程： ， （ 0 15
5、0 ）回程：等加速段 ， （ 0 60 ）等减速段 ， （ 60 120 ）各点位移值如下：或位移曲线图 s223020凸 轮 转 角 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360从 动 件 位 移 s 0 1.91 6.91 13.09 18.09 20 20 17.5 10 2.5 0 0 0AO0rmls1.2/)cos(10hsh 机械原理作业集- 63 -班 级 成 绩姓 名 任 课 教 师学 号 批 改 日 期95 试用图解法设计一滚子摆动从动件盘形凸轮机构。已知 lOA=55mm，l AB=50mm，r 0=25mm，滚子半径 rr
6、=8mm，凸轮以等角速度逆时针回转，从动件运动规律为：凸轮转角=0180时，从动件以余弦加速度运动顺时针摆动 m=20， =180300时，从动件等加速等减速摆回原位，=300360时，从动件静止。 （求位移，计算、作图均可）解：从动件在推程段和回程段位移方程为：推程： ， （ 0 180 ）回程：等加速段 ， （ 0 60 ）等减速段 ， （ 60 120 ）各点位移值如下：或位移曲线图 ml01.m/1凸 轮 转 角 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360从 动 件 位 移 0 1.34 5 10 15 18.67 20 17.5 10
7、 2.5 0 0 022302 AO0rB2/)cos(10m0m 机械原理作业集- 64 -班 级 成 绩姓 名 任 课 教 师学 号 批 改 日 期96 如图所示，偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，已知凸轮实际轮廓线为一圆心在 O 点的偏心圆，其半径为 R，从动件的偏距为 e，试用作图法：(1) 确定凸轮的合理转向；(2) 画出该机构的凸轮理论廓线、基圆及基圆半径；(3) 标出当从动件从图示位置升到位移 s 时，对应凸轮的转角 及凸轮机构的压力角。解： sROA0re 机械原理作业集- 65 -班 级 成 绩姓 名 任 课 教 师学 号 批 改 日 期97 试标出以下凸轮机构从图示位置转过
8、60后从动件的位移 s(或) 及压力角。解：(a)解：(b)600rs600r 机械原理作业集- 66 -班 级 成 绩姓 名 任 课 教 师学 号 批 改 日 期98 在图示两凸轮机构中，从动件的起始上升点均为 C0 点。(1) 试在图上标出从 C0 点到 C 点接触时，凸轮转过的角度及从动件的位移 s (或)；(2) 标出在 C 点接触时凸轮机构的压力角 。解：（a）解：(b)ABC0O0rO0BBC0rs 机械原理作业集- 67 -班 级 成 绩姓 名 任 课 教 师学 号 批 改 日 期99 图示为一偏置滚子从动件盘形凸轮机构。已知凸轮轮廓由三段圆弧和一段直线组成，它们的圆心分别为 O
9、、O及 O ，半径分别为 r =27mm，r =54mm 及 r =7mm，偏距 e =12mm。滚子半径 rr=8mm。试：(1) 画出凸轮的理论轮廓曲线及基圆；(2) 标出从动件的行程 h、推程运动角 o 及回程运动角 o；(3) 标出图示位置从动件的位移及凸轮机构的压力角 ；(4) 标出凸轮由图示位置转过 60时，从动件的位移 s 及凸轮机构的压力角 。解： ml01.r rOrO0rh0s6s 机械原理作业集- 68 -班 级 成 绩姓 名 任 课 教 师学 号 批 改 日 期910 一对心滚子移动从动件盘形凸轮机构，已知凸轮的基圆半径 r050mm ，滚子半径rr15mm，凸轮以等角
10、速度顺时针转动，当凸轮转过 0180 o 时，从动件以等加速等减速运动规律上升 h40mm；凸轮再转 0 150 o 时，从动件以余弦加速度运动规律返回原处；其余0230 o 时，从动件静止不动，试用解析法计算60 o、240 o 时凸轮实际轮廓曲线上点的坐标。解：理论廓线方程 实际廓线方程 ， ， ，推程等加速度段方程：当 0=180=，h=40 mm，因为凸轮顺时针转动，以 =-60=-/3代入时：（ 角在第二象限）时，回程余弦加速度段方程：当 时：8254.)7sin(24)6/50sin(/240)sin(20 hds求 x、y 值时以 = 240代入得：（ 角在第四象限）cs)(in
11、0yx sincryx 22)/()/(sindydx22/c5rs9 980)3(40220hs.9)6co(9/805cos)( 35sinin0 ）（ ）（yx 1465.)0cos()9/8(i3/4i422 hd 2in50)s)(sin)(s00 693.co,73.in 639.18720.154.2si 47)(ryx150 )4(,6/m183./co1co0 092.38)24cos(1803.5cos)( 15ii0 ）（ ）（ 2.)9.38(764.19 )40cos()6(in5in0 ds386.7)1.5(2. )2in()183.250()24cos(sinc
12、os0 y973.cs,4in 6.4).(9.38si 771ryx0 机械原理作业集- 69 -班 级 成 绩姓 名 任 课 教 师学 号 批 改 日 期911 图示凸轮机构中，凸轮为一偏心圆盘，圆盘半径 R=30mm，圆盘几何中心 O 到回转中心A 的距离 OA=15mm，平底与导路间的夹角=60 ，当凸轮以等角速度 =1rad/s 逆时针回转时，试：(1) 标出凸轮廓线的基圆半径 r0；(2) 标出从动件的行程 h；(3) 求出凸轮机构的最大压力角 max 与最小压力角 min；(4) 求出从动件的推程运动角 0 和回程运动角 0；(5) 求出从动件的最大速度 vmax。解：(1) 基圆半径 r0 是凸轮回转中心 A 到理论廓线（迹点 B 的轨迹）的最小向径；325.17cos0OR(2) 从动件的行程 h 如图所示； 6410.30cosrOR(3) 凸轮机构
