2016河南科技大学机械原理作业答案(9-12章)

(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：
9－10一对心滚子移动从动件盘形凸轮机构，已知凸轮的基圆半径r0＝50mm，滚子半径rr＝15mm，凸轮以等角速度顺时针转动，当凸轮转过0＝180o时，从动件以等加速等减速运动规律上升h＝40mm；凸轮再转0＝150o时，从动件以余弦加速度运动规律返回原处；其余02＝30o时，从动件静止不动，试用解析法计算＝60o、240o时凸轮实际轮廓曲线上点的坐标。
9－2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。
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
9－6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；
解：理论廓线方程实际廓线方程
∵∵∵
，，
，推程等加速度段方程：
当δ0=180=π，h=40mm，
因为凸轮顺时针转动，以δ=-60=-π/3代入时：
（θ角在第二象限）
时，回程余弦加速度段方程：
当时：
求x、y值时以δ=—240°代入得：
（θ角在第四象限）
9－11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：
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点位移值如下：
或位移曲线图
9－4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=0~150时，从动件以余弦加速度运动上升20mm，=150~180时，从动件远休，=180~300时，从动件等加速等减速下降20mm，=300~360时，从动件近休。（求位移，计算、作图均可）
(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：
9－7试标出以下凸轮机构从图示位置转过60后从动件的位移s(或)及压力角。
解 ：
(a)
解：
(b)
9－8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)；
(3)凸轮机构的压力角≡90º-β=30º；
(4)从动件的推程运动角0和回程运动角0′均为180º；
(5)从动件的最大速度
γ=120º时（图示位置γ=45），有：
9－12试分别标出四种凸轮机构在图示位置的压力角。
解：
(a) (b)
(c) (d)
第十章齿轮机构及其设计
10—1已知一条渐开线，其基圆半径为rb=50mm，试求：
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
9－5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，lAB=50mm，r0=25mm，滚子半径rr=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=0~180时，从动件以余弦加速度运动顺时针摆动φm=20，=180~300时，从动件等加速等减速摆回原位，=300~360时，从动件静止。（求位移，计算、作图均可）
(1)渐开线在向径rK=65mm的点K处的曲率半径K、压力角K及展角K；
(2)渐开线在展角K=10°时的压力角K及向径rK。
解：(1)
(2)
10—2当=20°的正常齿渐开线标准齿轮的齿根圆和基圆相重合时，其齿数为多少？又若
齿数大于求出的数值，则基圆和根圆哪一个大？
解：
当基圆与根圆重合时：
当时：
当z≥42时，由式(*)可知，等号左边不变右边增大，说明根圆大于基圆。
在B点 时，有：
0
解得：
9－3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=0~150时，从动件等速上升20mm，=150~180时，从动件远休，=180~300时，从动件等加速等减速下降20mm，=300~360时，从动件近休。（求位移，计算、作图均可）
(2)标出在C点接触时凸轮机构的压力角。
解：
（a）
解：
(b)
9－9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、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；
(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；
(2)从动件的行程h如图所示；
10—3有一个渐开线直齿圆柱齿轮如图，用卡尺测量出三个齿和两个齿的公法线长度为
第九章凸轮机构及其设计
9－1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。