哈工大机械原理考研-第3章 复习思考题与习题

3.4 复习思考与习题

一、思考题

1．从动件的常用运动规律有哪几种? 它们各有什么特点？各适用于什么场合？

2．从动件运动规律的选择原则是什么？

3．不同运动规律曲线拼接时应满足什么条件？

4．凸轮机构的类型有哪些？在选择凸轮机构类型时应考虑那些因素？

5．移动从动件盘形凸轮机构和摆动从动件盘形凸轮机构的设计方法各有什么特点？

6．何谓凸轮的理论轮廓曲线？何谓凸轮的实际轮廓曲线？二者有和区别与联系？理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心移动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的运动规律是否相同？

7．在移动滚子从动件盘形凸轮机构中，若凸轮实际廓线保持不变，而增大或减小滚子半径，从动件运动规律是否发生变化？

8．何谓凸轮机构的压力角? 在凸轮机构设计中有何重要意义? 一般是怎样处理的?当凸轮廓线完成后,如何检查凸轮转角为ϕ时凸轮的压力角α? 若发现压力角超过需用值,可采取什么措施减少压力角? 9．设计直动推杆盘形凸轮机构时,再推杆运动规律不变的条件下,需减小推程压力角,采用哪两种措施？

10．何谓运动失真? 应如何避免出现运动失真现象?

11．在移动滚子从动件盘形凸轮机构的设计中,采用偏置从动件的主要目的是什么? 偏置方向如何选取?

12．在移动平底从动件盘形凸轮机构的设计中,采用偏置从动件的主要目的是什么? 偏置方向如何选取?

13．何谓凸轮机构的偏心距，它对凸轮机构几何尺寸和受力情况有何影响？

14．比较尖顶、平底和滚子从动件凸轮机构的优缺点及它们适用的场合？

二、习题

题3-1 如题3-1图所示为一尖顶移动从动件盘形凸轮机构从动件的部分运动线图。试在图上补全各段的位移、速度及加速度曲线，并指出在那些位置会出现刚性冲击？那些位置会出现柔性冲击？

题3-1图

题3-2 已知凸轮以等角速度顺时针转动，从动件行程h=32 mm,从动件位移线图ϕ-s 如题3-2图所示。凸轮轴心偏于从动件轴线的右侧，偏距e=10mm,基圆半径a r =35mm,滚子半径r r =15mm 。图中Oa 、bc 、de 、ef 、为抛物线，其余为直线。

1． 设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构；

2． 说明在下列三种情况下从动件的运动规律是否改变：

（1） 其他条件不变，仅把偏距改装成e=20mm ；

（2） 其他条件不变，仅把滚子换成r r =10mm ；

（3） 其他条件不变，仅把从动件换成尖端从动件；

3． 其他条件不变，试设计一对心平底从动件盘形凸轮，绘出凸轮廓线，

并决定从动件平底应有的最小长度。

v a

题3-2图

题3-3 如题3-3图所示直动从动件盘形凸轮机构，要求在凸轮转角00900~=ϕ时，从动 件以余弦加速度上升h=20mm,且取基圆半径0r =25mm,偏距e=10mm,r=5mm 。试作：

1. 选定凸轮转向1ω，并简要说明选定的原因；

2. 用反转法绘出当凸轮转角00900~=ϕ时凸轮的工作廓线；

3. 绘出045=ϕ时轮廓的压力角α。

(a) (b) 题 3-3图 题 3-4图

题3-4 题3-4图所示两种盘形凸轮机构为偏心圆盘。圆心为O ，半径R=30mm,偏心距OA=10mm,偏距e=10mm,试求：

1. 这两种凸轮机构从动件的行程h 和凸轮的基圆半径0r ；

2. 这两种凸轮机构的最大压力角max α的数值及其发生的位置。

题3-5 题3-5图所示偏置滚子直动从动件盘形凸轮机构中，凸轮1的工作轮廓为圆，其圆心和半径分别为C 和R ，凸轮1沿逆时针方向转动，推动从动件往复移动。已知：R =100mm ，OC =20mm ，偏距e =10mm ，滚子半径r r =10mm ，试回答：

1. 绘出凸轮的理论轮廓；

2. 凸轮基圆半径r 0=?从动件行程h =?

3. 推程运动角Φ0=? 回程运动角Φ0' =? 远休止角Φs =? 近休止角Φs ' =?

题 3-5图 题 3-6图

题3-6如题3-6图所示滚子摆动从动件盘形凸轮机构中，已知偏心圆盘R=40mm,滚子半径 r=10mm ，OA l =a=90mm ，AB l =l=70mm,转轴O 到圆盘中心C 的距离OC l =20mm,圆盘逆时针转动。

1. 标出凸轮机构在图示位置时的压力角α，画出基圆，求基圆半径0r ；

2. 作出从动件由最下位置摆到图示位置时，从动件摆过的角度ψ及相应的凸轮转角ϕ。

题3-7 如题3-7 图所示偏置滚子直动从动件盘形凸轮。已知：凸轮1沿顺时针方向等速转动， 凸轮基圆半径r 0=40mm ，偏距e =10mm ，从

动件行程h =30mm ，滚子半径r r =10mm ，Φ0=150 ,Φs =30︒, Φ0'=120︒,

Φs '=60︒；从动件在推程、回程皆采用简谐运动规律，试通过计算机辅助设计求凸轮理论轮廓和工作轮廓上各点的坐标值（每隔10

计算一点），并绘出凸轮的理论轮廓与工作轮廓。

题3-7图 题3-8图

题3-8如题3-8图所示为一尖端偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知凸轮廓线为一偏心圆，其半径R=25mm ，偏心距oA l =10mm 偏距e=5mm ，求：

1. 从动件与凸轮廓线在B 点接触时的位移；

2. 凸轮机构在图示位置时的压力角B α；

3. 将偏置从动件2向左平移5mm 后，变为对心从动件，与凸轮廓线在C 点接触时的压力角C α；

4. 比较压力角B α与C α的大小，说明题意中的偏置是否合理？；

5. 如果偏距e= -5 mm,此时的偏距是否合理？

题4-9 如题3-9图所示为一平底直动从动件单圆弧凸轮机构，有关凸轮参数见图（凸轮轴颈直径为d ）。Q 为从动件2所受载荷（包括其重量和惯性力）；M 为加于凸轮轴上的驱动力矩。设21f 和23f 为从动件与凸轮之间及从动件与导路之间的摩擦系数，0f 为凸轮轴颈与轴承间的当量摩擦系数。试求凸轮转角为θ时，该机构的瞬时效率，并讨论其自锁条件。