第三章+凸轮机构设计习题
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第一章平面机构的自由度和速度分析题1-1在图示偏心轮机构中,1为机架,2为偏心轮,3为滑块,4为摆轮。
试绘制该机构的运动简图,并计算其自由度。
题1—2图示为冲床刀架机构,当偏心轮1绕固定中心A转动时,构件2绕活动中心C摆动,同时带动刀架3上下移动。
B点为偏心轮的几何中心,构件4为机架。
试绘制该机构的机构运动简图,并计算其自由度。
题1—3计算题1-3图a)与图b)所示机构的自由度(若有复合铰链,局部自由度或虚约束应明确指出)。
题1-3图a)题1-3图b)题1—4计算题1—4图a、图b所示机构的自由度(若有复合铰链,局部自由度或虚约束应明确指出),并判断机构的运动是否确定,图中画有箭头的构件为原动件。
题1—5 计算题1—5图所示机构的自由度(若有复合铰链,局部自由度或虚约束应明确指出),并标出原动件。
题1—5图 题解1—5图题1-6 求出图示的各四杆机构在图示位置时的全部瞬心。
第二章 连杆机构题2-1在图示铰链四杆机构中,已知 l BC =100mm ,l CD =70mm ,l AD =60mm ,AD 为机架。
试问:(1)若此机构为曲柄摇杆机构,且AB 为曲柄,求l AB 的最大值;(2)若此机构为双曲柄机构,求l AB 最小值; (3)若此机构为双摇杆机构,求l AB 的取值范围。
题2-2 如图所示的曲柄滑块机构: (1)曲柄为主动件,滑块朝右运动为工作 行程,试确定曲柄的合理转向,并简述其理由;(2)当曲柄为主动件时,画出极位夹角θ,最小传动角g min ; (3)设滑块为主动件,试用作图法确定该机构的死点位置 。
D题2-1图题2-3图示为偏置曲柄滑块机构,当以曲柄为原动件时,在图中标出传动角的位置,并给出机构传动角的表达式,分析机构的各参数对最小传动角的影响。
题2-4设计一曲柄摇杆机构,已知机构的摇杆DC长度为150mm,摇杆的两极限位置的夹角为45°,行程速比系数K=1.5,机架长度取90mm。
4.1 图示为从动件在推程时的部分运动线图,其远、近休止角均不等于零。
试根据s 、v 和a 之间的关系定性地补全该运动线图,并指出何处存在刚性冲击,何处存在柔性冲击。
题4.1图 题4.2图4.2 设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构,凸轮转向及从动件初始位置如图所示。
已知偏距mm e 10=,基圆半径mm r 400=,滚子半径mm r T 10=。
从动件运动规律如下: 150=Φ, 60,120,30=Φ'=Φ'=Φs s ,从动件推程以简谐运动规律上升,行程mm h 20=;回程以等加速等减速运动规律返回原处。
试绘制从动件位移线图及凸轮轮廓曲线。
4.3 设计一尖底摆动从动件盘形凸轮机构,凸轮转向及从动件初始位置如图所示。
已知mm l OA 75=,mm r mm l AB 30,580==。
从动件运动规律如下: 120,0,180=Φ'=Φ=Φs , 60=Φ's ,从动件推程以简谐运动规律顺时针摆动,最大摆角 15m ax =ψ;回程以等加速等减速运动规律返回原处。
试绘制从动件位移线图及凸轮轮廓曲线。
题4.3图4.4 设计一平底摆动从动件盘形凸轮机构,凸轮转向及从动件初始位置如图所示。
已知mm l OA 75=,mm r 300=,从动件运动规律如下: 0,180,0,180=Φ'=Φ'=Φ=Φs s ;从动件推程以简谐运动规律顺时针摆动, 15m ax =ψ;回程以等加速等减速运动规律返回原处。
试设计凸轮轮廓曲线并确定从动件的长度。
题4.4图4.5 画出图示凸轮机构中凸轮的基圆,并在图上标出凸轮由图示位置转过45角时凸轮轮廓上的接触点位置及凸轮机构的压力角 。
题4.5图4.6 图示两个凸轮机构中凸轮均为偏心圆盘,转向如图。
已知mm l mm R OA 10,30==,mm l mm l mm r mm e BC OB T 40,50,5,15====。
一、填空题[1]___________________________决定了从动杆的运动规律。
[2]凸轮机构中,凸轮基圆半径愈___________,压力角愈___________ ,机构传动性能愈好。
[3]凸轮机构是由___________________、____________________、 ____________________三个基本构件组成的。
[4]凸轮机构中的压力角是指__________________________________________间的夹角。
[5]凸轮机构常用的从动件运动规律有_______________________________,________________________________________,__________________________________及__________________________________。
[6]以凸轮的理论轮廓的最小向径为半径所做的圆称为凸轮的______________________。
[7]在设计凸轮机构时,凸轮基圆半径取得越_____________,所设计的机构越紧凑,但是压力角_______________使机构的工作情况变坏。
[8]按凸轮的形状凸轮可分为________________________、____________________________、和___________________________三大类。
[9]在凸轮机构的设计中,适当加大凸轮的________________________是避免机构发生运动失真的有效措施。
[10]通常,可用适当增大凸轮________________________的方法来减小最大压力角。
[11]平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构,其压力角等于_______________________。
[12]对于尖顶直动从动件凸轮机构,在其余条件不变的情况下,基圆半径越小,机构的传动效率____________________。
绪论一、判断题(正确T,错误F)1. 构件是机械中独立制造的单元。
()2. 能实现确定的相对运动,又能做有用功或完成能量形式转换的机械称为机器。
()3. 机构是由构件组成的,构件是机构中每个作整体相对运动的单元体。
()4. 所有构件一定都是由两个以上零件组成的。
()二、单项选择题1. 如图所示,内燃机连杆中的连杆体1是()。
A 机构B 零件C 部件D 构件2. 一部机器一般由原动机、传动部分、工作机及控制部分组成,本课程主要研究()。
A 原动机B 传动部分C 工作机D 控制部分三、填空题1. 构件是机械的运动单元体,零件是机械的______单元体。
2. 机械是______和______的总称。
参考答案一、判断题(正确T,错误F)1. F2. T3. T4. F二、单项选择题1. B2. B三、填空题1. 制造2. 机构机器第一章平面机构的自由度一、判断题(正确T,错误F)1. 两构件通过点或线接触组成的运动副为低副。
()2. 机械运动简图是用来表示机械结构的简单图形。
()3. 两构件用平面低副联接时相对自由度为1。
()4. 将构件用运动副联接成具有确定运动的机构的条件是自由度数为1。
()5. 运动副是两构件之间具有相对运动的联接。
()6. 对独立运动所加的限制称为约束。
()7. 由于虚约束在计算机构自由度时应将其去掉,故设计机构时应尽量避免出现虚约束()8. 在一个确定运动的机构中,计算自由度时主动件只能有一个。
()二、单项选择题1. 两构件通过()接触组成的运动副称为高副。
A 面B 点或线C 点或面D 面或线2. 一般情况下,门与门框之间存在两个铰链,这属于()。
A 复合铰链B 局部自由度C 虚约束D 机构自由度3. 平面机构具有确定运动的条件是其自由度数等于()数。
A 1B 从动件C 主动件D 04. 所谓机架是指()的构件。
A 相对地面固定B 运动规律确定C 绝对运动为零D 作为描述其他构件运动的参考坐标点5. 两构件组成运动副必须具备的条件是两构件()。
第3章凸轮机构习题与参考答案一、单项选择题(从给出的A、B、C、D中选一个答案)1 与连杆机构相比,凸轮机构最大的缺点是。
A.惯性力难以平衡B.点、线接触,易磨损C.设计较为复杂D.不能实现间歇运动2 与其他机构相比,凸轮机构最大的优点是。
A.可实现各种预期的运动规律B.便于润滑C.制造方便,易获得较高的精度D.从动件的行程可较大3 盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。
A.摆动尖顶推杆B.直动滚子推杆C.摆动平底推杆D.摆动滚子推杆4 对于直动推杆盘形凸轮机构来讲,在其他条件相同的情况下,偏置直动推杆与对心直动推杆相比,两者在推程段最大压力角的关系为关系。
A.偏置比对心大B.对心比偏置大C.一样大D.不一定5 下述几种运动规律中,既不会产生柔性冲击也不会产生刚性冲击,可用于高速场合。
A.等速运动规律B.摆线运动规律(正弦加速度运动规律)C.等加速等减速运动规律D.简谐运动规律(余弦加速度运动规律)6 对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构的推程压力角超过许用值时,可采用措施来解决。
A.增大基圆半径B.改用滚子推杆C.改变凸轮转向D.改为偏置直动尖顶推杆7.()从动杆的行程不能太大。
A. 盘形凸轮机构B. 移动凸轮机构C. 圆柱凸轮机构8.()对于较复杂的凸轮轮廓曲线,也能准确地获得所需要的运动规律。
A 尖顶式从动杆 B.滚子式从动杆 C. 平底式从动杆9.()可使从动杆得到较大的行程。
A. 盘形凸轮机构 B 移动凸轮机构 C. 圆柱凸轮机构10.()的摩擦阻力较小,传力能力大。
A 尖顶式从动杆 B. 滚子式从动杆 C 平底式从动杆11.()的磨损较小,适用于没有内凹槽凸轮轮廓曲线的高速凸轮机构。
A. 尖顶式从动杆B.滚子式从动杆C. 平底式从动杆12.计算凸轮机构从动杆行程的基础是()。
A 基圆 B. 转角 C 轮廓曲线13.凸轮轮廓曲线上各点的压力角是()。
A. 不变的B. 变化的14.凸轮压力角的大小与基圆半径的关系是()。
3-1试分别标出四种凸轮机构在图示位置的压力角α。
a)b)c)d)a)b)c)d)3-2图示尖底直动从动件盘形凸轮机构,C 点为从动件推程的起始点。
完成下列各题:(1)在图上标出凸轮的合理转向;(2)试在图上作出凸轮的基圆与偏心圆,并标注其半径r b 与e ;(3)在图上作出轮廓上D 点与从动杆尖顶接触时的位移s 和压力角α;(4)在原图上画出凸轮机构的推程运动角Φ。
题3-2图3-3由图所示直动盘形凸轮的轮廓曲线,在图上画出此凸轮的基圆半径r b、各运动角即推程运动角Φ、远休止角ΦS、回程运动角Φ′和近休止角Φ′S及从动件升程h。
题3-3图3-4图示的对心滚子从动件盘形凸轮机构中,凸轮的实际轮廓为一圆,圆心在A 点,半径R=40mm,凸轮转动方向如图所示,l OA=25mm,滚子半径r r=10mm,试问:(1)凸轮的理论曲线为何种曲线?(2)凸轮的基圆半径r b=?(3)在图上标出图示位置从动件的位移S,并计算从动件的升距h?(4)用反转法作出当凸轮沿ω方向从图示位置转过90°时凸轮机构的压力角。
题3-4图解:(1)理论轮廓曲线为:以A点为圆心,半径为R+r r的圆。
(2)此时所求的基圆半径为理论轮廓曲线的r b.r b=R-OA+r r=40-25+10=25mm(3)从动件的位移S如图所示。
升程h=R+OA+r r-r b=40+25+10-25=50mm(4)从动件导路沿-ω方向转过90°到B,压力角α'如图中所示。
3-5如图所示偏置移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 ,试用图解法:(1)确定凸轮的合理转向;(2)画出凸轮的基圆;(3)标出当从动件从图示位置上升到位移s 时,对应凸轮机构的压力角α;(要求量出具体的数值)题3-5图3-8试以作图法设计一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构。
已知凸轮以等角速度逆时针回转,正偏距e =10mm ,基圆半径r 0=30mm ,滚子半径r r =10mm 。