機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)：第4章 習(xí)題及解答

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1、 第4章習(xí)題 4.1 典型棘輪機(jī)構(gòu)由哪些構(gòu)件組成？在棘輪機(jī)構(gòu)中為保證棘爪能順利進(jìn)入棘輪輪齒的齒根，應(yīng)滿足的條件是什么？ 答：典型的棘輪機(jī)構(gòu)由棘輪、驅(qū)動棘爪、擺桿和止回棘爪。為保證棘爪能順利進(jìn)入棘輪輪齒的齒根，應(yīng)滿足的條件是齒面的偏斜角大于齒面摩擦角。 4.2 為什么棘爪與棘輪輪齒接觸處的公法線要位于棘輪與棘爪的轉(zhuǎn)動中心之間？ 答：為了使棘爪能順利受到棘輪輪齒金輪的齒底面而不致從棘輪輪齒尚滑脫出來。 4.3 槽輪機(jī)構(gòu)有什么特點(diǎn)？何謂運(yùn)動系數(shù)t，為什么t必須大于零而必須小于1？ 答：槽輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，外形尺寸小，其機(jī)械效率高，并能較平穩(wěn)地、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位。但因傳動時(shí)尚存在柔

2、性沖擊，故常用于速度不太高的場合。槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動系數(shù)是指在一個(gè)運(yùn)動循環(huán)內(nèi)，槽輪的運(yùn)動時(shí)間與轉(zhuǎn)臂的運(yùn)動時(shí)間之比。槽輪機(jī)構(gòu)是間歇運(yùn)動，因此運(yùn)動系數(shù)必須大于零而小于1。 4.4 槽輪機(jī)構(gòu)的槽數(shù)z和圓銷數(shù)n的關(guān)系如何？ 答： 4.5 如何避免不完全齒輪機(jī)構(gòu)在嚙合開始和終止時(shí)產(chǎn)生的沖擊？從動輪停歇期間，如何防止其運(yùn)動？ 答：可在兩輪的端面分別裝上瞬心線附加桿，使從動件的角速度由零逐漸增加到某一數(shù)值從而避免沖擊。為了防止從動輪在停歇期間游動，兩輪輪緣上各裝有鎖住弧。 4.6 如圖4.36示為一偏置直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。已知AB段為凸輪的推程廓線，試在圖上標(biāo)注推程運(yùn)動角dt。

3、 圖4.36 解：見圖。 4.7 圖4.37所示為一偏置直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。已知凸輪為一以C為中心的圓盤，問輪廓上D點(diǎn)與尖頂接觸時(shí)其壓力角為多少？試作圖加以表示。 圖4.37 解： 4.8 已知一凸輪以等角速度w=10 rad/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動，直動推桿的運(yùn)動規(guī)律及其對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角如表所示。要求：（1）作出s-d、v-d和a-d線圖；（2）求出當(dāng)d為90°、180°和270°時(shí)，推桿的s、ｖ和a值。 d / ° h / mm 推桿運(yùn)動規(guī)律 0~120 40 等加速等減速運(yùn)動 120~150 0 休止 150~210 -

4、20 簡諧運(yùn)動 210~240 0 休止 240~300 -20 等速運(yùn)動 300~360 0 休止 解：取比例尺：ms= 1 mm/mm 、mv=1 mm/s/mm、ma=1 mm/s2/mm、md=3°/mm、 4.9 圖4.38示為一對心尖頂推桿單元弧凸輪（偏心輪），其幾何中心O’與凸輪轉(zhuǎn)軸O的距離為LO’O =15mm，偏心輪半徑R=30mm，凸輪以等角速度w順時(shí)針轉(zhuǎn)動，試作出推桿的位移線圖s-d。 圖4.38 解： 4.10 設(shè)計(jì)一對心滾子直動推桿盤形凸輪。已知凸輪的基圓半徑r0=35mm，凸輪以等角速度w逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，推桿

5、行程h=20mm，滾子半徑rr=10mm位移線圖s-d如圖4.39所示。 圖4.39 圖4.40 解：取，見下圖。 4.11 設(shè)計(jì)一偏置滾子直動推桿盤形凸輪。已知凸輪以等角速度w順時(shí)針轉(zhuǎn)動，凸輪轉(zhuǎn)軸O偏于推桿中心線的右方10mm處，基圓半徑r0=35mm，推桿行程h=32mm，滾子半徑rT=10mm，其位移線圖s-d如圖4.40所示。 解：取，見下圖。 4.12 在圖4.41所示自動車床控制刀架移動的滾子擺動從動件凸輪機(jī)構(gòu)中，已知LOA=60mm，LAB=36mm，rmin=35mm，rT=8mm，從動件的運(yùn)動規(guī)律如下：當(dāng)凸輪以等角速度w1

6、逆時(shí)針回轉(zhuǎn)90°時(shí)，從動件以等加速等減速運(yùn)動向上擺15°；當(dāng)凸輪自90°轉(zhuǎn)到180°時(shí)，從動件停止不動；當(dāng)凸輪自180°轉(zhuǎn)到270°時(shí)，從動件以簡諧運(yùn)動擺回原處；當(dāng)凸輪自270°轉(zhuǎn)到360°時(shí)，從動件又停止不動，試?yán)L制凸輪的輪廓。 圖4.41 解： 4.13 對心直動平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的基圓半徑rmin，角速度w和推桿的運(yùn)動規(guī)律，見圖4.42所示，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。 圖4.42 解： 4.14 已知一棘輪機(jī)構(gòu)，棘輪模數(shù)m=5mm，齒數(shù)z=12，試確定機(jī)構(gòu)的幾何尺寸。 解：機(jī)構(gòu)的幾何尺寸如下： 頂圓直徑 D=mz＝60mm 齒高 h=0.75m＝3.75mm 齒頂厚 a=m=5mm 齒槽夾角 q=60°或50° 棘爪長度 L=2pm=31.4mm 4.15 已知一槽輪機(jī)構(gòu)的槽數(shù)z=6，圓銷數(shù)n=1，若主動轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)速為n1=60r/min，求槽輪的運(yùn)動時(shí)間和靜止時(shí)間及運(yùn)動系數(shù)t的大小。 解：t=1秒 t’=秒 t’’=秒