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凸轮机构及其设计习题以及答案

凸轮机构及其设计习题以及答案
凸轮机构及其设计习题以及答案

第四章 习题以及答案

1 、试在图示凸轮机构中,

(1)标出从动件与凸轮从接触点C 到接触点D 时,该凸轮转过的转角?;

(2)标出从动件与凸轮在D 点接触的压力角α;

(3)标出在D 点接触时的从动件的位移 s 。

(4)画出理论轮廓线,并标出基圆半径r 0

(5)找出出现最大压力角的位置,并标出最大压力角αmax

-

2、图示为一摆动平底从动件盘形凸轮机构,凸轮轮廓为一圆,圆心为O ,凸轮回转中心 为A 。试用

作图法在图中画出:

(1)该机构在图示位置的压力角αB ;

(2)轮廓上D 点与平底接触时的压力角αD ;

(3)凸轮与平底从B 点接触转到D 点接触时,凸轮的转角?(保留作图线)。

B

3、图示为一凸轮机构。试用图 解法求出(在图上注明):

(1)从C 点接触到D 点接触过程中,凸轮转角?和从动件摆角ψ;

(2)在D 点接触时的压力角α。

4、图示偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构中,凸轮以角速度ω逆时针方向转动。试在图上:(1)画出理论轮廓曲线、基圆与偏距圆;

(2)标出凸轮从图示位置转过90?时的压力角α和位移s。

哈工大机械原理大作业 凸轮机构设计 题

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 机械原理大作业二 课程名称: 机械原理 设计题目: 凸轮机构设计 一.设计题目 设计直动从动件盘形凸轮机构, 1.运动规律(等加速等减速运动) 推程 0450≤≤? 推程 009045≤≤? 2.运动规律(等加速等减速运动) 回程 00200160≤≤? 回程 00240200≤≤? 三.推杆位移、速度、加速度线图及凸轮s d ds -φ 线图 采用VB 编程,其源程序及图像如下: 1.位移: Private Sub Command1_Click() Timer1.Enabled = True '开启计时器 End Sub Private Sub Timer1_Timer() Static i As Single

Dim s As Single, q As Single 'i作为静态变量,控制流程;s代表位移;q代表角度 Picture1.CurrentX = 0 Picture1.CurrentY = 0 i = i + 0.1 If i <= 45 Then q = i s = 240 * (q / 90) ^ 2 Picture1.PSet Step(q, -s), vbRed ElseIf i >= 45 And i <= 90 Then q = i s = 120 - 240 * ((90 - q) ^ 2) / (90 ^ 2) Picture1.PSet Step(q, -s), vbGreen ElseIf i >= 90 And i <= 150 Then q = i s = 120 Picture1.PSet Step(q, -s), vbBlack ElseIf i >= 150 And i <= 190 Then q = i s = 120 - 240 * (q - 150) ^ 2 / 6400 Picture1.PSet Step(q, -s), vbBlue ElseIf i >= 190 And i <= 230 Then

3 凸轮机构 习题答案

3-1 什么样的构件叫凸轮什么样的机构是凸轮机构凸轮机构的功用是什么 答:凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。 凸轮机构一般是由凸轮,从动件和机架三个构件组成的高副机构。凸轮通常作连续等速转动,从动件根据使用要求设计使它获得一定规律的运动,凸轮机构能实现复杂的运动要求,广泛用于各种自动化和半自动化机械装置中。 凸轮机构主要作用是使从动杆按照工作要求完成各种复杂的运动,包括直线运动、摆动、等速运动和不等速运动。 3-2 滚子从动件的滚子半径大小对凸轮工作有什么影响若某一凸轮机构的滚子损坏后,是否可以任取一滚子来代替为什么 答:对于滚子从动件的凸轮机构,滚子半径的大小常常影响到凸轮实际轮廓曲线的形状,设计时要选择合适的滚子半径T r ,否则会出现运动失真的情况。 对于滚子从动件的凸轮机构,如果滚子损坏不能任取一滚子代替。因为如果选取滚子与原有滚子尺寸不同,从动件的运动规律会发生变化;如果希望从动件的运动规律不变,需要选取与原有凸轮相匹配的的滚子,或者修改凸轮,即凸轮在原理论廓线不变的情况下,作其法向等距曲线并使之距离等于新滚子半径得到新的实际轮廓曲线,重新加工凸轮,后者较繁琐,不宜采取。 3-3 凸轮压力角越小越好吗为什么 ' 答:凸轮压力角越小越好。 凸轮机构压力角:推杆在与凸轮的接触点上所受的正压力与推杆上该点的速度方向所夹的锐角。压力角越大,将造成所受的正压力越大,甚至达到无穷大而出现自锁,因而,从减小推力,避免自锁,使机构具有良好的受力状况来看,压力角越小越好。 3-4 为什么平底直动从动件盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线一定要外凸滚子直动从动件盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线却允许内凹,而且内凹段一定不会出现运动失真 答:对于平底直动从动件盘形凸轮机构,只有凸轮廓线外凸,才能保证凸轮轮廓曲线上的所有点都能与从动件平底接触;对于滚子直动从动件盘形凸轮机构,凸轮实际廓线是沿理论廓线,以滚子半径为间距,作其法向等距曲线得到的,当凸轮轮廓曲线内凹时,实际廓线各点的曲率半径为对应理论廓线各点曲率半径与滚子半径之和,因而不管滚子半径多大,实际廓线各点的曲率半径都大于零,所以可以正常运动并且不会出现失真现象。 3-5 何谓凸轮压力角压力角的大小对机构有何影响用作图法求题3-5图中各凸轮由图示位置逆转45°时,凸轮机构的压力角,并标在题3-5图中。 答:从动件所受作用力F 与受力点速度ν间所夹的锐角称为凸轮机构的压力角,用α表示。 αα cos sin F F F F y x == 由上述关系式知,压力角α愈大,有效分力Fy 愈小,有害分力Fx 愈大。当α角大到某一数值时,必将会出现F y

哈工大机械原理大作业凸轮机构第四题

Harbin Institute of Technology 机械原理大作业二 课程名称:机械原理 设计题目:凸轮机构设计 姓名:李清蔚 学号:1140810304 班级:1408103 指导教师:林琳

一.设计题目 设计直动从动件盘形凸轮机构,其原始参数见表 1 表一:凸轮机构原始参数 升程(mm ) 升程 运动 角(o) 升程 运动 规律 升程 许用 压力 角(o) 回程 运动 角(o) 回程 运动 规律 回程 许用 压力 角(o) 远休 止角 (o) 近休 止角 (o) 40 90 等加 等减 速30 50 4-5-6- 7多 项式 60 100 120

二.凸轮推杆运动规律 (1)推程运动规律(等加速等减速运动) 推程F0=90° ①位移方程如下: ②速度方程如下: ③加速度方程如下: (2)回程运动规律(4-5-6-7多项式) 回程,F0=90°,F s=100°,F0’=50°其中回程过程的位移方程,速度方程,加速度方程如下:

三.运动线图及凸轮线图 本题目采用Matlab编程,写出凸轮每一段的运动方程,运用Matlab模拟将凸轮的运动曲线以及凸轮形状表现出来。代码见报告的结尾。 1、程序流程框图 开始 输入凸轮推程回 程的运动方程 输入凸轮基圆偏 距等基本参数 输出ds,dv,da图像 输出压力角、曲率半径图像 输出凸轮的构件形状 结束

2、运动规律ds图像如下: 速度规律dv图像如下: 加速度da规律如下图:

3.凸轮的基圆半径和偏距 以ds/dfψ-s图为基础,可分别作出三条限制线(推程许用压力角的切界限D t d t,回程许用压力角的限制线D t'd t',起始点压力角许用线B0d''),以这三条线可确定最小基圆半径及所对应的偏距e,在其下方选择一合适点,即可满足压力角的限制条件。 得图如下:得最小基圆对应的坐标位置O点坐标大约为(13,-50)经计算取偏距e=13mm,r0=51.67mm.

第9章凸轮机构及其设计(有答案)

1.图示凸轮机构从动件推程运动线图是由哪两种常用的基本运动规律组合而成?并指出有无冲击。如果有冲击,哪些位置上有何种冲击?从动件运动形式为停-升-停。 (1) 由等速运动规律和等加速等减速运动规律组合而成。 (2) 有冲击。 (3) ABCD 处有柔性冲击。 2. 有一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构,为改善从动件尖端的磨损情况,将其尖端改为滚子,仍使用原来的凸轮,这时该凸轮机构中从动件的运动规律有无变化?简述理 由。 (1) 运动规律发生了变化。 (见下图 ) (2)采用尖顶从动件时,图示位置从动件的速度v O P 2111=ω,采用滚子从动件时,图示位置的速度 '='v O P 2111ω,由于O P O P v v 1111 22≠'≠',;故其运动规律发生改变。

3. 在图示的凸轮机构中,画出凸轮从图示位置转过60?时从动件的位置及从动件的位移s。 总分5分。(1)3 分;(2)2 分 (1) 找出转过60?的位置。 (2) 标出位移s。

4. 画出图示凸轮机构从动件升到最高时的位置,标出从动件行程h ,说明推程运动角和回程运动角的大小。 总分5分。(1)2 分;(2)1 分;(3)1 分;(4)1 分 (1) 从动件升到最高点位置如图示。 (2) 行程h 如图示。 (3)Φ=δ0-θ (4)Φ'=δ' 0+θ

5.图示直动尖顶从动件盘形凸轮机构,凸轮等角速转动,凸轮轮廓在推程运动角Φ=? 从动件行程h=30 mm,要求: (1)画出推程时从动件的位移线图s-?; (2)分析推程时有无冲击,发生在何处?是哪种冲击? - 总分10分。(1)6 分;(2)4 分 (1)因推程时凸轮轮廓是渐开线,其从动件速度为常数v=r0?ω,其位移为直线, 如图示。

凸轮机构练习题

凸轮机构练习题 Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

凸轮机构练习题 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

第九章凸轮机构及其设计

第九章凸轮机构及其设计 第一节凸轮机构的应用、特点及分类 1.凸轮机构的应用 在各种机械,特别是自动机械和自动控制装置中,广泛地应用着各种形式的凸轮机构。 例1内燃机的配气机构 当凸轮回转时,其轮廓将迫使推杆作往复摆动,从而使气阀开启或关闭(关闭是借弹簧的作用),以控制可燃物质在适当的时间进入气缸或排出废气。至于气阀开启和关闭时间的长短及其速度和加速度的变化规律,则取决于凸轮轮廓曲线的形状。 例2自动机床的进刀机构 当具有凹槽的圆柱凸轮回转时,其凹槽的侧面通过嵌于凹槽中的滚子迫使推杆绕其轴作往复摆动,从而控制刀架的进刀和退刀运动。至于进刀和退刀的运动规律如何,则决定于凹槽曲线的形状。 2.凸轮机构及其特点 (1)凸轮机构的组成 凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。凸轮通常作等速转动,但也有作往复摆动或移动的。推杆是被凸轮直接推动的构件。因为在凸轮机构中推杆多是从动件,故又常称其为从动件。凸轮机构就是由凸轮、推杆和机架三个主要构件所组成的高副机构。 (2)凸轮机构的特点

1)优点:只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线,就可以使推杆得到各种预期的运动规律,而且机构简单紧凑。 2)缺点:凸轮廓线与推杆之间为点、线接触,易磨损,所以凸轮机构多用在传力不大的场合。 3.凸轮机构的分类 凸轮机构的类型很多,常就凸轮和推杆的形状及其运动形式的不同来分类。 (1)按凸轮的形状分 1)盘形凸轮(移动凸轮) 2)圆柱凸轮 盘形凸轮是一个具有变化向径的盘形构件绕固定轴线回转。移动 凸轮可看作是转轴在无穷远处的盘形凸轮的一部分,它作往复直线移动。圆柱凸轮是一个在圆柱面上开有曲线凹槽,或是在圆柱端面上作 出曲线轮廓的构件,它可看作是将移动凸轮卷于圆柱体上形成的。盘形凸轮机构和移动凸轮机构为平面凸轮机构,而圆柱凸轮机构是一种 空间凸轮机构。盘形凸轮机构的结构比较简单,应用也最广泛,但其推杆的行程不能太大,否则将使凸轮的尺寸过大。 (2)按推杆的形状分 1)尖顶推杆。这种推杆的构造最简单,但易磨损,所以只适用于作用力不大和速度较低的场合(如用于仪表等机构中)。 2)滚子推杆。滚子推杆由于滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦,所以磨损较小,故可用来传递较大的动力,因而应用较广。

机械原理大作业3凸轮结构设计说明

机械原理大作业(二) 作业名称:机械原理 设计题目:凸轮机构设计 院系:机电工程学院 班级: 设计者: 学号: 指导教师:丁刚明 设计时间: 工业大学机械设计

1.设计题目 如图所示直动从动件盘形凸轮机构,根据其原始参数设计该凸轮。 表一:凸轮机构原始参数 序号升程(mm) 升程运动 角(o)升程运动 规律 升程许用 压力角 (o) 回程运动 角(o) 回程运动 规律 回程许用 压力角 (o) 远休止角 (o) 近休止角 (o) 12 80 150 正弦加速 度30 100 正弦加速 度 60 60 50 2.凸轮推杆运动规律 (1)推杆升程运动方程 S=h[φ/Φ0-sin(2πφ/Φ0)]

V=hω1/Φ0[1-cos(2πφ/Φ0)] a=2πhω12sin(2πφ/Φ0)/Φ02 式中: h=150,Φ0=5π/6,0<=φ<=Φ0,ω1=1(为方便计算) (2)推杆回程运动方程 S=h[1-T/Φ1+sin(2πT/Φ1)/2π] V= -hω1/Φ1[1-cos(2πT/Φ1)] a= -2πhω12sin(2πT/Φ1)/Φ12 式中: h=150,Φ1=5π/9,7π/6<=φ<=31π/18,T=φ-7π/6 3.运动线图及凸轮线图 运动线图: 用Matlab编程所得源程序如下: t=0:pi/500:2*pi; w1=1;h=150; leng=length(t); for m=1:leng; if t(m)<=5*pi/6 S(m) = h*(t(m)/(5*pi/6)-sin(2*pi*t(m)/(5*pi/6))/(2*pi)); v(m)=h*w1*(1-cos(2*pi*t(m)/(5*pi/6)))/(5*pi/6); a(m)=2*h*w1*w1*sin(2*pi*t(m)/(5*pi/6))/((5*pi/6)*(5*pi/6)); % 求退程位移,速度,加速度 elseif t(m)<=7*pi/6 S(m)=h; v(m)=0; a(m)=0; % 求远休止位移,速度,加速度 elseif t(m)<=31*pi/18 T(m)=t(m)-21*pi/18; S(m)=h*(1-T(m)/(5*pi/9)+sin(2*pi*T(m)/(5*pi/9))/(2*pi)); v(m)=-h/(5*pi/9)*(1-cos(2*pi*T(m)/(5*pi/9))); a(m)=-2*pi*h/(5*pi/9)^2*sin(2*pi*T(m)/(5*pi/9)); % 求回程位移,速度,加速度

凸轮机构习题解答复习与练习题参考答案

凸轮机构习题解答复习与练习题参考答案 一、单项选择题 1 B 2 A 3 C 4 D 5 B 6 A 7.A 8. A 9. C 10 .B 11. C 12. A 13. .B 14. .B 15 . A 16. B 17 . C 18 .B 19 .A 20 .B 21 .B 22 .C 其他答案在文后: 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 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( A 基圆半径越小,压力角偏小 15.压力角增大时,对()。 B. 基圆半径越大,压力角偏小 A. 凸轮机构的工作不利 C. 凸轮机构的工作无影响 B. 凸轮机构的工作有利

第3章 凸轮机构

第3章凸轮机构 本章介绍凸轮机构的类型、特点、应用及盘形凸轮的设计。 凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件,它通过与从动件的高副接触,在运动时可以使从动件获得连续或不连续的任意预期运动。在第4章介绍中,我们已经看到。凸轮机构在各种机械中有大量的应用。即使在现代化程度很高的自动机械中,凸轮机构的作用也是不可替代的。 凸轮机构由凸轮、从动件和机架三部分组成,结构简单、紧凑,只要设计出适当的凸轮轮廓曲线,就可以使从动件实现任意的运动规律。在自动机械中,凸轮机构常与其它机构组合使用,充分发挥各自的优势,扬长避短。由于凸轮机构是高副机构,易于磨损;磨损后会影响运动规律的准确性,因此只适用于传递动力不大的场合。 图1-1为自动机床中的横向进给机构,当凸轮等速回转一周时,凸轮的曲线外廓推动从动件带动刀架完成以下动作:车刀快速接近工件,等速进刀切削,切削结束刀具快速退回,停留一段时间再进行下一个运动循环。 图1-1图1-2 图1-2为糖果包装剪切机构,它采用了凸轮—连杆机构,槽凸轮1绕定轴B转动,摇杆2与机架铰接于A点。构件5和6与构件2组成转动副D和C,与构件3和4(剪刀)组成转动副E和F。构件3和4绕定轴K转动。凸轮1转动时,通过构件2、5、和6,使剪刀打开或关闭。 图1-3为机械手及进出糖机构。送糖盘7从输送带10上取得糖块,并与钳糖机械手反向同步放置至进料工位Ⅰ,经顶糖、折边后,产品被机械手送至工位Ⅱ后落下或由拨糖杆推下。机械手开闭由机械手开合凸轮(图中虚线)1控制,该凸轮的轮廓线是由两个半径不同的圆弧组成,机械手的

夹紧主要靠弹簧力。 图1-6

图1-4所示为由两个凸轮组合的顶糖、接糖机构, 通过平面槽凸轮机构将糖顶起,由圆柱凸轮机构控制接 糖杆的动作,完成接糖工作。图1-5所示的机构中,应 用了四个凸轮机构的配合动作来完成电阻压帽工序。内 燃机中的阀门启闭机构(图1-6),缝纫机的挑线机构(图 1-7)等,都是凸轮机构具体应用的实例。由以上各例可 见,凸轮机构在各种机器中的应用是相当广泛的,了解 凸轮机构的有关知识是非常必要的。 1.1 凸轮机构的分类 按照凸轮及从动件的形状,凸轮机构的分类见表1-1。 1.2 凸轮机构中从动件常用的运动规律 凸轮机构设计的主要任务是保证从动件按照设计要求实现预期的运动规律,因此确定从动件的运动规律是凸轮设计的前提。 1.2. 1 平面凸轮机构的工作过程和运动参数 图1-8a 为一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构,从动件移动导路至凸轮旋转中心的偏距为e 。以凸轮轮廓的最小向径r b 为半径所作的圆称为基圆,r b 为基圆半径,凸轮以等角速度ω逆时针转动。在图示位置,尖顶与A 点接触,A 点是基圆与开始上升的轮廓曲线的交点,此时,从动件的尖顶离凸轮轴最近。凸轮转动时,向径增大,从动件被凸轮轮廓推向上,到达向径最大的B 点时,从动件距凸轮轴心最远,这一过程称为推程。与之对应的凸轮转角δ0称为推程运动角,从动件上升的最大位移h 称为行程。当凸轮继续转过δs 时,由于轮廓BC 段为一向径不变的圆弧,从动件停留在最远处不动,此过程称为远停程,对应的凸轮转角δs 称为远停程角。当凸轮又继续转过δ0’角时,凸轮向径由最大减至r b ,从动件从最远处回到基圆上的D 点,此过程称为回程,对应的凸轮转角δ0’称为回程运动角。当凸轮继续转过δs ’角时,由于轮廓DA 段为向径不变的基圆圆弧,从动件继续停在距轴心最近处不动,此过程称为近停程,对应的凸轮转角δs ’称为近停程角。此时,δ0+δs + δ0’+δs ’=2π,凸轮刚好转过一圈,机构完成一个工作循环,从动件则完成一个“升—停—降—停”的运动循环。 图1-7

哈工大机械原理大作业_凸轮机构设计(第3题)

机械原理大作业二 课程名称:机械原理 设计题目:凸轮设计 院系:机电学院 班级: 1208103 完成者: xxxxxxx 学号: 11208103xx 指导教师:林琳 设计时间: 2014.5.2

工业大学 凸轮设计 一、设计题目 如图所示直动从动件盘形凸轮,其原始参数见表,据此设计该凸轮。 二、凸轮推杆升程、回程运动方程及其线图 1 、凸轮推杆升程运动方程(6 50π?≤≤) 升程采用正弦加速度运动规律,故将已知条件mm h 50=,650π= Φ带入正弦加速度运动规律的升程段方程式中得: ????? ???? ??-=512sin 215650?ππ?S ;

?? ??????? ??-=512cos 1601ππωv ; ?? ? ??=512sin 1442 1?πωa ; 2、凸轮推杆推程远休止角运动方程( π?π≤≤6 5) mm h s 50==; 0==a v ; 3、凸轮推杆回程运动方程(914π?π≤≤) 回程采用余弦加速度运动规律,故将已知条件mm h 50=,95' 0π= Φ,6s π =Φ带入余弦加速度运动规律的回程段方程式中得: ?? ????-+=)(59cos 125π?s ; ()π?ω--=5 9sin 451v ; ()π?ω-=5 9cos 81-a 21; 4、凸轮推杆回程近休止角运动方程(π?π29 14≤≤) 0===a v s ; 5、凸轮推杆位移、速度、加速度线图 根据以上所列的运动方程,利用matlab 绘制出位移、速度、加速度线图。 ①位移线图 编程如下: %用t 代替转角 t=0:0.01:5*pi/6; s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)); hold on plot(t,s); t=5*pi/6:0.01:pi; s=50; hold on plot(t,s); t=pi:0.01:14*pi/9; s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5));

凸轮机构及其设计习题解答

如图(a )所示的凸轮机构推杆的速度曲线由五段直线组成。要求:在题图上画出推杆的位移 曲线、加速度曲线;判断哪几个位置有冲击存在,是刚性冲击还是柔性冲击;在图示的 F 位置, 凸轮与推杆之间有无惯性力作用,有无冲击存在 a A I A 2 I 2 、 图 【分析】要正确地根据位移曲线、速度曲线和加速度曲线中的一个画出其余的两个,必须对 常见四推杆的运动规律熟悉。至于判断有无冲击以及冲击的类型,关键要看速度和加速度有无突 变。若速度突变处加速度无穷大,则有刚性冲击;若加速度的突变为有限值,则为柔性冲击。 解:由图(a )可知,在0A 段内(0<5^2),/因推杆的速度v=0,故此段为推杆的近休段,推杆的 位移及加速度均为零。在 AB 段内(n /2 3"因)v>0,故为推杆的推程段。且在 AB 段内,因速 度线图为上升的斜直线,故推杆先等加速上升,位移曲线为抛物线运动曲线,而加速度曲线为正 的水平直线段;在 BC 段内,因速度曲线为水平直线段,故推杆继续等速上升,位移曲线为上升 的斜直线,而加速度曲线为与 5轴重合的线段;在 CD 段内,因速度线为下降的斜直线,故推杆 继续等减速上升,位移曲线为抛物线,而加速度曲线为负的水平线段。在 DE 段内(3 n/2 <5<,2n ) 因v<0,故为推杆的回程段,因速度曲线为水平线段,故推杆做等速下降运动。其位移曲线为下 降的斜直线,而加速度曲线为与 穷大。综上所述作出推杆的速度 由推杆速度曲线和加速度曲线知,在 大和正无穷大。故 凸轮机构在 D 和E 处有刚性冲击。而在 故在这几处凸轮机构有柔性冲击。 在F 处有正的加速度值,故有惯性力,但既无速度突变, 击存在。 【评注】本例是针对推杆常用的四种运动规律的典型 题。 5轴重合的线段,且在 D 和E 处其加速度分别为负无穷大和正无 v 及加速度a 线图如图(b )及(C )所示。 D 及E 处,有速度突变,且相应的加速度分别为负无穷 A ,B ,C 及D 处加速度存在有限突变, 也无加速度突变,因此, F 处无冲 解题的关键是对常用运动规律的位 移、速度以及加速度线图熟练,特别是要会作常用运动规律的位移、速度以及加速度线图。 对于图(a )所示的凸轮机构,要求: (1) (2) (3) (4) 写出该凸轮机构的名称; 在图上标出凸轮的合理转向。 画出凸轮的基圆; 画出从升程开始到图示位置时推杆的位移 S ,相对应的凸轮转角 ,B 点的压力角 (5) 画出推杆的行程Ho

机械原理 凸轮机构及其设计

第六讲凸轮机构及其设计 (一)凸轮机构的应用和分类 一、凸轮机构 1.组成:凸轮,推杆,机架。 2.优点:只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线,就可以使推杆得到各种预期的运动规律,而且机构简单紧凑。缺点:凸轮廓线与推杆之间为点、线接触,易磨损,所以凸轮机构多用在传力不大的场合。 二、凸轮机构的分类 1.按凸轮的形状分:盘形凸轮圆柱凸轮 2.按推杆的形状分 尖顶推杆:结构简单,能与复杂的凸轮轮廓保持接触,实现任意预期运动。易遭磨损,只适用于作用力不大和速度较低的场合 滚子推杆:滚动摩擦力小,承载力大,可用于传递较大的动力。不能与凹槽的凸轮轮廓时时处处保持接触。 平底推杆:不考虑摩擦时,凸轮对推杆的作用力与从动件平底垂直,受力平稳;易形成油膜,润滑好;效率高。不能与凹槽的凸轮轮廓时时处处保持接触。 3.按从动件的运动形式分(1)往复直线运动:直动推杆,又有对心和偏心式两种。(2)往复摆动运动:摆动推杆,也有对心和偏心式两种。 4.根据凸轮与推杆接触方法不同分: (1)力封闭的凸轮机构:通过其它外力(如重力,弹性力)使推杆始终与凸轮保持接触,(2)几何形状封闭的凸轮机构:利用凸轮或推杆的特殊几何结构使凸轮与推杆始终保持接触。①等宽凸轮机构②等径凸轮机构③共轭凸轮 (二)推杆的运动规律 一、基本名词:以凸轮的回转轴心O为圆心,以凸轮的最小半径r0为半径所作的圆称为凸轮的基圆,r0称为基圆半径。推程:当凸轮以角速度转动时,推杆被推到距凸轮转动中心最远的位置的过程称为推程。推杆上升的最大距离称为推杆的行程,相应的凸轮转角称为推程运动角。回程:推杆由最远位置回到起始位置的过程称为回程,对应的凸轮转角称为回程运动角。休止:推杆处于静止不动的阶段。推杆在最远处静止不动,对应的凸轮转角称为远休止角;推杆在最近处静止不动,对应的凸轮转角称为近休止角 二、推杆常用的运动规律 1.刚性冲击:推杆在运动开始和终止时,速度突变,加速度在理论上将出现瞬时的无穷大值,致使推杆产生非常大的惯性力,因而使凸轮受到极大冲击,这种冲击叫刚性冲击。 2.柔性冲击:加速度有突变,因而推杆的惯性力也将有突变,不过这一突变为有限值,因而引起有限

第9章凸轮机构习题解答

第9章凸轮机构及其设计的重点知识 2.推杆的运动形式 基本概念:基圆、基圆半径、推程、行程、推程运动角、回程、回程运动角、休止、远 3.凸轮轮廓曲线设计 设计原理:反转法原理 设计方法: (1)画出基圆及基圆起始位置,取合适的坐标系; (2)根据反转法原理,求出推杆反转时角时的理论廓线方程式。 (3)根据几何关系求出实际廓线方程式。 4.主要参数的选择 ●压力角 从减少推杆和避免自锁的观点来看,压力角愈小愈好。 ●基圆半径 在满足压力角小于许用压力角的条件下,尽可能使基圆半径小些,以使凸轮机构的尺寸不至过大。在实际的设计工作中,还需考虑到凸轮机构的结构、受力、安装、强度等方面的要求。

●滚子推杆滚子半径 为了避免凸轮廓线变尖和失真现象,滚子半径应小于理论廓线的最小曲率半径。设计时应尽量使滚子半径小些。但考虑到强度、结构等限制,通常按经验公式确定滚子半径,设计中验算理论廓线的最小曲率半径。 ●平度推杆平底尺寸 作图或计算得推杆平底中心至推杆平底与凸轮廓线的接触点间的最大距离后,利用经验公式计算平底的尺寸。另外,平底推杆凸轮机构有时也会产生失真现象。 凸轮机构的习题参考 1.设计一偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构。已知凸轮以等角速度w顺时针转动,基圆半径r b=50mm,滚子半径r r=10mm, 凸轮轴心偏于从动件轴线右侧,偏距e=10mm.从动件运动规律如下:当凸轮转过120°时,从动件以简谐运动规律上升30mm;当凸轮接着转过30°时,从动件停歇不动;当凸轮再转过150°时,从动件以等加速减速运动返回原处;当凸轮转过一周中其余角度时,从动件又停歇不动。 2.在图3.13所示的凸轮机构中,已知摆杆AB在起始位置时垂直于OB,l OB=40mm, l AB=80mm,滚子半径r r=10mm,凸轮以等角速度w顺时针转动。从动件运动规律如下:当凸

哈工大机械原理大作业二凸轮机构设计(29)

设计说明书 1 设计题目 如图所示直动从动件盘形凸轮机构,其原始参数见下表,据此设计该凸轮机构。 2、推杆升程、回程运动方程及位移、速度、加速度线图 2.1凸轮运动理论分析 推程运动方程: 01cos 2h s π?????=-?? ?Φ???? 1 00sin 2h v πωπ??? = ?ΦΦ?? 22 12 00cos 2h a πωπ???= ?ΦΦ?? 回程运动方程: ()0' 1s s h ?-Φ+Φ?? =- ??Φ ? ? 1'0 h v ω=- Φ 0a = 2.2求位移、速度、加速度线图MATLAB 程序 pi= 3.1415926; c=pi/180; h=140; f0=120; fs=45; f01=90; fs1=105; %升程 f=0:1:360; for n=0:f0

s(n+1)=h/2*(1-cos(pi/f0*f(n+1))); v(n+1)=pi*h/(2*f0*c)*sin(pi/f0*f(n+1)); a(n+1)=pi^2*h/(2*f0^2*c^2)*cos(pi/f0*f(n+1)); end %远休程 for n=f0:f0+fs s(n+1)=140; v(n+1)=0; a(n+1)=0; end %回程 for n=f0+fs:f0+fs+f01 s(n+1)=h*(1-(f(n+1)-(f0+fs))/f01); v(n+1)=-h/(f01*c); a(n+1)=0; end %近休程 for n=f0+fs+f01:360; s(n+1)=0; v(n+1)=0; a(n+1)=0; end figure(1);plot(f,s,'k');xlabel('\phi/\circ');ylabel('s/mm');grid on;title('推杆位移线图') figure(2);plot(f,v,'k');xlabel('\phi/\circ');ylabel('v/(mm/s)');grid on;title('推杆速度线图') figure(3);plot(f,a,'k');xlabel('\phi/\circ');ylabel('a/(mm/s2');grid on;title('推杆加速度线图') 2.3位移、速度、加速度线图

哈工大机械原理大作业-凸轮机构设计(第3题)

机械原理大作业二 课程名称: 机械原理 设计题目: 凸轮机构设计 院 系: 机电学院 班 级: 1208103 完 成 者: xxxxxxx 学 号: xx 指导教师: 林琳 设计时间: 2014.5.2 哈尔滨工业大学 凸轮机构设计 一、设计题目 二、凸轮推杆升程、回程运动方程及其线图 1 、凸轮推杆升程运动方程(6 50π?≤≤) 升程采用正弦加速度运动规律,故将已知条件mm h 50=,650π= Φ带入正弦加速度运动规律的升程段方程式中得:

?? ??????? ??-=512sin 215650?ππ?S ; ?? ??????? ??-=512cos 1601ππωv ; ?? ? ??=512sin 1442 1?πωa ; 2、凸轮推杆推程远休止角运动方程( π?π≤≤6 5) mm h s 50==; 0==a v ; 3、凸轮推杆回程运动方程(914π?π≤≤) 回程采用余弦加速度运动规律,故将已知条件mm h 50=,95' 0π= Φ,6s π =Φ带入余弦加速度运动规律的回程段方程式中得: ?? ????-+=)(59cos 125π?s ; ()π?ω--=5 9sin 451v ; ()π?ω-=5 9cos 81-a 21; 4、凸轮推杆回程近休止角运动方程(π?π29 14≤≤) 0===a v s ; 5、凸轮推杆位移、速度、加速度线图 根据以上所列的运动方程,利用matlab 绘制出位移、速度、加速度线图。 ①位移线图 编程如下: %用t 代替转角 t=0:0.01:5*pi/6; s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)); hold on plot(t,s); t=5*pi/6:0.01:pi; s=50; hold on plot(t,s); t=pi:0.01:14*pi/9; s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5));

凸轮机构习题解答

凸轮机构考试复习与练习题 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()。

哈工大机械原理大作业凸轮机构设计第题

哈工大机械原理大作业-凸轮机构设计(第题)

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机械原理大作业二 课程名称:机械原理 设计题目:凸轮机构设计 院系:机电学院 班级:1208103 完成者:xxxxxxx 学号:11208103xx 指导教师:林琳 设计时间:2014.5.2 哈尔滨工业大学

凸轮机构设计 一、设计题目 如图所示直动从动件盘形凸轮机构,其原始参数见表,据此设计该凸轮机构。 序号 升程(mm ) 升程运动角(°) 升程运动规律 升程许用压力角(°) 回程运动角(°) 回程运动规律 回程许用压力角 (°) 远休止角(°) 近休止角 (°) 3 50 150 正弦加速度 30 100 余弦加速度 60 30 80 二、凸轮推杆升程、回程运动方程及其线图 1 、凸轮推杆升程运动方程(6 50π?≤ ≤) 升程采用正弦加速度运动规律,故将已知条件mm h 50=,6 50π =Φ带入正弦加速度运动规律的升程段方程式中得: ??? ?????? ??-=512sin 215650?ππ?S ; ??? ?? ???? ??-= 512cos 1601ππωv ; ω

?? ? ??= 512sin 1442 1?π ωa ; 2、凸轮推杆推程远休止角运动方程( π?π ≤≤6 5) mm h s 50==; 0==a v ; 3、凸轮推杆回程运动方程(9 14π ?π≤≤) 回程采用余弦加速度运动规律,故将已知条件mm h 50=,9 5'0π= Φ,6 s π = Φ带入余弦加速度运动规律的回程段方程式中得: ?? ? ???-+=)(59cos 125π?s ; ()π?ω--=59 sin 451v ; ()π?ω-=59 cos 81-a 21; 4、凸轮推杆回程近休止角运动方程(π?π 29 14≤≤) 0===a v s ; 5、凸轮推杆位移、速度、加速度线图 根据以上所列的运动方程,利用matlab 绘制出位移、速度、加速度线图。 ①位移线图 编程如下: %用t 代替转角 t=0:0.01:5*pi/6; s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)); hold on plot(t,s); t=5*pi/6:0.01:pi; s=50; hold on plot(t,s); t=pi:0.01:14*pi/9; s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5)); hold on plot(t,s); t=14*pi/9:0.001:2*pi;

凸轮机构练习题

凸轮机构练习题 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()。

第3章凸轮机构答案

课程名:机械设计基础(第三章)题型作图题 考核点:凸轮机构的运动规律、反转原理确定凸轮的压力角、轮廓、推程角等 1.图中给出了某直动从动件盘形凸轮机构的推杆的推程速度线图。要求定性的画 2.. 图中给出了某直动从动件盘形凸轮机构的推杆的推程速度线图。要求定性的画出其加速度和位移线图。(5分) 解:作图如下:

? ? ? *3 图中给出了某直动从动件盘形凸轮机构的推杆的推程位移线图。要求:(1)定性的画出其加速度和速度线图。 (2)说明此种运动规律的名称及特点、适用场合。(10分)

解:1)作图如下: ? ? ? 2)该从动件速度为常量,故为等速运动规律。由于该运动规律有刚性冲击,所以只适用于低速、轻载的场合。 *4. 图中给出了某直动从动件盘形凸轮机构的推杆的推程速度线图。要求 (1)定性的画出其加速度和位移线图。 (2)说明此种运动规律的名称及特点、适用场合。(10分) .解:1)作图如下:

? ? ? 2)此为等加速等减速运动规律,该运动规律有柔性冲击,适用于中速轻载场合。 **5图示对心直动从动件盘形凸轮机构中,凸轮为一偏心圆,O为凸轮的几何中心,O1为凸轮的回转中心。直线AC与BD垂直,且O1O=O1A=30mm, 试计算: (1)该凸轮机构中B、D两点的压力角; (2)该凸轮机构推杆的行程h。 (3)凸轮机构的基圆半径r。(15分)

解:1)?====565.26)60 30 ()1( arctg OB O O arctg D B αα 2)行程:h=2O1O=2×30=60 mm 3) 基圆半径r=AO1=30 mm **6.图示凸轮机构的回转中心为O 点,C 点为离O 点最远点,AD 为圆心在O 点的圆弧,凸轮顺时针转动。试在:(1)图上画出凸轮的基圆,(2)图上标出推程角 δt 、回程角δh 。(3)在图上标出机构在B 点的压力角。(15分) 解:作图如下: .

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