4-7题4-7图所示为一偏置曲柄滑块机构,试求构件1能整周转动的条件。 解:构件1能整周转动的条件为AB+e≤BC。
4-8题4-8图所示为某机械踏板机构,设已知LCD=500mm,LAD=1000mm,踏板3在水平位置上下各摆动10?,试确定曲柄1和连杆2的长度LAB和LBC。
题4-7图 题4-8图
解:曲柄1的长度LAB=77.85mm,连杆2的长度LBC=1115.58mm。
题4-8图
4-9题4-9图所示为一曲柄摇杆机构,已知曲柄长度LAB=80mm,连杆长度LBC=390mm,摇杆长度LCD=300mm,机架长度LAD=380mm,试求:
(1)摇杆的摆角?; (2)机构的极位夹角?;
(3)机构的行程速比系数K。 解:(1)摇杆的摆角?=49o; (2)机构的极位夹角?=13o;
180+?180+13(3)机构的行程速比系数K=,K=1.156。 =180?18013
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C
题4-9图
题4-9图
4-10设计一偏置曲柄滑块机构。已知滑块的行程s=50mm,偏距e=20mm(如题4-10图),行程速比系数K=1.5,试用作图法求曲柄的长度LAB和连杆的长度LBC。
题4-10图
解:曲柄的长度LAB=21.51mm,连杆的长度LBC=46.51mm。
题4-10图
4-11设计一铰链四杆机构作为加热炉炉门的启闭机构。已知炉门上两活动铰链的中心距为50mm,炉门打开后成水平位置时,要求炉门温度较低的一面朝上(如虚线所示),设固定
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铰链安装在y-y轴线上,其相关尺寸如题4-11图所示,求此铰链四杆机构其余三杆的长度。
题4-11图
解:铰链四杆机构的机架长度=90.36mm,上连架杆的长度=64.75mm,下连架杆的长度=104.61mm。
4-12已知某操纵装置采用铰链四杆机构,要求两连架杆的对应位置为?1=35?,?1=50?;?2=80?,?2=75?;?3=125?,?3=105?,机架长度LAD=80mm,,试用解析法求其余三杆长度。
解:cos?1=P0 cos?1 +P1 cos(?1-?1)+P2
cos?2=P0 cos?2 +P1 cos(?2-?2)+P2
cos?3=P0 cos?3 +P1 cos(?3-?3)+P2
各杆的长度:LAD=80mm;LAB=63.923,LBC =101.197,LCD =101.094。
题4-12图
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第5章凸轮机构
思考题和练习题
5-1凸轮和推杆有哪些型式?应如何选用?
解: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
2)移动凸轮 3) 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。
3) 平底推杆。平底推杆的优点是凸轮与平底的接触面间易形成油膜,润滑较好,所以常用于高速传动中。
(3)按推杆的运动形式分
1)直动推杆。即往复直线运动的推杆。在直动推杆中,若其轴线通过凸轮的回转轴心,则称其为对心直动推杆,否则称为偏置直动推杆。
2)摆动推杆。即作往复摆动的推杆,分为:摆动尖顶推杆、摆动滚子推杆和摆动平底推杆。
(4)按凸轮与推杆保持接触的方法分
1) 力封闭的凸轮机构,即利用推杆的重力、弹簧力或其他外力使推杆与凸轮保持接触的。
2) 几何封闭的凸轮机构,即利用凸轮或推杆的特殊几何结构使凸轮与推杆保持接触。 例如凹槽滚子式凸轮机构、等宽凸轮机构、等径凸轮机构和共轭凸轮(或主回凸轮)机构。 5-2常用的推杆运动规律各有何特点?各适用于何种场合?什么是刚性冲击和柔性冲击?
解:所谓推杆的运动规律是指推杆在运动时,其位移s、速度v 和加速度a 随时间t 变化的规律。又因凸轮一般为等速运动,即其转角δ与时间t 成正比,所以推杆的运动规律更常表示为推杆的运动参数随凸轮转角δ变化的规律。
推杆常用运动规律主要有如下三类:
1)一次多项式运动规律,推杆等速运动,故这种运动规律又称为等速运动规律。适用于低速。
2) 等加速等减速运动规律。适用于低速。 3)简谐运动规律。适用于低速。 选择推杆运动规律,首先须满足机器的工作要求,其次还应凸轮机构具有良好的动力特性;此外,还应使所设计的凸轮便于加工,等等。
刚性冲击:由加速度产生的惯性力突变为无穷大,致使机械产生的强烈冲击。
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