2021-02-01
2021-01-25
2021-01-18
2021-01-12
2021-01-04
2020-12-28
2020-11-30
2020-11-18
2020-11-13
2020-11-02
2020-10-26
2020-10-20
插床中的主機(jī)構(gòu),如題 !"+ 圖所示,它是由轉(zhuǎn) 動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) $"% 和曲柄滑塊機(jī)構(gòu) $#, 組合而成。已知 -$% * $,, &&,-$# * +, &&,試求: ($)當(dāng)插刀 , 的行程速度變化系數(shù) ! * $"! 時(shí),曲柄 %" 的長(zhǎng)度 -%" 及插刀干式恒溫儀的行程 +; ())若 ! * ) 時(shí),則曲柄 %" 的長(zhǎng)度應(yīng)調(diào)整為多少? 此時(shí)插刀 , 的行程 + 是否變化? !"& 題 !"/ 圖所示兩種形式的抽水唧筒機(jī)構(gòu),圖 0 以構(gòu)件 $ 為主動(dòng)手柄,圖 1 以構(gòu)件 ) 為主動(dòng)手柄。設(shè)兩 機(jī)構(gòu)尺寸相同,力 . 垂直于主動(dòng)手柄,且力 . 的作用線 距點(diǎn) % 的距離相等,試從傳力條件來比較這兩種機(jī)構(gòu)哪 一種合理。 !"’( 題 !"$, 圖所示為腳踏軋棉機(jī)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。鉸鏈中心 $、% 在鉛垂線上,要求 踏板 #" 在水平位置上下各擺動(dòng) $,.,且 /#" * #,, &&,/$# * $ ,,, &&。試求曲柄 $% 和連桿 %" 的長(zhǎng)度 /$% 和 /%" ,并畫出機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。 !"’’ 題 !"$$ 圖所示為一實(shí)驗(yàn)用小電爐的爐門裝置,在關(guān)閉時(shí)為位置 0$ ,開啟時(shí)為位置 0) ,試設(shè)計(jì)一四桿機(jī)構(gòu)來操作爐門的啟閉(各有關(guān)尺寸見圖)。在開啟時(shí)爐門應(yīng)向外開啟,爐 門與爐體不得發(fā)生干涉。而在關(guān)閉時(shí),爐門應(yīng)有一個(gè)自動(dòng)壓向爐體的趨勢(shì)(圖中 1 為爐門質(zhì) 心位置)。%、" 為兩活動(dòng)鉸鏈所在位置。 $$) 第!章 平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 題 !"# 圖 題 !"$% 圖 題 !"$$ 圖 !"#$ 題 !"$& 圖所示為一雙聯(lián)齒輪變速裝置,用撥叉 !" 操縱雙聯(lián)齒輪移動(dòng),現(xiàn)擬設(shè)計(jì) 一個(gè)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) #$%!;操縱撥叉 !" 擺動(dòng)。已知:&#! ’ $%% ((,鉸鏈中心 #、! 的位置如圖 所示,撥叉行程為 )% ((,撥叉尺寸 &"! ’ &!% ’ !% ((,固定軸心 ! 在撥叉滑塊行程的垂直平 分
線上。又在此四桿機(jī)構(gòu) #$%! 中,構(gòu)件 #$ 為手柄,當(dāng)它在垂直向上位置 #$$ 時(shí),撥叉處于 位置 "$ ,當(dāng)手柄 #$ 逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過!’ #%*而處于水平位置 #$& 時(shí),撥叉處于位置 "& 。試設(shè) 計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)。 !"#% 已知某操縱裝置采用一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu),其中 &#$ ’ +% ((,&#! ’ ,& ((,原動(dòng)件 #$ 與從動(dòng)件 %! 上的一標(biāo)線 !" 之間的對(duì)應(yīng)角位置關(guān)系如圖所示。試用圖解法設(shè)計(jì)此四桿機(jī) 構(gòu)。 !"#! 題 !"$! 圖所示為一用于控制裝置的搖桿滑塊機(jī)構(gòu),若已知搖桿與滑塊的對(duì)應(yīng)位置 為:"$ ’ -%*、’$ ’ .% ((,"& ’ #%*、’& ’ -% ((,") ’ $&%*、’) ’ !% ((。偏距 ( ’ &% ((。試設(shè)計(jì) 該機(jī)構(gòu)。 習(xí) 題 $$) 題 !"#$ 圖 題 !"#% 圖 題 !"#! 圖 !"#$ 如題 !"#& 圖所示的顎式碎礦機(jī),設(shè)已知行程速度變化系數(shù) ! ’ #"$&,顎板 "#(搖 桿)的長(zhǎng)度 $"# ’ %(( )),顎板擺角!’ %(*,試確定: (#)當(dāng)機(jī)架 %# 的長(zhǎng)度 $%# ’ $+( )) 時(shí),曲柄 %& 和連桿 &" 的長(zhǎng)度 $%& 和 $&" ; ($)當(dāng)曲柄 %& 的長(zhǎng)度 $%& ’ &( )) 時(shí),機(jī)架 %# 和連桿 &" 的長(zhǎng)度 $%# 和 $&" 。并對(duì)此兩種 設(shè)計(jì)結(jié)果,分別檢驗(yàn)它們的最小傳動(dòng)角"),- ,["]’ !(*。 ##! 第!章 平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 題 !"#$ 圖 !"#$ 設(shè)計(jì)一曲柄滑塊機(jī)構(gòu),已知滑塊的行程速度變化系數(shù) ! % #"$,滑塊行程 " % $& ’’,偏距 # % (& ’’,如題 !"#) 圖所示。試求曲柄長(zhǎng)度 $%& 和連桿長(zhǎng)度 $&’ 。 題 !"#) 圖 題 !"#* 圖 !"#% 在題 !"#* 圖所示牛頭刨床的主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中,已知中心距 $%’ % +&& ’’,刨頭的沖程 ( % !$& ’’,行程速度變化系數(shù) ! % (,試求曲柄 %& 和導(dǎo)桿 ’) 的長(zhǎng)度 $%& 和 $’) 。 習(xí) 題 ##$ !"#$ 試設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿結(jié)構(gòu),已知搖桿 !" 的行程速度變化系數(shù) # ! "#$,其長(zhǎng)度 $!" ! %$ &&,搖桿右邊的一個(gè)極限位置與機(jī)架之間的夾角! ! ’$(,如題 ’#") 圖所示。機(jī)架的長(zhǎng)度 $%" ! "** &&。試求曲柄 %& 和連桿 &! 的長(zhǎng)度 $%& 和 $&! 。 題 ’#") 圖 !"#% 題 ’#"+ 圖所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,已知機(jī)架 %" 的長(zhǎng)度 $%" ! "** &&,兩連架桿三組 對(duì)應(yīng)角為:"" ! ,*(,!" ! ,*(;"- ! "*$(,!- ! +*(;". ! "$*(,!. ! "-*(。試用解析法設(shè)計(jì)此四桿 機(jī)構(gòu)。 題 ’#"+ 圖 "", 第!章 平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 第 ! 章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 本章主要介紹凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理、分類、從動(dòng)件的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律、反轉(zhuǎn)法 基本原理、平面凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)方法以及凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸確定和凸輪 機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析。 !"# 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類 !"#"# 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 凸輪機(jī)構(gòu)是由具有曲線輪廓的構(gòu)件,通過高副接觸帶動(dòng)從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)預(yù)期運(yùn) 圖 !"# 內(nèi)燃機(jī) 配氣機(jī)構(gòu) 動(dòng)規(guī)律的一種高副機(jī)構(gòu)。它廣泛地應(yīng)用于各種機(jī)械,特別是 自動(dòng)機(jī)械、自動(dòng)控制裝置和裝配生產(chǎn)線中。在設(shè)計(jì)機(jī)械時(shí), 當(dāng)需要其從動(dòng)件必須準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)某種預(yù)期的運(yùn)
動(dòng)規(guī)律時(shí),常 采用凸輪機(jī)構(gòu)。 圖 !"# 所示為內(nèi)燃機(jī)的配氣機(jī)構(gòu),用凸輪來控制進(jìn)、排氣 閥門的啟閉。工作中對(duì)氣閥的啟閉時(shí)序及其速度和加速度都 有嚴(yán)格的要求,這些要求均由凸輪 # 的輪廓曲線來實(shí)現(xiàn)。 圖 !"$ 所示為錄音機(jī)卷帶裝置中的凸輪機(jī)構(gòu),凸輪 # 隨放 音鍵上下移動(dòng)。放音時(shí),凸輪 # 處于圖示最低位置,在彈簧 ! 的作用下,安裝于帶輪軸上的摩擦輪 % 緊靠卷帶輪 &,從而將 磁帶卷緊。停止放音時(shí),凸輪 # 隨按鍵上移,其輪廓壓迫從動(dòng) 件 $ 順時(shí)針擺動(dòng),使摩擦輪與卷帶輪分離,從而停止卷帶。 圖 !"% 所示為自動(dòng)機(jī)床的進(jìn)刀機(jī)構(gòu),利用凸輪機(jī)構(gòu)來控制 進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的自動(dòng)進(jìn)、退刀,其刀架的運(yùn)動(dòng)規(guī)律完全取決于凸輪 # 上曲線凹槽的形狀。 從以上所舉的例子可以看出,凸輪機(jī)構(gòu)主要由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)基本 構(gòu)件組成。凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓的構(gòu)件,當(dāng)它運(yùn)動(dòng)時(shí),通過其上的曲線輪廓 與從動(dòng)件的高副接觸,使從動(dòng)件獲得預(yù)期的運(yùn)動(dòng)。凸輪機(jī)構(gòu)在一般情況下,其凸 圖 !"# 錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu) 圖 !"$ 自動(dòng)機(jī)床進(jìn)刀機(jī)構(gòu) 輪是原動(dòng)件且作等速轉(zhuǎn)動(dòng),從動(dòng)件則按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)作直線移動(dòng)或擺動(dòng)。凸輪機(jī) 構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)是,只要適當(dāng)設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線,從動(dòng)件便可以獲得任意預(yù)定的 運(yùn)動(dòng)規(guī)律,而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,因此它在各種機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用。凸輪機(jī) 構(gòu)的缺點(diǎn)是凸輪和從動(dòng)件之間為高副接觸,壓強(qiáng)較大、易于磨損,故這種機(jī)構(gòu)一 般只用于傳遞動(dòng)力不大的場(chǎng)合。 !"#"$ 凸輪機(jī)構(gòu)的分類 工程實(shí)際中所使用的凸輪機(jī)構(gòu)種類很多,常用的分類方法有以下幾種: !" 按凸輪形狀分 (%)盤形凸輪 如圖 !"% 所示,其凸輪是繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)且具有變化向徑的盤形構(gòu)件,而且從 動(dòng)件在垂直于凸輪軸線的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),這種凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用最廣,但從動(dòng)件的行程 較大時(shí),則凸輪徑向尺寸變化較大,而當(dāng)推程運(yùn)動(dòng)角較小時(shí)會(huì)使壓力角增大。 (#)移動(dòng)凸輪 如圖 !"# 所示,其凸輪可看成是盤形凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線在無窮遠(yuǎn)處,這時(shí)凸輪 作往復(fù)移動(dòng),從動(dòng)件在同一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。盤形凸輪機(jī)構(gòu)和移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)是平面 !"# 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類 %%& 凸輪機(jī)構(gòu)。 (!)圓柱凸輪 如圖 "#! 所示,凸輪的輪廓曲線做在圓柱體上,它可看成是將移動(dòng)凸輪卷成 一圓柱體而得到的,從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)平面與凸輪軸線平行,故凸輪與從動(dòng)件之間的 相對(duì)運(yùn)動(dòng)是空間運(yùn)動(dòng),稱為空間凸輪機(jī)構(gòu)。 !" 按從動(dòng)件形狀分 ($)尖頂從動(dòng)件 如圖 "#%&、’ 所示,這種從動(dòng)件的結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單,能與任意形狀的凸輪輪廓保 持接觸,但因尖頂易于磨損,故只適宜于傳力不大的低速凸輪機(jī)構(gòu)中。 (()滾子從動(dòng)件 如圖 "#%)、* 所示,這種從動(dòng)件與凸輪輪廓之間為滾動(dòng)摩擦,耐磨損,可承受 較大的載荷,故應(yīng)用最廣。 (!)平底從動(dòng)件 如圖 "#%+、, 所示,這種從動(dòng)件的優(yōu)點(diǎn)是凸輪對(duì)從動(dòng)件的作用力始終垂直于 從動(dòng)件的底部(不計(jì)摩擦?xí)r),故受力比較平穩(wěn),而且凸輪輪廓與平底的接觸面間 容易形成楔形油膜,潤(rùn)滑情況良好,故常用于高速凸輪機(jī)構(gòu)中。 圖 "#% 從動(dòng)件種類 另外根據(jù)從動(dòng)件相對(duì)于機(jī)架的運(yùn)動(dòng)形式的不同,有作往復(fù)直線移動(dòng)和往復(fù) 擺動(dòng)兩種,分別稱為直動(dòng)從動(dòng)件(圖 "#%&、)、+)和擺動(dòng)從動(dòng)件(圖 "#%’、*、,)。在 直動(dòng)從動(dòng)件中,如果從動(dòng)件的軸線通過凸輪回轉(zhuǎn)軸心,稱為對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件,否 則稱為偏置直動(dòng)從動(dòng)件,其偏置量稱為偏距 !。 #" 按凸輪與從動(dòng)件保持接觸的方式分 凸輪機(jī)構(gòu)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,其凸輪與從動(dòng)件必須始終保持高副接觸,以使從動(dòng) 件實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。保持高副接觸常有以下幾種方式: ($)幾何封閉 $$- 第!章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 幾何封閉利用凸輪或從動(dòng)件本身的特殊幾何形狀使從動(dòng)件與凸輪保持接 觸。例如在圖 !"!# 所示的凸輪機(jī)構(gòu)中,凸輪輪廓曲線做成凹槽,從動(dòng)件的滾子 置于凹槽中,依靠凹槽兩側(cè)的輪廓曲線使從動(dòng)件與凸輪在運(yùn)動(dòng)過程中始終保持 接觸。在圖 !"!$ 所示的等寬凸輪機(jī)構(gòu)中,因與凸輪輪廓線相切的任意兩平行線 間的距離始終相等,且等于從動(dòng)件內(nèi)框上、下壁間的距離,所以凸輪和從動(dòng)件可 以始終保持接觸。而在圖 !"!% 所示的等徑凸輪機(jī)構(gòu)中,因在過凸輪軸心所作任 一徑向線上與凸輪輪廓線相切的兩滾子中心間的距離處處相等,故可以使凸輪 與從
動(dòng)件始終保持接觸。又如圖 !"!& 所示為共軛凸輪(又稱主回凸輪)機(jī)構(gòu)中, 用兩個(gè)固結(jié)在一起的凸輪控制一個(gè)具有兩滾子的從動(dòng)件,從而形成幾何形狀封 閉,使凸輪與從動(dòng)件始終保持接觸。 圖 !"! 幾何封閉的凸輪機(jī)構(gòu) (’)力封閉 力封閉凸輪機(jī)構(gòu)是指利用重力、彈簧力或其他外力使從動(dòng)件與凸輪保持接 觸。圖 !"( 所示的凸輪機(jī)構(gòu)是利用彈簧力來維持高副接觸。 以上介紹了凸輪機(jī)構(gòu)的幾種分類方法。將不同類型的凸輪和從動(dòng)件組合起 來,就可以得到各種不同形式的凸輪機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)時(shí),可根據(jù)工作要求和使用場(chǎng)合 的不同加以選擇。 !"#"$ 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容與步驟 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容與步驟為: (()根據(jù)所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的工作條件及要求,合理選擇凸輪機(jī)構(gòu)的類型和從動(dòng) !"# 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類 (() 件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 (!)根據(jù)凸輪在機(jī)器中安裝位置的限制、從動(dòng)件行程、凸輪種類等,初步確 定凸輪基圓半徑。 (")根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線。 (#)校核壓力角及輪廓最小曲率半徑,并且進(jìn)行凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 !"# 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 !"#"$ 凸輪機(jī)構(gòu)的基本名詞術(shù)語 圖 $%&’ 為一對(duì)心尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu),其一些基本術(shù)語為: 圖 $%& 對(duì)心尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu) $" 基圓 以凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心為圓心,以凸輪輪廓曲線上的最小向徑為半徑所作的圓,稱 為凸輪的基圓,基圓半徑用 !( 表示。它是設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的基準(zhǔn)。 #" 推程 從基圓開始,向徑漸增的凸輪輪廓推動(dòng)從動(dòng)件,使其位移'
漸增的過程。 %" 行程 推程中從動(dòng)件的最大位移稱為行程。直動(dòng)從動(dòng)件的行程用 " 表示,如圖 $%& 所示,它為從動(dòng)件端部始點(diǎn) # 到終點(diǎn) $) 的線位移。 &" 推程運(yùn)動(dòng)角 從動(dòng)件的位移為一個(gè)行程時(shí),凸輪所轉(zhuǎn)過的角度稱為推程運(yùn)動(dòng)角,用!( 表 *!( 第!章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 示,如圖 !"# 中!!"#。 !" 遠(yuǎn)休止角 從動(dòng)件在距凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心最遠(yuǎn)位置靜止不動(dòng)時(shí),凸輪所轉(zhuǎn)過的角度稱為遠(yuǎn) 休止角,用!$% 表示,如圖 !"# 中!#"$,它為凸輪廓線向徑最大的弧段 #$ 所對(duì) 的圓心角。 #" 回程 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),從動(dòng)件在向徑漸減的凸輪廓線的作用下返回的過程稱為回 程,如圖 !"# 中,從動(dòng)件在 $% 廓線的作用下,返回至原來最低位置。 $" 回程運(yùn)動(dòng)角 從動(dòng)件從距凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心最遠(yuǎn)的位置運(yùn)動(dòng)到距凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心最近位置時(shí), 凸輪所轉(zhuǎn)過的角度稱為回程運(yùn)動(dòng)角,用!$ & 表示,如圖 !"# 所示。 %" 近休止角 從動(dòng)件在距凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心最近位置 ! 靜止不動(dòng)時(shí),凸輪所轉(zhuǎn)過的角度稱為 近休止角,用!$’ 表示,如圖 !"# 所示,此時(shí)從動(dòng)件與凸輪的基圓廓線接觸。 所謂從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律,是指從動(dòng)件在推程或回程時(shí),其位移、速度和加速度 隨時(shí)間 & 變化的規(guī)律。又因絕大多數(shù)凸輪作等速轉(zhuǎn)動(dòng),其轉(zhuǎn)角! 與時(shí)間 & 成正 比,所以從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律常表示為從動(dòng)件的上述運(yùn)動(dòng)參數(shù)隨凸輪轉(zhuǎn)角! 變化 的規(guī)律。表明從動(dòng)件的位移隨凸輪轉(zhuǎn)角而變化的線圖稱為從動(dòng)件的位移線圖, 如圖 !"#( 所示。通過上面分析可知:從動(dòng)件的位移曲線取決于凸輪輪廓曲線的 形狀,也就是說,從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與凸輪輪廓曲線相對(duì)應(yīng)。因此在設(shè)計(jì)凸輪 時(shí),首先應(yīng)根據(jù)工作要求確定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,繪制從動(dòng)件的位移線圖,然后 據(jù)其繪制凸輪輪廓曲線。 !"#"# 從動(dòng)件基本的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 工程實(shí)際中對(duì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)要求是多種多樣的,與其適應(yīng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律亦各 不相同,下面介紹幾種在工程實(shí)際中從動(dòng)件基本的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 &" 多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律用多項(xiàng)代數(shù)式表示時(shí),多項(xiàng)式的一般表達(dá)式為