【考研类试卷】凸轮结构(二)及答案解析.doc
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1、凸轮结构(二)及答案解析(总分:100.00,做题时间:90 分钟)一、B计算题/B(总题数:29,分数:100.00)1.如图 a所示为一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构,此时推杆刚开始推程(向上运动)。试在图中:(分数:4.00)_2.(1)如果恒速旋转的凸轮驱动推杆按照图 a所示的位移、速度、加速度曲线运动,那么推杆承受的刚性冲击是多少?柔性冲击是多少?(2)作出图 c中推杆与凸轮之间的瞬心 P。(3)作出图 c所示位置凸轮机构的压力角。(4)图 b中的凸轮和推杆已经制造出来了(即不能改变其形状),但安装位置仍可调整(机架还没有定案)。如果实验发现该凸轮机构容易被卡住,是否允许调整偏距 e?
2、应该怎样调整才能尽量避免该凸轮机构出现卡死现象?(分数:4.00)_3.图 a所示为一偏心圆盘对心平底移动从动件盘形凸轮机构。偏心圆盘的半径 R=200mm,圆心在 A点,偏心距 e=120mm,平底与导路垂直,凸轮的转动中心在 O点,以 1逆时针方向转动,图示瞬时 OA处于水平位置。(1)自选比例尺,画出图示瞬时凸轮机构的机构运动简图,在图上画出凸轮的基圆,标注出基圆半径 r0。(2)在图上标出凸轮机构的推程运动角 和图示位置机构的压力角 。(3)在图上标出从动件从图示位置上升 90mm后凸轮的转角 及从动件的升程 h。(4)确定一个周期内,凸轮与平底接触点在平底上的变动距离 L的值。(分数
3、:4.00)_4.图 a所示盘状凸轮由半径为 r1、r 2(r1=20mm,r 2=15mm, =10mm)的两段圆弧组成,工作时凸轮逆时针方向转动,直动滚子从动件偏距(右偏)e=r 1/3。(分数:4.00)_5.在图 a所示的凸轮机构中,已知凸轮以角速度 逆时针方向转动,凸轮基圆半径以 r0表示,行程以 h表示,压力角以 表示,推杆位移以 s表示,滚子半径为 rr,a 为实际廓线推程起始点,b 为实际廓线推程终止点,c 为实际廓线回程起始点,d 为实际廓线回程终止点。ad 为近休止圆弧,bc 为远休止圆弧,试作图表示:(1)凸轮基圆,并标注基圆半径 r0。(2)推杆的行程 h。(3)图示位
4、置的压力角 和位移 s。(分数:4.00)_6.图 a所示为偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构。已知凸轮 1实际轮廓线为一圆心在 O点的偏心圆,其半径为 R,从动件 3的偏距为 e,试用作图法:(1)确定凸轮 1的合理转向并简要说明理由。(2)画出凸轮的理论廓线及基圆 r0。(3)标出当从动件 3从图示位置升到位移 s时,对应凸轮的转角 及压力角 。(4)标出凸轮机构的行程 h。(分数:4.00)_7.图 a所示为凸轮机构。已知:凸轮圆盘中心为 A,半径 R=50mm, =20mm,e=10mm,滚子半径rr=10mm。试用反转法图解:(1)画出凸轮基圆半径 r0(图中标出)。(2)作出该凸轮机构
5、从动件的运动规律 s- 曲线(取 12等分)。(3)在图中标出最大的从动件压力角 max。(4)在图中标出从动件最大上升距离 smax。(分数:4.00)_8.一偏心圆盘凸轮机构如图 a所示。(1)画出凸轮机构的基圆和理论轮廓曲线。(2)用图解法在图中标出从动件 2最低位置开始,凸轮按图示方向转过 45、90、180时从动件 2的角位移。(3)在图中标出从动件 2最低位置开始,凸轮按图示方向转过 90时从动件 2在 C点处的压力角 。(解题时,尺寸从图中直接量取,作图过程及图线保留)(分数:4.00)_9.图 a所示为对心滚子从动件盘形凸轮机构。凸轮为一偏心圆盘,其半径 R=50mm,圆心 O
6、与转动中心 A的偏心距 e=OA=30mm,滚子半径 rr=10mm,凸轮以等角速度 逆时针方向转动。(分数:4.00)_10.已知一对心尖顶直动从动件盘形凸轮机构如图 a所示,其凸轮轮廓为一偏心圆,该圆直径 D=40mm,偏距 e=5mm,凸轮顺时针方向转动。(分数:4.00)_11.图 a所示为一对心尖顶直动从动件单圆弧凸轮机构。已知 R=25mm,L OA=10mm=偏距 e,凸轮逆时针方向转动。(分数:3.00)_12.在图 a所示的凸轮机构中,凸轮的角速度 1=10rad/s,R=25,L AO=10mm。(分数:3.00)_13.图 a所示为一偏置直动尖端推杆盘形凸轮机构。凸轮廓线
7、为一渐开线,渐开线的基圆半径 r0=40mm,凸轮以 =20rad/s 逆时针方向旋转。(分数:3.00)_14.图 a所示为一凸轮机构。试在图上标出凸轮的理论廓线、基圆半径 r0、最大摆角 max、推程运动角 0、回程运动角 0,并标出图示位置时摆角 0、压力角 0、从图示位置转过 30时的摆角 及压力角 。(分数:6.00)_15.在下图所示凸轮机构中,弧形表面的摆动从动件与凸轮在 B点接触。当凸轮从图示位置逆时针方向转过 90时,试用图解法求出或示出:(分数:3.00)_16.在下图所示的对心直动滚子从动杆盘形凸轮机构中,凸轮的实际轮廓线为一圆,圆心在 A点,半径R=40mm,凸轮绕轴心
8、逆时针方向转动。L OA=25mm,滚子半径 rr=10mm。试问:(分数:3.00)_17.如图所示滚子直动从动件盘形凸轮机构中,凸轮为偏心圆,已知R=30mm,L OA=10mm,e=15mm,r r=5mm。试推导从动件位移与凸轮转角之间的关系式 S=S()和机构压力角与凸轮转角之间的关系式 =()。(分数:3.00)_18.一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构如下图所示,凸轮沿顺时针方向转动,试用图解法直接在图上作出:(分数:3.00)_19.如下图所示为凸轮机构的初始位置(该位置为从动件滚子与凸轮接触点 C)。(分数:3.00)_20.盘形凸轮机构中的尖端从动件的推程速度线图如下图所示。
9、凸轮的基圆半径 r0=20mm,角速度 1=10rad/s,偏距 e=5mm。试计算凸轮转过 90时,凸轮机构的压力角 。(分数:3.00)_21.在下图所示凸轮机构中,画出凸轮从图示位置转过 90时凸轮机构的压力角 。(分数:3.00)_22.推导对心平底(平底与推杆轴线垂直)盘形凸轮机构(见下图)的凸轮廓线直角坐标方程式。(分数:3.00)_23.画出下图所示凸轮机构中凸轮的基圆,在图上标出凸轮由图示位置转过 60角时从动件的位移及凸轮机构的压力角。(分数:3.00)_24.下图所示凸轮机构中,要求:(1)直接在图上画出凸轮的理论廓线和基圆。(2)直接在图上画出凸轮由图示位置转动时机构的压
10、力角。凸轮的转向如图所示。(分数:3.00)_25.下图所示凸轮机构中,已知基圆半径 r0=50mm,给出的廓线部分是以 B为圆心的一段圆弧。凸轮转向如图所示。试用解析法求出凸轮由图示位置转过 60时,从动杆处压力角的大小。(分数:3.00)_26.下图所示为一偏置尖底直动从动件盘形凸轮机构。已知凸轮为一以 C为中心的圆盘,圆盘半径R=30mm, =10mm,从动件偏距 e=10mm,转向如图所示。试用图解法求出按 的比例作图求解:(分数:3.00)_27.下图所示滚子摆动从动件盘形凸轮机构中,凸轮廓线为一偏心圆。试在图上标出凸轮在 C点接触时凸轮机构的压力角 C及从动件升程 C(角位移)。(
11、分数:3.00)_28.在下图所示对心直动尖顶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,O 1为凸轮的回转中心。直线 AC与 BD垂直,且 ,试计算:(分数:3.00)_29.下图所示为一偏置式滚子推杆盘状凸轮机构,凸轮为一偏心圆,其直径 D=32mm,滚子半径 r=5mm,偏距 e=6mm,试据图示位置画出凸轮的理论廓线、偏距圆、基圆;求出基圆半径 r0、最大行程 h、推程运动角 、回程运动角 ,并说明是否存在运动失真及其理由。(分数:3.00)_凸轮结构(二)答案解析(总分:100.00,做题时间:90 分钟)一、B计算题/B(总题数:29,分数:100.00)1.如图
12、a所示为一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构,此时推杆刚开始推程(向上运动)。试在图中:(分数:4.00)_正确答案:(如图 b所示。(1)凸轮的转向应为逆时针方向。(2)理论廓线与实际廓线是两条法向等距曲线,作凸轮的理论轮廓。(3)以 O为圆心,r 0=(25+8)mm为半径作凸轮的基圆。以 O为圆心,e 为半径作偏距圆。(4)用反转法在图上作推杆反转 30时,推杆的位移 s和凸轮机构的压力角 。将导路延长与偏距圆相切,图示导路线为速度方向线,再作滚子中心的力作用线,两矢量之间所夹锐角即为机构的压力角 。位移s为滚子中心至基圆的交点之间的距离。(5)用反转法在图上作出推杆处于最高和最低位置时的位置
13、线,并标出推杆的最大行程 h。(6)推杆从最低位置上升到最高位置时,凸轮所转过的角度为推程运动角 。)解析:解析 这是一个偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的分析问题。2.(1)如果恒速旋转的凸轮驱动推杆按照图 a所示的位移、速度、加速度曲线运动,那么推杆承受的刚性冲击是多少?柔性冲击是多少?(2)作出图 c中推杆与凸轮之间的瞬心 P。(3)作出图 c所示位置凸轮机构的压力角。(4)图 b中的凸轮和推杆已经制造出来了(即不能改变其形状),但安装位置仍可调整(机架还没有定案)。如果实验发现该凸轮机构容易被卡住,是否允许调整偏距 e?应该怎样调整才能尽量避免该凸轮机构出现卡死现象?(分数:4.00)_
14、正确答案:(1)如果恒速旋转的凸轮驱动推杆按照图 a所示的位移、速度、加速度曲线运动,那么推杆承受的刚性冲击与柔性冲击均为 0。 (2)瞬心 P如图 c所示。 (3)凸轮机构的压力角如图 c所示。 (4)允许调整偏距 e(沿正偏置方向加大 e,可以减小机构的压力角)。应加大偏距 e以尽量避免该凸轮机构出现卡死现象。)解析:3.图 a所示为一偏心圆盘对心平底移动从动件盘形凸轮机构。偏心圆盘的半径 R=200mm,圆心在 A点,偏心距 e=120mm,平底与导路垂直,凸轮的转动中心在 O点,以 1逆时针方向转动,图示瞬时 OA处于水平位置。(1)自选比例尺,画出图示瞬时凸轮机构的机构运动简图,在图
15、上画出凸轮的基圆,标注出基圆半径 r0。(2)在图上标出凸轮机构的推程运动角 和图示位置机构的压力角 。(3)在图上标出从动件从图示位置上升 90mm后凸轮的转角 及从动件的升程 h。(4)确定一个周期内,凸轮与平底接触点在平底上的变动距离 L的值。(分数:4.00)_正确答案:(如图 b所示。(1)取长度比例尺 l=200/25*,图示瞬时凸轮机构的机构运动简图,画出凸轮的基圆,标注出基圆半径r0。(2)推程运动角 =180,图示位置机构的压力角 =0;(3)用“反转法”原理求解。从动件从图示位置上升 90mm后凸轮的转角 =59,从动件的升程h=210mm。(4)因为平底与导路垂直,平底从
16、动件与凸轮的接触点最远应该是左右两侧距离凸轮转动中心为偏距 e的位置,所以 L=2e=240mm。)解析:解析 (1)平底移动从动件盘形凸轮机构基本概念的应用。 (2)平底移动从动件盘形凸轮基圆半径的定义。 (3)“反转法”原理及其应用。4.图 a所示盘状凸轮由半径为 r1、r 2(r1=20mm,r 2=15mm, =10mm)的两段圆弧组成,工作时凸轮逆时针方向转动,直动滚子从动件偏距(右偏)e=r 1/3。(分数:4.00)_正确答案:(如图 b所示。(1)先作凸轮的理论轮廓,如图所示。以 O1为圆心、r 1+rr=R为半径作凸轮的基圆。(2)以 O1为圆心、e 为半径作偏距圆。作 O1
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