【正文】 試求： 1)當(dāng)把齒輪1作為原動(dòng)件時(shí)，該機(jī)構(gòu)是否具有確定的運(yùn)動(dòng)? 2)齒輪5的齒數(shù)應(yīng)如何確定? 3)當(dāng)n1=980 r／min時(shí)，n1及n3各為多少?故有確定。已知z1=z3=17，z2=z4=39，z5=18，z7=152，n1=l 450 r／min。為提升重G=10 kN的重物，求必須施加于鏈輪A上的圓周力F。 在輪3及行星架H組成的行星輪系中，輪3為固定輪，故 1118圖示為手動(dòng)起重葫蘆，已知z1=Z2，=10，z2=20，z3=40。故為求解此輪系的傳動(dòng)比，必須列出兩個(gè)方程。 此輪系的右端由輪2’、4和件H組成一差動(dòng)輪系，左端由輪3和件H組成一行星輪系，此行星輪系將差動(dòng)輪系中的構(gòu)件2’和H封閉起來(lái)(即使構(gòu)件2和H之間有固定速比關(guān)系)，整個(gè)輪系類(lèi)似于一個(gè)封閉式行星輪系。: 圖示輪系為一周轉(zhuǎn)輪系(整個(gè)輪系只有一個(gè)行星架，去掉周轉(zhuǎn)輪系部分后，無(wú)定軸輪系部分，故整個(gè)輪系為一周轉(zhuǎn)輪系)。試求傳動(dòng)比i14。在123H1行星輪系中 在456H2行星輪系中 故 nH2=n1/i1H2=3000/=1116如圖所示為兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)的錐齒輪周轉(zhuǎn)輪系，已知z1=20，z2=24，z2，=30，z3=40，n1=200 r／min，n3=100 r／min。若n1=3 000 r／min，試求螺絲刀的轉(zhuǎn)速。 今指針在活動(dòng)刻度盤(pán)上的讀數(shù)為13.，在固定刻度盤(pán)上的讀數(shù)為5.，所以線圈已繞制的匝數(shù)為活動(dòng)刻度盤(pán)上的整數(shù)讀數(shù)100+固定刻度盤(pán)上的整數(shù)讀數(shù)=13100+5=1 305匝1114圖示為一裝配用電動(dòng)螺絲刀的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。 i12=nl／n2=z2／z1=99，故n2=n1／99，即蝸桿轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，蝸輪2轉(zhuǎn)過(guò)l／99轉(zhuǎn)。在計(jì)數(shù)器中有兩個(gè)刻度盤(pán)，在固定刻度盤(pán)的一周上有100個(gè)刻度，在與蝸輪2固連的活動(dòng)刻度盤(pán)的一周上有99個(gè)刻度，指針與蝸輪3固連。圖中1為單頭蝸桿，其一端裝手把，另一端裝繞制線圈。問(wèn)指針的長(zhǎng)度尺等于多少?(圖中齒輪5和游絲的作用是使各工作齒輪始終保持單側(cè)接觸，以消除齒側(cè)間隙對(duì)測(cè)量精度的影響。 解：當(dāng)提升重物時(shí)手柄的轉(zhuǎn)向逆時(shí)針（從左向右看手柄）。采用均載裝置后不會(huì)影響該輪系的傳動(dòng)比。/k)z2+2ha*119在行星輪系中采用均載裝置的目的何在?采用均載裝置后會(huì)不會(huì)影響該輪系的傳動(dòng)比?答 在行星輪系中，常把某些構(gòu)件作成可以浮動(dòng)的．在輪系運(yùn)轉(zhuǎn)中，如各行星輪受力不均勻。118在確定行星輪系各輪齒數(shù)時(shí)，必須滿足哪些條件，為什么?答 設(shè)計(jì)行星輪系時(shí)，各輪齒數(shù)的選擇應(yīng)滿足四個(gè)條件；對(duì)于不同的輪系，這四個(gè)條件具體表達(dá)式不盡相同，下面以內(nèi)齒輪3固定，各輪均為標(biāo)準(zhǔn)齒輪的2K—H型輪系為例加以說(shuō)明。當(dāng)iaⅢ和ibⅢ異號(hào)，且l iaⅢll ibⅢl時(shí)，出現(xiàn)封閉功率流。正號(hào)機(jī)構(gòu)效率隨著l iH1l的增大而降低，其效率可能出現(xiàn)負(fù)值而發(fā)生自鎖，其主要用于傳遞運(yùn)動(dòng)，如用在傳動(dòng)比大而對(duì)效率要求不高的輔助裝置中；負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)由于在任何情況下都不會(huì)出現(xiàn)自鎖，效率較高，主要用于動(dòng)力傳動(dòng)。用轉(zhuǎn)化輪系法計(jì)算行星輪系效率沒(méi)有考慮由于加工、安裝和使用情況等的不同，以及還有一些影響因素如攪油損失、行星輪在公轉(zhuǎn)中的離心慣性力等，因此理論計(jì)算的結(jié)果并不能完全正確地反映傳動(dòng)裝置的實(shí)際效率。經(jīng)過(guò)這樣的轉(zhuǎn)化之后，各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)沒(méi)有改變，而輪系各運(yùn)動(dòng)副中的作用力(當(dāng)不考慮構(gòu)件回轉(zhuǎn)的離心慣性力時(shí))以及摩擦因數(shù)也不會(huì)改變?！碧?hào)確定，但注意，它由在轉(zhuǎn)化輪系中m. n兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系來(lái)確定?！碧?hào)?答: iHmn是在根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，設(shè)給原周轉(zhuǎn)輪系加上一個(gè)公共角速度“ωH”。113在計(jì)算行星輪系的傳動(dòng)比時(shí)，式imH=1iHmn只有在什么情況下才是正確的? 答 在行星輪系，設(shè)固定輪為n, 即ωn=0時(shí), imH=1iHmn公式才是正確的。在一個(gè)復(fù)合輪系中可能包括有幾個(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系（一般每一個(gè)行星架就對(duì)應(yīng)一個(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系)，當(dāng)將這些周轉(zhuǎn)輪一一找出之后．剩下的便是定軸輪糸部分了。112如何劃分一個(gè)復(fù)合輪系的定軸輪系部分和各基本周轉(zhuǎn)輪系部分?在圖示的輪系中，既然構(gòu)件5作為行星架被劃歸在周轉(zhuǎn)輪系部分中，在計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系部分的傳動(dòng)比時(shí)，是否應(yīng)把齒輪5的齒數(shù),Z5計(jì)入? 答：劃分一個(gè)復(fù)合輪系的定軸輪系部分和各基本周轉(zhuǎn)輪系部分關(guān)鍵是要把其中的周轉(zhuǎn)輪系部分劃出來(lái)，周轉(zhuǎn)輪糸的特點(diǎn)是具有行星輪和行星架，所以要先找到輪系中的行星輪，然后找出行星架。第6，7位置是裝拆時(shí)的位置。據(jù)此沒(méi)計(jì)凸輪槽展開(kāi)圖如圖所示。為了安裝方便．將推桿A．B所對(duì)應(yīng)的凸輪槽與端部連通。布置，所以它們各自對(duì)應(yīng)的凸輪槽應(yīng)為等距線。 解 由題意知。按圖b所示箭頭方向旋轉(zhuǎn)旋鈕套時(shí)，刀夾也一方面跟著旋鈕套旋轉(zhuǎn)，并先沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)900成垂直位置，再逐漸全部縮回外殼中。在刀夾上有兩個(gè)推桿A、B，各有一個(gè)銷(xiāo)A’、B’，分別插入外殼里面的兩個(gè)內(nèi)凸輪槽中。選取坐標(biāo)系如圖 (b)所示，由圖（b)可知，凸輪理論廓線上B點(diǎn)(即滾子中心)的直角坐標(biāo)為 : x=(s0+s)cosδesinδ y=(s0+s)sinδ+ecosδ式中：s0=(r02e2)1/2=(502202)1/2= 由圖 (b)可知凸輪實(shí)際廓線的方程即B’點(diǎn)的坐標(biāo)方程式為 i x`=xrrcosθ Y`=yrrsinθ 因?yàn)? dy/dδ=(ds/dδe)sinδ+(s0+s)cosδ dx/dδ=(ds/dδe)cosδ(s0s)sinδ所以 故 x`=x10cosθ y`=y10sinθ 由上述公式可得理論輪廓曲線和工作廓線的直角坐標(biāo)．計(jì)算結(jié)果如表9．6凸輪廓線如下圖昕示。則 可得 5π／6≤δ≤7π／6 5π／6≤δ≤7π／6當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角δ在7π/6≤δ≤2π過(guò)程中，推桿近休。則 可得 0≤δ≤2π/3 0≤δ≤2π/3 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角占在2π／3≤δ≤5π／6過(guò)程中，推桿遠(yuǎn)休。時(shí)，推桿保持不動(dòng)；其后，凸輪再回轉(zhuǎn)角度如=60時(shí)，推桿又按余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律下降至起始位置；凸輪轉(zhuǎn)過(guò)一周的其余角度時(shí)，推桿又靜止不動(dòng)。凸輪以等角速度沿順時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，在凸輪轉(zhuǎn)過(guò)角占，：120。已知凸輪軸置于推桿軸線右側(cè)，偏距e=20 mm，基圓半徑r。 計(jì)算各分點(diǎn)的位移值如表9．5：根據(jù)表9。 (2)回程：s=Φ[1(δ/δ`0)十sin(2πδ/δ`0)]/(2π) o186。解 推扦在推程及回程段運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移方程為 (1)推程：s=Φ[1cos(πδ/δ0)/2 0186。；轉(zhuǎn)過(guò)一周中的其余角度時(shí)，推桿以正弦加速度運(yùn)動(dòng)擺回到原位置。凸輪順時(shí)針?lè)较虻人俎D(zhuǎn)動(dòng)，要求當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過(guò)180186。并盡可能減小推gan 9的懸臂尺寸。 計(jì)算各分點(diǎn)的位移值如表94l：根據(jù)表94可作所求圖如下圖：這種凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角為一定值，它恒等于平底與導(dǎo)路所夾銳角的余角．與其他因素?zé)o關(guān)。 （2）回程． S=h[1+cos(πδ/δ0`)]/2 0186。問(wèn)這種凸輪機(jī)構(gòu)壓力角的變化規(guī)律如何?是否也存在自鎖問(wèn)題?若有，應(yīng)如何避免?解 推桿在推程及回程運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移方程為 （1)推程 S=h[1cos(πδ/δ0)]/2： 0186。時(shí)，推桿又以余弦加速度運(yùn)動(dòng)回到原位，凸輪轉(zhuǎn)過(guò)其余90186。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過(guò)120~1~r推桿以余弦加速度運(yùn)動(dòng)上升20。9一12試設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)心平底直動(dòng)推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪的輪廓曲線。試選取合適的基圓半徑，并繪制凸輪的廓線。要求推程的最大壓力角α?！?60186。～270186?！?80186。～120186。 9一11試設(shè)計(jì)一對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，滾子半徑r，=10 mm，凸輪以等角速度逆時(shí)針回轉(zhuǎn)。推桿的行程為15 mm?；爻踢\(yùn)動(dòng)角為150。計(jì)算各分點(diǎn)的位移值如表9．3：根據(jù)表93可作所求圖如下圖： 9—10設(shè)計(jì)一凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)間為2 s。 等減速段s=2h(δ’一δ)2／δ0`2 60186。(2)回程：等加速段s=h一2hδ2／δ`02 0186。解 推桿在推程及回程段運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移方程為：(1)推程：s=hδ／δ0 0186。時(shí)推桿近休。 9—9 已知凸輪角速度為1．5 rad／s，凸輪轉(zhuǎn)角時(shí)，推桿等速上升16mm。 以D為圓心，以AC為半徑作圓弧，交凸輪的理論廓線于E點(diǎn)，交凸輪的圓于G點(diǎn)。 以O(shè)`為圓心．以O(shè)`點(diǎn)到推桿圓弧圓心C的距離CO’為半徑作圓．得凸輪的理論廓線。 解 如圖所示，以O(shè)為圓心，以O(shè)點(diǎn)到推桿轉(zhuǎn)動(dòng)中心A的距離AO為半徑作圓，得推桿轉(zhuǎn)動(dòng)中心反轉(zhuǎn)位置圓。當(dāng)凸輪從圖示位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)90。則∠GOE為推桿從圖示位置升高位移s時(shí)凸輪的轉(zhuǎn)角，∠AFH為此時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。以O(shè)為圓心，以滾子中心升高s后滾子的轉(zhuǎn)動(dòng)中心K到O點(diǎn)的距離OK為半徑作圓弧，交理論廓線于 F點(diǎn)。方法同前，在圖 (b)中分別作出凸輪的理論廓線、基圓、推桿的偏距圓。過(guò)O點(diǎn)作OG的垂線，交基圓于E點(diǎn)。以O(shè)為圓心, 以O(shè)點(diǎn)到推桿導(dǎo)路的距離OD為半徑作圓得推桿的偏距圓；。連接A與凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心O并延長(zhǎng)，交于凸輪的理論廓線于C點(diǎn)。解 如圖 (a)所示，用直線連接圓盤(pán)凸輪圓心A和滾子中心B，則直線AB與推桿導(dǎo)路之間所夾的銳角為圖示位置時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。9—7 試標(biāo)出題9—6a圖在圖示位置時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角，凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90186。故壓力角增大。若為正偏置(e前取減號(hào))．由于推程時(shí)(ds/dδ)為正．式中分子ds/dδeds/dδ, 故壓力角α減小。由此可知．在圖示機(jī)溝中，兩個(gè)均為正偏置。因?yàn)橥茥U偏置的大小、方向的改變會(huì)直接影響推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．而原凸輪機(jī)構(gòu)推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)該是不允許擅自改動(dòng)的。凸輪的理論廓線改變了．推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律也勢(shì)必發(fā)生變化。9—4一滾子推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，在使用中發(fā)現(xiàn)推桿滾子的直徑偏小，欲改用較大的滾子？問(wèn)是否可行?為什么?答 不可行。而對(duì)于幾何形狀封閉的凸輪機(jī)構(gòu)，則需要考慮自鎖的問(wèn)題。但為使推稈與凸輪之間的作用力不致過(guò)大。9—3力封閉與幾何封閉凸輪機(jī)構(gòu)的許用壓力角的確定是否一樣?為什么?答 力封閉與幾何封閉凸輪機(jī)溝的許用壓力角的確定是不一樣的。變尖的工作廓線極易磨損，使推桿運(yùn)動(dòng)失真．使推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，因此應(yīng)設(shè)法避免。在圖91中B，C處有剛性沖擊，在0，A，D，E處有柔性沖擊。第9章課后參考答案 91 何謂凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)中的剛性沖擊和柔性沖擊?試補(bǔ)全圖示各段一、一、一曲線，并指出哪些地方有剛性沖擊，哪些地方有柔性沖擊？答 凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)中的剛性沖擊是指理論上無(wú)窮大的慣性力瞬問(wèn)作用到構(gòu)件上，使構(gòu)件產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊；而柔性沖擊是指理論上有限大的慣性力瞬間作用到構(gòu)件上，使構(gòu)件產(chǎn)生的沖擊。831請(qǐng)結(jié)合下列實(shí)際設(shè)計(jì)問(wèn)題，選擇自己感興趣的題目，并通過(guò)需求背景調(diào)查進(jìn)一步明確設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)要求，應(yīng)用本章或后幾章所學(xué)知識(shí)完成相應(yīng)設(shè)計(jì)并編寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告。ABCD的尺寸比例及其連桿上E點(diǎn)的軌跡曲線，試按下列兩種情況設(shè)計(jì)一具有雙停歇運(yùn)動(dòng)的多桿機(jī)構(gòu)： 1)從動(dòng)件搖桿輸出角為45186。解：計(jì)算并取相應(yīng)比例尺μl根據(jù)滑塊的行程H作出極位及作θ圓，作偏距線，兩者的交點(diǎn)即鉸鏈所在的位置，由圖可得：lAB=μl. (AC2AC1)/2 =17mm, lBC=μl. (AC2+AC1)/2=36mm829試用解析法設(shè)計(jì)一四桿機(jī)構(gòu)，使其兩連架桿的轉(zhuǎn)角關(guān)系能實(shí)現(xiàn)期望函數(shù)y=^，l≤z≤10。解：（1）將α, φ 的三組對(duì)應(yīng)值帶入式（817）（初選α0=φ0=0）Cos(α+α0)=p0cos(φ+φ0)+p1cos[(φ+φ0)(α+α0)]+p2得 解之得（計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后四位）p0=, p1=, p2=（2）如圖所示，求各桿的相對(duì)長(zhǎng)度，得n=c/a=p0=, l=n/p= （3）求各桿的長(zhǎng)度：得d= a=d/l=80/= b=ma=ⅹ= c=na=ⅹ=828試用解析法設(shè)計(jì)一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，設(shè)已知滑塊的行程速度變化系數(shù)K=1．5，滑塊的沖程H=50 mm，偏距e=20 mm。827 如圖所示，設(shè)要求四桿機(jī)構(gòu)兩連架桿的三組對(duì)應(yīng)位置分別為:。試用解析法設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)。；M3(34，100)，θ23=68 186。給定工件的三個(gè)方位為：M1(204，30)，θ21=0186。所以取CD1=CD2=300mm, 則D1D2=H=300mm。解 先算導(dǎo)桿的擺角取相應(yīng)比例尺μl作圖，由圖可得導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿和機(jī)架的長(zhǎng)度為： LCD==300mm, lAC==150mm。 825圖示為一牛頭刨床的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，已知lAB=75 mm，lDE=100 mm，行程速度變化系數(shù)K=2，刨頭5的行程H=300 mm。由圖知： lBC=μl. AC1+lAB=310mmγmin=γ``=45186。解：先計(jì)算取相應(yīng)比例尺μl作出搖桿CD的兩極限位置C1D及C2D和固定鉸鏈A所在圓s1(保留作圖線)。曲柄長(zhǎng)度lAD=80 mm。 823 如圖所示，現(xiàn)欲設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，設(shè)已知搖桿CD的長(zhǎng)行程速比系數(shù)K=，機(jī)架