《2025年机械基础练习册中职综合第2版》

2. 图2-8所示为盘形凸轮机构，凸轮的实际轮廓线由两段圆弧构成，小圆弧的圆心为$O_1$，大圆弧的圆心为$O_2$，从动杆滚子的中心位置为$O_3$。试解答下列问题。
（1）在图中画出凸轮的理论轮廓线。
（2）在图中画出凸轮的基圆。
（3）在图中画出图示位置的压力角。
（4）凸轮轮廓线上，机构压力角为零的点有______个，机构压力角取得最大值的点有______个。
（5）凸轮由图示位置逆时针方向转过______°后，从动杆将首次抵达最高位置。
（6）设小圆弧半径为$R_1$，大圆弧半径为$R_2$，圆心$O_1$、$O_2$之间距离为$L_{12}$，则从动杆行程$H$的表达式为______。
（7）为避免该机构发生自锁现象，推程压力角应小于或等于______°。
（8）在设计凸轮时，为了改善从动杆的受力状况，可适当将大圆弧圆心$O_2$的位置______（填“左移”或“右移”）。

答案： （1）理论轮廓线：以$O_1$为圆心、半径$R_1 + r_t$的圆弧和以$O_2$为圆心、半径$R_2 + r_t$的圆弧（$r_t$为滚子半径）。
（2）基圆：以凸轮回转中心为圆心，通过理论轮廓线最小向径的圆。
（3）压力角：图示位置滚子中心与$O_2$连线（法线）与从动件运动方向的夹角。
（4）2；2
（5）180
（6）$H=(R_2 + L_{12})-(R_1)$（假设$O_1$、$O_2$在从动件运动线上，且$O_2$在外侧）
（7）30（或45，根据从动件类型）
（8）右移
解析：
（4）两段圆弧的圆心与回转中心连线与从动件运动线重合点，压力角为零，共2个；两圆弧过渡点压力角最大，共2个。
（5）凸轮逆时针转$180°$，大圆弧转到最高位置，从动杆达最高。
（6）行程为大圆弧最大向径与小圆弧最小向径之差，即$(R_2 + L_{12})-R_1$。
（8）右移$O_2$可增大基圆半径，减小压力角，改善受力。

3. 如图2-9所示组合机构，四杆机构各杆长度为$l_{AB}=104mm$，$l_{AD}=132mm$，$l_{DC}=78mm$，$l_{BC}=96mm$；凸轮1绕O点做等速转动，其外轮廓MN是以O为圆心的一段圆弧，它的回转半径$r$最小。分析该机构，解答下列问题。
（1）该组合机构有______个低副。该组合机构称为______（填“高副”或“低副”）机构。
（2）在四杆机构ABCD中，根据构件2和3的相对运动情况，它们组成的运动副是______；该四杆机构属于______（填“双曲柄”“双摇杆”或“曲柄摇杆”）机构；该四杆机构在图示情况下可实现运动的______（填“放大”或“缩小”）。
（3）构件1、2和5组成的机构中，构件2的摆动角度一般应尽可能______（填“大”或“小”）；为了保证构件2有较好的传动性能，一般规定，该机构在推程时压力角$\alpha$应满

答案： （1）4；高副
（2）转动副；曲柄摇杆；放大
（3）小；小于等于$30°$
解析：
（1）四杆机构有4个低副（3个转动副+1个移动副或4个转动副），凸轮机构有1个高副，组合机构含高副。
（2）构件2和3为刚性连接，组成转动副；四杆机构中，最短杆为机架时可能为双曲柄，否则根据杆长和判断为曲柄摇杆；图示中摇杆摆动角度大于曲柄转角，实现运动放大。
（3）构件2摆动角度小利于减小压力角；推程压力角一般限制在$30°$以内以保证传动性能。