机械原理题库第五章、凸轮机构(汇总)
00901、凸轮机构中的压力角是和
所夹的锐角。
00902、凸轮机构中，使凸轮与从动件保持接触的方法有和
两种。
00903、在回程过程中，对凸轮机构的压力角加以限制的原因是
。
00904、在推程过程中，对凸轮机构的压力角加以限制的原因是
。
00905、在直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的理论廓线与实际廓线间的关系是
。
00906、凸轮机构中，从动件根据其端部结构型式，一般有、、等三种型式。
00907、设计滚子从动件盘形凸轮机构时，滚子中心的轨迹称为凸轮的廓线；与滚子相包络的凸轮廓线称为廓线。
00908、盘形凸轮的基圆半径是上距凸轮转动中心的最小向径。
00909、根据图示的d
d
2s
?
?
2
-运动线图，可判断从动件的推程运动是
_________________________________，
从动件的回程运动是____________________________________________。
00910、从动件作等速运动的凸轮机构中，其位移线图是线，速度线图是
线。
00911、当初步设计直动尖顶从动件盘形凸轮机构中发现有自锁现象时，可采用
、、
等办法来解决。
00912、在设计滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线中，若出现
时，会发生从动件运动失真现象。此时，可采用
方法避免从动件的运动失真。
00913、用图解法设计滚子从动件盘形凸轮轮廓时，在由理论轮廓曲线求实际轮廓曲线的过程中，若实际轮廓曲线出现尖点或交叉现象，则与的选择有关。
00914、在设计滚子从动件盘形凸轮机构时，选择滚子半径的条件是
。
00915、在偏置直动从动件盘形凸轮机构中，当凸轮逆时针方向转动时，为减小机构压力角，应使从动件导路位置偏置于凸轮回转中心的侧。
00916、平底从动件盘形凸轮机构中，凸轮基圆半径应由来决定。
00917、凸轮的基圆半径越小，则凸轮机构的压力角越，而凸轮机构的尺寸越。
00918、凸轮基圆半径的选择，需考虑到、，以及凸轮的实际廓线是否出现变尖和失真等因素。
00919、当发现直动从动件盘形凸轮机构的压力角过大时，可采取：，等措施加以改进；当采用滚子从
动件时，如发现凸轮实际廓线造成从动件运动规律失真，则应采取，等措施加以避免。
00920、在许用压力角相同的条件下，从动件可以得到比从动件更小的
凸轮基圆半径。或者说，当基圆半径相同时，从动件正确偏置可以凸轮机构的推程压力角。
00921、试将图a）、b）所示直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角数值填入括号内。
a）α=（）；
b）α=（）。
00922、直动尖顶从动件盘形凸轮机构的压力角是指
；直动滚子从动件盘形凸轮机构的压力角是指
；而直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角等于。
00923、凸轮机构从动件的基本运动规律有，
，，。其中运动规律在行程始末位置有刚性冲击。
00924、在凸轮机构几种基本的从动件运动规律中，运动规律使凸轮机构产生刚性
冲击。运动规律产生柔性冲击，运动规律则没有冲击。
00925、用作图法绘制直动从动件盘形凸轮廓线时，常采用法。即假设凸轮
，从动件作
的复合运动。
00926、在对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构中，若凸轮基圆半径增大，则其压力角将
；在对心直动平底从动件盘形凸轮机构中，若凸轮基圆半径增大，则其压力角将。
00927、理论廓线全部外凸的直动从动件盘形凸轮机构中，滚子半径应取为；若实
际廓线出现尖点，是因为；压力角对基圆的影响是
。
00928、凸轮的基圆半径越小，则机构越，但过于小的基圆半径会导致压力角，从而使凸轮机构的传动性能变。
00929、凸轮机构从动件运动规律的选择原则为
。
00930、直动从动件盘形凸轮的轮廓形状是由
决定的。
00931、凸轮机构中的从动件速度随凸轮转角变化的线图如图所示。在凸轮转角
处存在刚性冲击，在处，存在柔性冲击。
00932、
00933、
00934、
00935、
00936、偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构中，其推程运动角等于凸轮对应推程廓
线所对中心角；其回程运动角等于凸轮对应回程廓线所对中心角。- - - - - - - - - - - - - ( )
00937、在直动从动件盘形凸轮机构中进行合理的偏置，是为了同时减小推程压力角和回程压
力角。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - （）
00938、当凸轮机构的压力角的最大值超过许用值时，就必然出现自琐现象。- - - （）
00939、凸轮机构中，滚子从动件使用最多，因为它是三种从动件中的最基本形式。（）
00940、直动平底从动件盘形凸轮机构工作中，其压力角始终不变。- - - - - - - （）
00941、滚子从动件盘形凸轮机构中,基圆半径和压力角应在凸轮的实际廓线上来度量。（）
00942、滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓曲线的等距曲线。因此，只要将理论廓线上各点的向径减去滚子半径，便可得到实际轮廓曲线上相应点的向径。- - （）
00943、当从动件运动规律为简谐运动，且推程运动角Φ=2
3
π
，行程为h时，此时
从动件位移方程s
h
=-
2
1[c os()]
?
Φ
π中的π应以
2
3
π
来代换。- - - - - - - - - - - - - -
（）
00944、从动件按等加速等减速运动规律运动时，推程的始点、中点及终点存在柔
性冲击。因此，这种运动规律只适用于中速重载的凸轮机构中。- - - - - - - - - - - - -（）
00945、从动件按等加速等减速运动规律运动是指从动件在推程中按等加速运动，而在回程中则按等减速运动，且它们的绝对值相等。- - - - - - - - - - - - - - - - - - （）
00946、从动件按等速运动规律运动时，推程起始点存在刚性冲击，因此常用于低速的凸轮机构中。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （）
00947、在对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构中，当从动件按等速运动规律运动时，
对应的凸轮廓线是一条阿米德螺旋线。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （）
00948、在直动从动件盘形凸轮机构中，当从动件按简谐
运动规律运动时，必然不存在刚性冲击和柔性冲击。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （）
00949、在直动从动件盘形凸轮机构中，无论选取何种运动规律，从动件回程加速度均为负值。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -（）
00950、凸轮的理论廓线与实际廓线大小不同，但其形状总是相似的。- - - - - - （）
00951、为实现从动件的某种运动规律而设计一对心直动尖顶从动件凸轮机构。当该凸轮制造完后,若改为直动滚子从动件代替原来的直动尖顶从动件,仍能实现原来的运动规律。-- ( )
00952、偏置直动滚子从动件位移变化与相应理论廓线极径增量变化相等。- - - （）
00953、设计对心直动平底从动件盘形凸轮机构时，若要求平底与导路中心线垂直，则平底左右两侧的宽度必须分别大于导路中心线到左右两侧最远切点的距离，以保证在所有位置平底都能与凸轮廓线相切。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （）
00954、在凸轮理论廓线一定的条件下，从动件上的滚子半径越大，则凸轮机构的压力角越小。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （）
00955、在对心直动平底从动件凸轮机构中，如平底与从动件导路中心线垂直，平底与实际轮廓线相切的切点位置是随凸轮的转动而变化的，从导路中心线到左右两侧最远的切点分别对应于升程和回程出现v ma x的位置处。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （）
00956、在盘形凸轮机构中，其对心直动尖顶从动件的位移变化与相应实际廓线极
径增量的变化相等。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （）
00957、在盘形凸轮机构中，对心直动滚子从动件的位移变化与相应理论廓线极径增量变化相等。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （）
00958、在盘形凸轮机构中，对心直动滚子从动件位移变化与相应实际廓线极径增量变化相等。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （）
00959、
00960、
00961、理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的运动规律。
( A）相同；( B）不相同。
00962、对于转速较高的凸轮机构，为了减小冲击和振动，从动件运动规律最好采用运动规律。
( A）等速；( B）等加速等减速；(C）正弦加速度。
00963、若从动件的运动规律选择为等加速等减速运动规律、简谐运动规律或正弦加速度运动规律，当把凸轮转速提高一倍时，从动件的加速度是原来的倍。
(A）1；( B）2 ；( C）4 ；( D）8。
00964、凸轮机构中从动件作等加速等减速运动时将产生冲击。它适用于场合。
(A）刚性；(B）柔性；(C）无刚性也无柔性；(D）低速；(E）中速；(F）高速。
00965、若从动件的运动规律选择为等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律或正弦加速度运动规律，当把凸轮转速提高一倍时，从动件的速度是原来的倍。
(A）1；(B）2；(C）4。
00966、设计偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构时，若推程和回程位移线图对称，则合理设计的凸轮轮廓曲线中，推程廓线比回程廓线，
(A）较长；(B）较短；( C）两者对称相等。
00967、当凸轮基圆半径相同时，采用适当的偏置式从动件可以凸轮机构推程的压力角。
(A ）减小； (B ）增加； (C ）保持原来。
00968、滚子从动件盘形凸轮机构的滚子半径应 凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径。
(A ）大于； (B ）小于； (C ）等于。
00969、在设计滚子从动件盘形凸轮机构时，轮廓曲线出现尖顶或交叉是因为滚子半径 该 位置理论廓线的曲率半径。
(A ）大于； (B ）小于； (C ）等于。
00970、直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角 。 (A ）永远等于0 ； (B ）等于常数； (C ）随凸轮转角而变化。
00971、在平底从动件盘形凸轮机构中，凸轮与从动件的真实接触点在 。 （A ）平底中心； (B ）距平底中心ω
v 处； (C ）距平底中心v
ω处。
00972、在设计直动滚子从动件盘形凸轮机构的实际廓线时，发现压力角超过了许用值，且廓 线出现变尖现象，此时应采取的措施是 。
(A ）减小滚子半径； (B ）加大基圆半径； (C ）减小基圆半径。
00973、设计一直动从动件盘形凸轮，当凸轮转速
ω及从动件运动规律v v s =()不
变时，若
αmax 由40
减小到20
，则凸轮尺寸会 。
（1）增大； (B ）减小； ( C ）不变。
00974、用同一凸轮驱动不同类型（尖顶、滚子或平底式；直动或摆动式）的从动件时，各从动件的运动规律 。
(A ）相同； (B ）不同； (C ）在无偏距时相同。
00975、直动从动件盘形凸轮机构中，当推程为等速运动规律时，最大压力角发生在行程 。
(A ）起点； (B ）中点； (C ）终点。
00976、从动件的推程和回程都选用简谐运动规律，它的位移线图如图示。可判断得：从动件 在运动过程中，在 处存在柔性冲击。
(A ）最高位置和最低位置； (B ）最高位置； (C ）最低位置；
(D）各位置处均无柔性冲击存在。
00977、在图示直动平底从动件盘形凸轮机构中，请指出：
（1 ）图示位置时凸轮机构的压力角α。
（2 ）图示位置从动件的位移。
（3 ）图示位置时凸轮的转角。
（4 ）图示位置时从动件与凸轮的瞬心。
00978、图示偏心圆盘凸轮机构，圆盘半径R=50mm，偏心距e=25mm，凸轮以ω=2rad/s 顺时针方向转过90 时，从动件的速度v=50mm/s。试问：（1）在该位置时，凸轮机构的压力角为多大？
（2）在该位置时，从动件的位移为多大？该凸轮机构从动件的行程h等于多少？
00979、
00980、
00981、在直动从动件盘形凸轮机构中，试问同一凸轮采用不同端部形状的从动件时，其从动件运动规律是否相同？为什么？
00982、设计哪种类型的凸轮机构时可能出现运动失真？当出现运动失真时应该考虑用哪些方法消除？
00983、何谓凸轮机构的压力角？它在凸轮机构的设计中有何重要意义？
00984、直动从动件盘形凸轮机构压力角的大小与该机构的哪些因素有关？
00985、图示为一凸轮机构从动件推程位移曲线，OA//BC，AB平行横坐标轴。
试分析该凸轮机构在何处有最大压力角，并扼要说明理由。
00986、图示凸轮机构从动件推程运动线图是由哪两种常用的基本运动规律组合而成？并指出有无冲击。如果有冲击，哪些位置上有何种冲击？从动件运动形式为停-
升-停。
00987、在直动从动件盘形凸轮机构中，若凸轮作顺时针方向转动，从动件向上移动为工作行程，则凸轮的轴心应相对从动件导路向左偏置还是向右偏置为好？为什么？若偏置得太多会有什么问题产生？
00988、当设计直动从动件盘形凸轮机构的凸轮廓线时，若机构的最大压力角超过了许用值， 试问可采用哪几种措施来减小最大压力角或增大许用压力角？
00989、在图示直动尖顶从动件盘形凸轮机构中，凸轮转向如图所示。试写出该位置时从动件 压力角计算公式，并说明从动件相对凸轮轴心的配置是否合理，为什么？
00990、有一对心直动尖顶从动件偏心圆凸轮机构，O 为凸轮几何中心，O 1为凸轮转动中 心，直线
AC BD ，O 1O =
12
OA ，圆 盘 半 径 R =60 mm 。
（1）根据图a及上述条件确定基圆半径r0、行程h，C点压力角α C和D点接触时的位移h D、压力角αD。
（2）若偏心圆凸轮几何尺寸不变，仅将从动件由尖顶改为滚子，见图b，滚子半径r r=10mm。试问上述参数r0?、h、α C和h D、αD有否改变？如认为没有改变需明确回答，但可不必计算数值；如有改变也需明确回答，并计算其数值。
a) b)
00991、有一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构，为改善从动件尖端的磨损情况，将其尖端改为滚子，仍使用原来的凸轮，这时该凸轮机构中从动件的运动规律有无变化？简述理由。
00992、图示凸轮机构中，已知凸轮廓线AB 段为渐开线，形成AB 段渐开线的基圆圆心
为O，OA=r0，试确定对应AB段廓线的以下问题：
（1）从动件的运动规律；
（2）当凸轮为主动件时，机构的最大压力角与最小压力角；
（3）当原从动件主动时，机构的最大压力角出现在哪一点？
（4）当以凸轮为主动件时，机构的优缺点是什么？如何改进？
00993、图示一偏置尖顶从动件盘形凸轮机构，凸轮1的廓线为渐开线，凸轮以
ω110=rad/s ，逆时针转动，图中偏心距e =基圆半径R 020=mm ，B 点向径R =50 mm ，
试问：
（1）从动件2在图示位置的速度v 2= ； （2）从动件2向上的运动规律是 运动规律； （3）凸轮机构在图示位置的压力角α = ；
（4）如把尖顶从动件尖端B 处改为平底(⊥于构件2），则从动件的运动规律是否改 变？为什么？
00994、 00995、 00996、 00997、 00998、
00999、
00999、
01001、在图示的凸轮机构中，画出凸轮从图示位置转过60?时从动件的位置及从动件的位移s。
01002、画出图示凸轮机构的基圆半径r0及机构在该位置的压力角α。
01003、在图示凸轮机构中，画出凸轮从图示位置转过90?时凸轮机构的压力角α。
01004、凸轮机构中，已知从动件的速度曲线如图所示，它由4段直线组成。试求：（1）示意画出从动件的加速度曲线；
（2）判断哪几个位置有冲击存在，是柔性冲击还是刚性冲击；
（3）在图上的F位置时，凸轮机构中有无惯性力作用？有无冲击存在。
01005、图中给出了某直动从动件盘形凸轮机构的从动件速度线图，当凸轮以ω1等速转动时，试求：
（1）定性地画出该从动件的位移线图和加速度线图；
（2）说明此种运动规律的名称和特点（指v、a的大小，及冲击性质等）；
（3）说明该种运动规律的适用场合。
01006、某凸轮机构直动从动件的位移线图如图所示，且凸轮以等角速度ω转动，要求：
（1）定性地画出推程阶段的速度及加速度线图；
（2）说明此运动规律的名称及特点（v、a的大小及冲击性质等）。
01007、图示摆动从动件盘形凸轮机构中，已知机构尺寸和凸轮转向。当凸轮转过90 时，从动件摆动多大角度？并标出该位置凸轮机构的压力角。
01008、画出图示凸轮机构从动件升到最高时的位置，标出从动件行程h，说明推程运动角和回程运动角的大小。
01009、按图示的位移线图设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮的部分廓线。已知凸轮基圆半径r0＝25mm，滚子半径r r=5mm，偏距e=10mm，凸轮以等角速度ω逆时针方向转动。设计时可取凸轮转角?＝0 ，30 ，60 ，90 ，120 ，μ
=0.001m/mm。
l
01010、试画出图示凸轮机构中凸轮1的理论廓线，并标出凸轮基圆半径r0、从动件2的行程。
01011、图示凸轮机构，偏距e=10mm，基圆半径r0=20mm，凸轮以等角速ω逆时针转
动，从动件按等加速等减速运动规律运动，图中B点是在加速运动段终了时从动件滚子
90，试画出凸轮推程时的理论廓线（除从动件中心所处的位置，已知推程运动角Φ=?
在最低、最高和图示位置这三个点之外，可不必精确作图），并在图上标出从动件的行程h。
01012、已知一对心直动尖顶从动件盘状凸轮机构的凸轮轮廓曲线为一偏心圆，其直径D=50 mm，偏心距e=5 mm。要求：（1）画出此机构的简图（自取比例尺）；
（2）画出基圆并计算r0；
（3）在从动件与凸轮接触处画出压力角α。
01013、已知凸轮机构中凸轮的回转中心、导路的位置及行程h，画出凸轮机构的基圆、偏距圆及凸轮的合理转向。
01014、图示为两种不同从动件型式的偏心轮机构，若它们有完全相同的工作廓线，试指出这两种机构的从动件运动规律是否相同，并在图中画出它们在图示位置的机构压力角。
01015、用作图法求出图示两凸轮机构从图示位置转过45 时的压力角。
01016、画出图示凸轮机构中A点和B点位置处从动件的压力角，若此偏心凸轮推程压力角过大，则应使凸轮中心向何方偏置才可使压力角减小？
01017、摆动滚子从动件盘形凸轮机构如图所示。在图上标出图示位置的从动件压力角和摆杆
的初始位置与机架AD的夹角ψ0。
2
01018、在图示凸轮机构中标出凸轮转过90?时凸轮机构的压力角α。
01019、图示直动尖顶从动件盘形凸轮机构，凸轮等角速转动，凸轮轮廓在推程运120时是渐开线，从动件行程h=30 mm，要求：
动角Φ=?
（1）画出推程时从动件的位移线图s-?；
（2）分析推程时有无冲击，发生在何处？是哪种冲击？
机械原理习题-(附答案)
第二章 一、单项选择题： 1．两构件组成运动副的必备条件是 。 A ．直接接触且具有相对运动； B ．直接接触但无相对运动； C ．不接触但有相对运动； D ．不接触也无相对运动。 2．当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时，该机构将 确定的运动。 A ．有； B ．没有； C ．不一定 3．在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为 。 A ．虚约束； B ．局部自由度； C ．复合铰链 4．用一个平面低副联二个做平面运动的构件所形成的运动链共有 个自由度。 A ．3； B ．4； C ．5； D ．6 5．杆组是自由度等于 的运动链。 A ．0； B ．1； C ．原动件数 6．平面运动副所提供的约束为 A ．1； B ．2； C ．3； D ．1或2 7．某机构为Ⅲ级机构，那么该机构应满足的必要充分条件是 。 A ．含有一个原动件组； B ．至少含有一个基本杆组； C ．至少含有一个Ⅱ级杆组； D ．至少含有一个Ⅲ级杆组。 8．机构中只有一个 。 A ．闭式运动链； B ．原动件； C ．从动件； D ．机架。 9．要使机构具有确定的相对运动，其条件是 。 A ．机构的自由度等于1； B ．机构的自由度数比原动件数多1； C ．机构的自由度数等于原动件数 第三章 一、单项选择题： 1．下列说法中正确的是 。 A ．在机构中，若某一瞬时，两构件上的重合点的速度大小相等，则该点为两构件的瞬心； B ．在机构中，若某一瞬时，一可动构件上某点的速度为零，则该点为可动构件与机架的瞬心； C ．在机构中，若某一瞬时，两可动构件上重合点的速度相同，则该点称为它们的绝对瞬心； D ．两构件构成高副，则它们的瞬心一定在接触点上。 2．下列机构中k C C a 32 不为零的机构是 。 A ．(a)与(b)； B ．(b)与(c)； C ．(a)与(c)； D ．(b)。 3．下列机构中k C C a 32 为零的机构是 。 A ．(a)； B ． (b)； C ． (c)； D ．(b)与(c)。
机械原理作业凸轮机构绘制
机械原理大作业－凸轮机构 专业：材料成型机控制工程学号：0284 姓名：朱富慧组号：11材卓一第2组 1.题目 （1）凸轮回转方向：顺时针 （2）从动件偏置方向：左偏置 （3）偏心距：15mm （4）基圆半径：45mm （5）从动件运动规律：先以余弦运动规律上升，再以等加速等减速运动规律下降。推程运动角150°，远休止角30°，回程运动角120°，近休止角60°。 （6）从动件行程20mm。 要求：编制程序每隔5°计算凸轮轮廓坐标并绘制凸轮轮廓曲线。 2.数学公式 记基圆半径为r0，偏心距为e，凸轮转向系数为m（顺时针时m=1，逆时针时m=-1)，从动件偏置方向系数为n（左偏置时n=1，右偏置时n=-1,无偏置时n=0)，推程运动角、远休止角、回程运动角、近休止角依次为p1、p2、p3、p4，从动件行程为h从动件位移为s。 则从动件位移曲线方程为 0 其中， 3.程序框图 N ③ Y N Y N 执行函数zuobiao （） 执行函数zuobiao （） p+5=>p p>=p 1+p 2&&p p p>=p 1&&p s 0 0=>p p>=0&&p 教学环节与主要内容具体教学目标教学活动 平底式：结构紧凑，润滑性能好，摩擦阻力小， 适用于高速。但不能与内凹的轮廓接触，因此运 动规律受到一定限制，易形成油膜，受力最平稳。 曲面式：介于滚子和平底之间 4、移动式：主动件连续回转→从动件往复直线移 动 摆动式：主动件连续回转→从动件往复摆动 5、等速运动规律：凸轮低速回转、从动件质量小 和轻载的场合。 等加速等减速运动规律：凸轮中速回转，从动件 质量不大和轻载（承载能力大于等速运动规律） 的场合。 6、等速运动规律： 刚性冲击、产生原因：加速度突变 产生位置：0°、90°、180°、270° 为了避免刚性冲击，采用修正弧法避免。 4、从动件两个运动 规律。 教师：点评 学生：讲解 课堂教学安排 等加速等减速运动规律 产生原因：加速度有限突变 产生位置：0°、90°、270°、360° 例：1）指出有刚性冲击位置的点：__________，柔性冲击位置的点：__________； （2）若改为滚子式从动件，则运动规律__________（改变，不改变）； （3）在推程运动过程中，若不发生自锁，则必须有___________5、通过所学知识解答 习题。 教师：巡回指导 学生：解题 课堂教学安排 教学环节与主要内容具体教学目标教学活动 小结： 小结从动件运动规律的分析和作图。 作业： 单招练习。6、通过所学知识解答 习题。 教师：巡回指导 学生：解题 教学后记1、反思教学内容与高考的联系。本知识点在高考中多年未考，值得引起关注。 2、反思教学习题的设置。 ---精心整理，希望对您有所帮助 目录 一、设计题目 (2) 1、牛头刨床的机构运动简图 (2) 2、工作原理 (2) 二、原始数据 (3) 三、机构的设计与分析 (4) 1、齿轮机构的设计 (4) 2、凸轮机构的设计 (10) 3、导杆机构的设计 (16) 四、设计过程中用到的方法和原理 (26) 1、设计过程中用到的方法 (26) 2、设计过程中用到的原理 (26) 五、参考文献 (27) 六、小结 (28) 一、设计题目 ——牛头刨床传动机构 1、牛头刨床的机构运动简图 2、工作原理 牛头刨床是对工件进行平面切削加工的一种通用机床，其传动部分由电动机经 带传动和齿轮传动z 0—z 1 、z 1 、—z 2 ，带动曲柄2作等角速回转。刨床工作时，由导 杆机构2、3、4、5、6带动刨刀作往复运动，刨头右行时，刨刀进行切削，称为工 作行程；刨头左行时，刨刀不进行切削，称为空回行程，刨刀每切削完一次，利用 空回行程的时间，固结在曲柄O 2 轴上的凸轮7通过四杆机构8、9、10与棘轮11和棘爪12带动螺旋机构（图中未画），使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。 二、原始数据 设计数据分别见表1、表2、表3. 表1 齿轮机构设计数据 设计内容齿轮机构设计 符号n01d01 d02 z0 z1 z1’m01 m1’2n2 单位r/min mm mm mm mm r/min 方案Ⅰ1440 100 300 20 40 10 3.5 8 60 方案Ⅱ1440 100 300 16 40 13 4 10 64 方案Ⅲ1440 100 300 19 50 15 3.5 8 72 表2 凸轮机构设计数据 设计内容凸轮机构设计 符号L O2O4 L O4D φ[α]δ02 δ0 δ01δ0/ r0 r r 摆杆运动规 律单位mm mm °°°°°°mm mm 方案Ⅰ150 130 18 45 205 75 10 70 85 15 等加速等减 速 方案Ⅱ165 150 15 45 210 70 10 70 95 20 余弦加速度方案Ⅲ160 140 18 45 215 75 0 70 90 18 正弦加速度方案Ⅳ155 135 20 45 205 70 10 75 90 20 五次多项式 表3 导杆机构设计数据 设计内容导杆机构尺度综合和运动分析 符号K n2L O2A H L BC 单位r/min mm 方案Ⅰ 1.46 60 110 320 0.25L O3B 方案Ⅱ 1.39 64 90 290 0.3L O3B 方案Ⅲ 1.42 72 115 410 0.36L O3B 表4 机构位置分配表 位置号位置 组 号 学生号 A B C D 1 1 3 6 8/ 10 2 5 8 10 7/ 1/ 4 7 8 10 1 5 7/ 9 12 2 1/ 4 7 8 11 1 3 6 8/ 11 2 5 7/ 9 11 1/ 3 6 8/ 11 3 2 5 7/ 9 12 1/ 4 7 9 12 1 3 6 8/ 12 2 4 7 8 10 H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 机械原理大作业二 课程名称：机械原理 设计题目：凸轮机构设计 院系：能源学院 班级： 1302402 设计者：黄建青 学号： 1130240222 指导教师：焦映厚陈照波 设计时间： 2015年06月23日 凸轮机构设计说明书 1. 设计题目 设计直动从动件盘形凸轮机构，机构运动简图如图1，机构的原始参数如表1所示。 图1 机构运动简图 表1 凸轮机构原始参数 计算流程框图： 2. 凸轮推杆升程，回程运动方程及推杆位移、速度、加速度线图 2.1 确定凸轮机构推杆升程、回程运动方程 设定角速度为ω=1 rad/s (1) 升程：0°<φ<50° 由公式可得 )]cos(1[20 ?π Φh s -= )sin( 20 1 ?π ωπΦΦh v = )cos(20 2 2 12?π ωπΦΦh a = (2) 远休止：50°<φ<150° 由公式可得 s = 45 v = 0 a = 0 (3) 回程：150°<φ<240° 由公式得： ()()22 0000200000002200000 0,2(1)(1)1,12(1)(1),2(1)s s s s s s s s s Φhn s h ΦΦΦΦΦΦn Φn ΦΦn h n s h ΦΦΦΦΦΦn Φn n ΦΦΦn hn s ΦΦΦΦΦn Φn ??????'?=---+<≤++?'-? ???''-? =----++ <≤++???'-??? ?'---?'=-++<≤++'-?? 201 00000010002001 000 00n (),(1)(1)n ,(1)(1)n (1),(1)s s s s s s s s Φh v ΦΦΦΦΦΦn Φn ΦΦn h v ΦΦΦΦn Φn n ΦΦΦn h v ΦΦΦΦΦn ΦΦn ω??ω??ω??'=- --+<≤++?'-? ?''-? =- ++<≤++?'-? ?'---'?=--++<≤++''-?? 机械原理课程设计 说明书 题目：双联凸轮写“C”机构 学院：xxxxxxxxxxxxxxxxx 班级：xxxxxxxxxxxxx 姓名：xxxxxxxxxxx 学号：xxxxxxxxxxxxx 指导教师：xxxxxxxxx 2015年1月23日 一．设计任务…………………………………………二．原始数据设计及设计要求………………………三．设计方案分析……………………………………四．设计内容…………………………………………五．设计小结…………………………………………六．参考文献………………………………………… 一．设计任务 设计能写出英文字母C的凸轮写字机构。且该机构由两凸轮连续回转的协调配合及相应的连杆，控制绘图部件画出英文字母C。 二．原始数据设计及设计要求 1. C字高60mm(y方向)。 2. C字宽45mm(x方向)。 3. 机构体积小，质量轻，工作可靠，启动或停顿时冲击小。 三．设计方案分析 1. 方案一：两对心直动尖顶推杆盘形凸轮写字机构。 尖顶推杆虽然构造简单，但易磨损，且启动或停顿时冲击大。 2. 方案二：两对心直动滚子推杆盘形凸轮写字机构。 滚子与凸轮间为滚动摩擦，磨损小，传动精度高，冲击小。 3. 方案选择：通过对上述两种方案分析比较，选用方案二。 四、设计内容 目标C曲线 通过作图工具，得到想要的C曲线如下图所示 该“C”曲线为一段半径是30mm的圆弧的一部分。由于双联凸轮机构的特性，作出的曲线应为封闭图形。所以要用一条线段将“C”的首尾相连，即得到如图所示的曲线。 数据处理 通过建立如图所示的坐标系，得到X的相对偏移量和X=X(Φ)和Y的相对偏移量和Y=Y(Φ)。并建立如下的表格。 Harbin Institute of Technology 机械原理大作业二 课程名称：机械原理 设计题目：凸轮机构设计 姓名：李清蔚 学号：1140810304 班级：1408103 指导教师：林琳 一.设计题目 设计直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见表 1 表一：凸轮机构原始参数 升程（mm ) 升程 运动 角（o） 升程 运动 规律 升程 许用 压力 角（o） 回程 运动 角（o） 回程 运动 规律 回程 许用 压力 角（o） 远休 止角 （o） 近休 止角 （o） 40 90 等加 等减 速30 50 4-5-6- 7多 项式 60 100 120 二.凸轮推杆运动规律 （1）推程运动规律（等加速等减速运动） 推程F0=90° ①位移方程如下： ②速度方程如下： ③加速度方程如下： （2）回程运动规律（4-5-6-7多项式） 回程0 0240 190≤ ≤?，F0=90°，F s=100°，F0’=50°其中回程过程的位移方程，速度方程，加速度方程如下： 三.运动线图及凸轮s d ds -φ 线图 本题目采用Matlab 编程，写出凸轮每一段的运动方程，运用Matlab 模拟将凸轮的运动曲线以及凸轮形状表现出来。代码见报告的结尾。 1、程序流程框图 开始 输入凸轮推程回程的运动方程 输入凸轮基圆偏距等基本参数 输出ds,dv,da 图像 输出压力角、曲率半径图像 输出凸轮的构件形状 结束 2、运动规律ds图像如下： 速度规律dv图像如下： 加速度da规律如下图： 3.凸轮的基圆半径和偏距 以ds/dfψ-s图为基础，可分别作出三条限制线（推程许用压力角的切界限D t d t,回程许用压力角的限制线D t'd t'，起始点压力角许用线B0d'')，以这三条线可确定最小基圆半径及所对应的偏距e,在其下方选择一合适点，即可满足压力角的限制条件。 得图如下：得最小基圆对应的坐标位置O点坐标大约为（13，-50）经计算取偏距e=13mm，r0=51.67mm. 第六讲凸轮机构及其设计 （一）凸轮机构的应用和分类 一、凸轮机构 1．组成：凸轮，推杆，机架。 2．优点：只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且机构简单紧凑。缺点：凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损，所以凸轮机构多用在传力不大的场合。 二、凸轮机构的分类 1．按凸轮的形状分：盘形凸轮圆柱凸轮 2．按推杆的形状分 尖顶推杆：结构简单，能与复杂的凸轮轮廓保持接触，实现任意预期运动。易遭磨损，只适用于作用力不大和速度较低的场合 滚子推杆：滚动摩擦力小，承载力大，可用于传递较大的动力。不能与凹槽的凸轮轮廓时时处处保持接触。 平底推杆：不考虑摩擦时，凸轮对推杆的作用力与从动件平底垂直，受力平稳；易形成油膜，润滑好；效率高。不能与凹槽的凸轮轮廓时时处处保持接触。 3．按从动件的运动形式分（1）往复直线运动：直动推杆，又有对心和偏心式两种。（2）往复摆动运动：摆动推杆，也有对心和偏心式两种。 4．根据凸轮与推杆接触方法不同分： （1）力封闭的凸轮机构：通过其它外力（如重力，弹性力）使推杆始终与凸轮保持接触，（2）几何形状封闭的凸轮机构：利用凸轮或推杆的特殊几何结构使凸轮与推杆始终保持接触。①等宽凸轮机构②等径凸轮机构③共轭凸轮 （二）推杆的运动规律 一、基本名词：以凸轮的回转轴心O为圆心，以凸轮的最小半径r0为半径所作的圆称为凸轮的基圆，r0称为基圆半径。推程：当凸轮以角速度转动时，推杆被推到距凸轮转动中心最远的位置的过程称为推程。推杆上升的最大距离称为推杆的行程，相应的凸轮转角称为推程运动角。回程：推杆由最远位置回到起始位置的过程称为回程，对应的凸轮转角称为回程运动角。休止：推杆处于静止不动的阶段。推杆在最远处静止不动，对应的凸轮转角称为远休止角；推杆在最近处静止不动，对应的凸轮转角称为近休止角 二、推杆常用的运动规律 1．刚性冲击：推杆在运动开始和终止时，速度突变，加速度在理论上将出现瞬时的无穷大值，致使推杆产生非常大的惯性力，因而使凸轮受到极大冲击，这种冲击叫刚性冲击。 2.柔性冲击：加速度有突变，因而推杆的惯性力也将有突变，不过这一突变为有限值，因而引起有限 机械原理大作业（二） 作业名称：机械原理 设计题目：凸轮机构 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间： 哈尔滨工业大学机械设计 1. 设计题目 (1) 凸轮机构运动简图： 2．凸轮推杆升程，回程运动方程及推杆位移,速度,加速度线图 (1) 推杆升程，回程运动方程如下： A.推杆升程方程： 设为ω1rad/s )],2 3 cos(1[30)(Φ-=Φs ;3/20π≤Φ≤ )),23 sin(45)(Φ=Φv ;3/20π≤Φ≤ ),2 3 cos(2135)(Φ= Φa ;3/20π≤Φ≤ B.推杆回程方程： ],2310[ 60)(Φ-=Φπs ;3567ππ≤Φ≤ ,120)(π-=Φv ;3 5 67ππ≤Φ≤ ,0)(=Φa ;3 5 67ππ≤Φ≤ 2)推杆位移,速度,加速度线图如下： A.推杆位移线图 凸轮位移B.推杆速度线图 凸轮速度C.推杆加速度线图 凸轮速度 3．凸轮机构的错误！未找到引用源。-s线图，并依次确定凸轮的基圆半径和偏距. 1) 凸轮机构的错误！未找到引用源。-s线图： (2)确定凸轮的基圆半径和偏距： 由图知:可取错误！未找到引用源。=400 mm，e=100mm 即:基圆半径错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。=412.31mm 偏距e=100mm 4．滚子半径的确定及凸轮理论轮廓和实际轮廓的绘制. 可取滚子半径r=60mm，则凸轮理论轮廓和实际轮廓如下： (1) 程序如下 fai01=2*pi/3; fai02=pi/2; fais1=pi/2; fais2=5*pi/9; h=60; fai1=0:0.001*pi:2*pi/3; fai2=2*pi/3:0.001*pi:7*pi/6; fai3=7*pi/6:0.001*pi:5*pi/3; fai4=5*pi/3:0.001*pi:2*pi; s1=h/2*(1-cos(pi*fai1/fai01)); s2=h+fai2*0; s3=h*(1-(fai3-(fai01+fais1))/fai02); s4=fai4*0; plot(fai1,s1,fai2,s2,fai3,s3,fai4,s4) v1=pi*h/(2*fai01)*sin(pi*fai1/fai01); v2=0*fai2; v3=-h/fai02; v4=0*fai4; plot(fai1,v1,fai2,v2,fai3,v3,fai4,v4) a1=2*pi*h/fai01.^2*cos(pi*fai1/fai01); a2=0*fai2; 机械原理大作业二 课程名称：机械原理 设计题目：凸轮设计 院系：机电学院 班级：1208103 完成者：xxxxxxx 学号：11208103xx 指导教师：林琳 设计时间：2014.5.2 工业大学 凸轮设计 、设计题目 如图所示直动从动件盘形凸轮，其原始参数见表，据此设计该凸轮 二、凸轮推杆升程、回程运动方程及其线图 1 、凸轮推杆升程运动方程（0 5） 6 升程采用正弦加速度运动规律，故将已知条件h 50mm ，05带入正弦 6 加速度运动规律的升程段方程式中得： 6 1 12 S 50 sin ； 5 2 5 cos 5 144 12 12 a sin 5 2、凸轮推杆推程远休止角运动方程（ 5 ） 6 s h 50mm ； v a 0 ； 3、凸轮推杆回程运动方程（ 14 ） 9 回程采用余弦加速度运动规律，故将已知条件 h 50mm ， '0 5 9 6 带入余弦加速度运动规律的回程段方程式中得： 14 4、凸轮推杆回程近休止角运动方程（ 14 2 ） 9 s v a 0； 5、凸轮推杆位移、速度、加速度线图 根据以上所列的运动方程，利用 matlab 绘制出位移、速度、加速度线图 ①位移线图 编程如下： %用 t 代替转角 t=0:0.01:5*pi/6; s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)); hold on plot(t,s); t=5*pi/6:0.01:pi; s=50; hold on plot(t,s); t=pi:0.01:14*pi/9; s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5)); hold on plot(t,s); t=14*pi/9:0.001:2*pi; s=0; 60 12 cos 9 ( 5 ）； v 45 9 1 sin a -81 29 1 cos 25 机械原理课程设计 编程说明书 设计题目：牛头刨床凸轮机构指导教师：王琦王春华设计者：雷选龙 学号：0807100309 班级：机械08-3 2010年7月15日 辽宁工程技术大学 机械原理课程设计任务书（二） 姓名雷选龙专业机械工程及自动化班级机械08-3班学号 五、要求： 1）计算从动件位移、速度、加速度并绘制线图。 2）确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，画出凸轮实际廓线，并按比例绘出机构运动简图。以上内容作在A2或A3图纸上。 3）编写出计算说明书。 指导教师： 开始日期：2010年07月10日完成日期：2010年07月16日 目录 一设计任务及要求-----------------------------------------------2二数学模型的建立-----------------------------------------------2三程序框图--------------------------------------------------------5四程序清单及运行结果-----------------------------------------6五设计总结-------------------------------------------------------14六参考文献-----------------------------------------------------15 一 设计任务与要求 已知摆杆9为等加速等减速运动规律，其推程运动角φ=70，远休止角φs =10，回程运动角φ?=70，摆杆长度l 09D =125,最大摆角φmax =15，许用压力角[α]=40，凸轮与曲线共轴。 （1） 要求：计算从动件位移、速度、加速度并绘制线图（用方格纸 绘制），也可做动态显示。 （2） 确定凸轮的基本尺寸，选取滚子半径，画出凸轮的实际廓线， 并按比例绘出机构运动简图。 （3） 编写计算说明书。 二 机构的数学模型 1 推程等加速区 当2/0?δ≤≤时 角位移 22max /21?δ?=m 角速度 2max /4?δ?ω= 角加速度 2max /4??ε= 2 推程等减速区 当?δ?≤<2/时 角位移 22max max /)(21?δ???--=m 角速度 2max /)(4?δ??ω-= 角加速度 2max /4??ε-= 3 远休止区 当s ??δ?+≤<时 角位移 max 1?=m 角速度 0=ω 角加速度 0=ε 4 回程等加速区 3凸轮机构 3.1凸轮机构按凸轮形状分几种？ 3.2凸轮机构按从动件高副元素形状分几种？ 3.3等速运动规律、等加速等减速运动规律、余弦加速运动规律、正弦加速运动规律、3-4-5多项式运动规律各有什么特点？ 3.4什么是刚性冲击、柔性冲击？ 3.5移动从动件盘状凸轮机构基本尺寸有哪些？ 3.6移动从动件盘状凸轮机构的偏距方向如何选择？为什么？ 3.7移动从动件盘状凸轮机构基圆半径r b 的选取原则是什么？ 3.8摆动从动件盘状凸轮机构基本尺寸有哪些？ 3.9摆动从动件盘状凸轮机构压力角与基本尺寸的关系是什么？ 3.10基园半径在哪个轮廓线上度量？ 3.11若ρ min 过小，采取什么处理措施？ 3.12平底宽度如何确定？ 3.13 图3-1所示为从动件在推程的部分运动线图，凸轮机构的Φs ≠0，Φs '≠0，根据s 、v 和a 之间的关系定性地补全该运动线图，并指出该凸轮机构工作时，在推程哪些位置会出现刚性冲击？哪些位置会出现柔性冲击？ 3.14图3-2所示为凸轮机构的起始位置，试用反转法直接在图上标出： 1) 凸轮按ω方向转过45?时从动件的位移； 2) 凸轮按ω方向转过45?时凸轮机构的压力角。 3.15 图3-3所示的对心移动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸 轮的实际廓线为一圆，圆心在A 点，半径R =40mm ，凸轮转动方 向如图所示，l OA =25mm ，滚子半径r r =10mm ，试问： 1) 凸轮的理论轮廓曲线为何种曲线？ 2) 凸轮的基圆半径r b =？ 3) 在图上标出图示位置从动件的位移s ，并计算从动件的升 距h =？ 4) 用反转法作出当凸轮沿ω方向从图示位置转过90?时凸轮 机构的压力角，并计算推程中的最大压力角αmax =？ 5) 若凸轮实际轮廓曲线不变，而将滚子半径改为15mm ，从 动件的运动规律有无变化？ 图3–1 图3–2 凸轮理论轮廓线与实际轮廓线数据 x y x1 y1 0 0 35 0 30 5 -3.06104 34.9879 -2.98506 29.9885 10 -6.16038 34.9373 -5.96929 29.9409 15 -9.32665 34.8075 -8.95079 29.8217 20 -12.5705 34.5372 -11.9229 29.5794 25 -15.8791 34.0528 -14.8684 29.156 30 -19.2135 33.2787 -17.756 28.4959 35 -22.5107 32.1486 -20.5396 27.5536 40 -25.6887 30.6146 -23.163 26.2995 45 -28.6546 28.6546 -25.5658 24.7228 50 -31.3147 26.2762 -27.6908 22.8313 55 -33.5852 23.5166 -29.4895 20.6488 60 -35.4018 20.4392 -30.9252 18.2121 65 -36.727 17.1261 -31.9759 15.5683 70 -37.5544 13.6687 -32.6356 12.7712 75 -37.909 10.1577 -32.9168 9.87707 80 -37.8432 6.67277 -32.8502 6.93899 85 -37.4301 3.27471 -32.4829 3.99979 90 -36.7538 9.84813e-007 -31.8734 1.08708 95 -35.8983 -3.14069 -31.0846 -1.78862 100 -34.9373 -6.16038 -30.1769 -4.6311 105 -33.9248 -9.09012 -29.2009 -7.45161 110 -32.8892 -11.9707 -28.1908 -10.2606 115 -31.7208 -14.7916 -27.1892 -12.6785 120 -30.3109 -17.5 -25.9808 -15 125 -28.6703 -20.0752 -24.5746 -17.2073 130 -26.8116 -22.4976 -22.9813 -19.2836 135 -24.7487 -24.7487 -21.2132 -21.2132 140 -22.4976 -26.8116 -19.2836 -22.9813 145 -20.0752 -28.6703 -17.2073 -24.5746 150 -17.5 -30.3109 -15 -25.9808 155 -14.7916 -31.7208 -12.6785 -27.1892 160 -11.9707 -32.8892 -10.2606 -28.1908 165 -9.05867 -33.8074 -7.76457 -28.9778 170 -6.07769 -34.4683 -5.20945 -29.5442 175 -3.05045 -34.8668 -2.61467 -29.8858 180 -1.87564e-006 -35 -1.60769e-006 -30 185 3.05045 -34.8668 2.61467 -29.8858 190 6.07768 -34.4683 5.20944 -29.5442 195 9.05866 -33.8074 7.76457 -28.9778 200 11.9707 -32.8892 10.2606 -28.1908 机械原理自测题（一） 一．判断题（正确的填写“T”，错误的填写“F”） 1、根据渐开线性质，基圆无渐开线，所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计比基圆大。（ F ） 2、对心的曲柄滑块机构，其行程速比系数K一定等于一。（ T ） 3、在平面机构中，一个高副引入二个约束。（ F ） 4、在直动从动件盘形凸轮机构中，若从动件运动规律不变，增大基圆半径，则压力角将减小（ T ） 5、在铰链四杆机构中，只要满足杆长和条件，则该机构一定有曲柄存在。（ F ） 6、滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓曲线的等距曲线。（ T ） 7、在机械运动中，总是有摩擦力存在，因此，机械功总有一部分消耗在克服摩擦力上。（ T ） 8、任何机构的从动件系统的自由度都等于零。（ T ） 9、一对直齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。（ F ） 10、在铰链四杆机构中，若以曲柄为原动件时，机构会出现死点位置。。（ F ） 二、填空题。（10分） 1、机器周期性速度波动采用（飞轮）调节，非周期性速度波动采用（调速器）调节。 2、对心曲柄滑块机构的极位夹角等于（ 0 ）所以（没有）急回特性。 3、渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件是（重合度大于或等于1 ）。 4、用标准齿条形刀具加工标准齿轮产生根切的原因是（齿条形刀具齿顶线超过极限啮合点N1）。 5、三角螺纹比矩形螺纹摩擦（大），故三角螺纹多应用（联接），矩形螺纹多用于（传递运动和动力）。 1、试计算图示机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出）。并判断该机构的运动是否确定（标有箭头的机构为原动件）。 图a) 图b) 1、解: （a）图：n=9，p4=13，p5=0；F=3×9－2×13=1； ∵原动件数目=机构自由度数，∴机构具有确定的运动。G处为复合铰链；机构级别为Ⅱ级。 拆组图如下(略) （b）图：n=7，p4=10，p5=0；F=3×7－2×10=1； 原动件数目=机构自由度数，机构具有确定的运动。机构级别为Ⅲ级。 2、计算图示机构自由度，并判定该机构是否具有确定的运动（标有箭头的构件为原动件）。 图 a) 图 b) 解：（a）F=3n×2p l－p h =3×5－2×7=1；机构具有确定的运动。 （b) 9 2 6 3 2 3= ? - ? = - - = h l p p n F F处为复合铰链。机构没有确定的运动。 哈工大机械原理大作业-凸轮机构设计(第题) ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 机械原理大作业二 课程名称：机械原理 设计题目：凸轮机构设计 院系：机电学院 班级：1208103 完成者：xxxxxxx 学号：11208103xx 指导教师：林琳 设计时间：2014.5.2 哈尔滨工业大学 凸轮机构设计 一、设计题目 如图所示直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见表，据此设计该凸轮机构。 序号 升程（mm ） 升程运动角（°） 升程运动规律 升程许用压力角（°） 回程运动角（°） 回程运动规律 回程许用压力角 （°） 远休止角（°） 近休止角 （°） 3 50 150 正弦加速度 30 100 余弦加速度 60 30 80 二、凸轮推杆升程、回程运动方程及其线图 1 、凸轮推杆升程运动方程(6 50π?≤ ≤) 升程采用正弦加速度运动规律，故将已知条件mm h 50=，6 50π =Φ带入正弦加速度运动规律的升程段方程式中得： ??? ?????? ??-=512sin 215650?ππ?S ； ??? ?? ???? ??-= 512cos 1601ππωv ； ω ?? ? ??= 512sin 1442 1?π ωa ； 2、凸轮推杆推程远休止角运动方程（ π?π ≤≤6 5） mm h s 50==； 0==a v ； 3、凸轮推杆回程运动方程（9 14π ?π≤≤） 回程采用余弦加速度运动规律，故将已知条件mm h 50=，9 5'0π= Φ，6 s π = Φ带入余弦加速度运动规律的回程段方程式中得： ?? ? ???-+=)(59cos 125π?s ； ()π?ω--=59 sin 451v ； ()π?ω-=59 cos 81-a 21； 4、凸轮推杆回程近休止角运动方程（π?π 29 14≤≤） 0===a v s ； 5、凸轮推杆位移、速度、加速度线图 根据以上所列的运动方程，利用matlab 绘制出位移、速度、加速度线图。 ①位移线图 编程如下： %用t 代替转角 t=0:0.01:5*pi/6; s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)); hold on plot(t,s); t=5*pi/6:0.01:pi; s=50; hold on plot(t,s); t=pi:0.01:14*pi/9; s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5)); hold on plot(t,s); t=14*pi/9:0.001:2*pi; 铰链四杆机构的基本特性和凸轮机构 一、判断题 （）1、曲柄摇杆机构的急回特性是用行程速度比系数K来表征，K值越小，急回作用越明显。 （）2、当K＞1，θ＞0时，机构具有急回特性。 （）3、曲柄摇杆机构以曲柄为原动件时就一定存在急回运动特性。 （）4、偏心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时一定存在急回运动特性。 （）5、对心曲柄滑块机构无急回特性。 （）6、摆动导杆机构以曲柄为原动件时不一定存在急回运动特性。 （）7、在曲柄和连杆同时存在的平面四杆机构中，只要曲柄和连杆处于共线位置，就是曲柄的“死点”位置。 （）8、曲柄摇杆机构一定存在死点位置。 （）9、缝纫机踏板机构有时会出现踩不动或倒机的现象，这是因为死点位置造成的。 （）10、缝纫机踏板机构是利用飞轮惯性使其通过死点位置的。 （）11、曲柄摇杆机构以摇杆为原动件时存在两个死点位置。 （）12、内燃机中的曲柄滑块机构不存在死点位置。 （）13、滚子从动件凸轮机构中，从动件与凸轮之间的滚动摩擦阻力小，适于高速传动场合。 （）14、从动件的运动规律取决于凸轮轮廓的形状。 （）15、在柱体凸轮机构中，从动件可以通过直径不大的圆柱凸轮或端面凸轮获得较大的行程。 （）16、尖顶从动件易于磨损，而平底从动件磨损则较小，这是因为前者与凸轮组成高副，而后者与凸轮组成低副的原因。 （）17、凸轮机构能将原动件的旋转运动转化为从动件的往复直线运动。（）18、尖顶从动件盘形凸轮机构，基圆与实际工作轮廓线相切。 （）19、凸轮机构的压力角是指凸轮轮廓线某点的法线方向与从动杆速度方向之间的夹角，一般情况下，在工作过程中它是恒定不变的。 （）20、凸轮机构中，升程一定时，基圆半径增大，压力角也随之增大。（）21、移动从动件盘形凸轮机构，当从动件不动时，对应的凸轮轮廓线为一直线。 （）22、压力角影响机构的传力特性，压力角越大，传力特性越好。 二、选择题 （）1、当行程速度比系数为时，曲柄摇杆机构才有急回特性。 A. K＞1 B. K＜1 C. K＝0 D. K＜0 （）2、下列关于急回特性的描述，错误的是。 A. 机构有无急回特性取决于行程速度比系数 B. 急回特性可使空回行程的时间缩短，有利于提高生产率 C. 极位夹角值越大，机构的急回特性越显著 D. 只有曲柄摇杆机构具有急回特性 （）3、下列机构中存在急回特性的是。 A. 对心曲柄滑块机构且以曲柄为原动件 B. 偏心曲柄滑块机构且以滑块为原动件 C. 摆动导杆机构且以曲柄为原动件 D. 摆动导杆机构且以导杆为原动件 （）4、当四杆机构出现死点位置时，可在从动件上使其顺利通过。 A. 加设飞轮 B. 加大驱动力 C. 减小阻力 D. 更换原动件（）5、关于缝纫机踏板机构，以下论述错误的是。 冲床冲压机构、送料机构及传动系统的设计 一、设计题目 设计冲制薄壁零件冲床的冲压机构、送料机构及其传动系统。冲床的工艺动作如图5—1a所示，上模先以比较大的速度接近坯料，然后以匀速进行拉延成型工作，此后上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回。上模退出下模以后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。 图1 冲床工艺动作与上模运动、受力情况 要求设计能使上模按上述运动要求加工零件的冲压机构和从侧面将坯料推送至下模上方的送料机构，以及冲床的传动系统，并绘制减速器装配图。 二、原始数据与设计要求 1．动力源是电动机，下模固定，上模作上下往复直线运动，其大致运动规律如图b）所示，具有快速下沉、等速工作进给和快速返回的特性； 2．机构应具有较好的传力性能，特别是工作段的压力角应尽可能小；传动角γ大于或等于许用传动角[γ]=40°； 3．上模到达工作段之前，送料机构已将坯料送至待加工位置（下模上方）；4．生产率约每分钟70件； 5．上模的工作段长度L=30~100mm，对应曲柄转角 0=（1/3~1/2）π；上模总行程长度必须大于工作段长度的两倍以上； 6．上模在一个运动循环内的受力如图c）所示，在工作段所受的阻力F0＝5000N，在其他阶段所受的阻力F1＝50N； 7．行程速比系数K≥1.5； 8．送料距离H=60~250mm； 9．机器运转不均匀系数δ不超过0.05。 若对机构进行运动和动力分析，为方便起见，其所需参数值建议如下选取：1）设连杆机构中各构件均为等截面均质杆，其质心在杆长的中点，而曲柄的质心则与回转轴线重合； 2）设各构件的质量按每米40kg计算，绕质心的转动惯量按每米2kg·m2计算；3）转动滑块的质量和转动惯量忽略不计，移动滑块的质量设为36kg； 4）传动装置的等效转动惯量（以曲柄为等效构件）设为30kg·m2； 5 ) 机器运转不均匀系数δ不超过0.05。 三、传动系统方案设计 冲床传动系统如图5－2所示。电动机转速经带传动、齿轮传动降低后驱动机器主轴运转。原动机为三相交流异步电动机，其同步转速选为1500r/min，可选用如下型号： 电机型号额定功率（kw）额定转速（r/min） Y100L2—4 3.0 1420 Y112M—4 4.0 1440 Y132S—4 5.5 1440 由生产率可知主轴转速约为70r/min，若电动机暂选为Y112M—4，则传动系统总传动比约为。取带传动的传动比i b=2，则齿轮减速器的传动比i g=10.285，故可选用两级齿轮减速器。 图2 冲床传动系统 四、执行机构运动方案设计及讨论 该冲压机械包含两个执行机构，即冲压机构和送料机构。冲压机构的主动件是曲柄，从动件（执行构件）为滑块（上模），行程中有等速运动段（称工作段），并具有急回特性；机构还应有较好的动力特性。要满足这些要求，用单一的基本机构如偏置曲柄滑块机构是难以实现的。因此，需要将几个基本机构恰当地组合在一起来满足上述要求。送料机构要求作间歇送进，比较简单。实现上述要求的机构组合方案可以有许多种。下面介绍几个较为合理的方案。 重庆大学机械原理章节习题库-3凸轮机构3凸轮机构 3.1凸轮机构按凸轮形状分几种, 3.2凸轮机构按从动件高副元素形状分几种, 3.3等速运动规律、等加速等减速运动规律、余弦加速运动规律、正弦加速运动规律、 3-4-5多项式运动规律各有什么特点, 3.4什么是刚性冲击、柔性冲击, 3.5移动从动件盘状凸轮机构基本尺寸有哪些, 3.6移动从动件盘状凸轮机构的偏距方向如何选择,为什么, 3.7移动从动件盘状凸轮机构基圆半径r的选取原则是什么, b 3.8摆动从动件盘状凸轮机构基本尺寸有哪些, 3.9摆动从动件盘状凸轮机构压力角与基本尺寸的关系是什么, 3.10基园半径在哪个轮廓线上度量, 3.11若, 过小，采取什么处理措施, min 3.12平底宽度如何确定, 3.13 图3-1所示为从动件在推程的部分运动线图，凸轮机构的Φ,0，Φ,,0，根据s ss、v和a之间的关系定性地补全该运动线图，并指出该凸轮机构工作时，在推程哪些位 置会出现刚性冲击,哪些位置会出现柔性冲击, 3.14图3-2所示为凸轮机构的起始位置，试用反转法直接在图上标出: 1) 凸轮按,方向转过45:时从动件的位移; 2) 凸轮按方向转过45:时凸轮机构的压力角。 , 图3–1 图3–2 3.15 图3-3所示的对心移动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际廓线为一圆，圆心在A点，半径R,40mm，凸轮转动方向如图所示，l,25mm，滚子半径r,10mm，试问: OAr 1) 凸轮的理论轮廓曲线为何种曲线, 2) 凸轮的基圆半径r,, b 3) 在图上标出图示位置从动件的位移s，并计算从动件的升距h,, 4) 用反转法作出当凸轮沿,方向从图示位置转过90:时凸轮机构的压力角，并计算推程中的最大压力角,,, max 5) 若凸轮实际轮廓曲线不变，而将滚子半径改为15mm，从动件的运动规律有无变化, 机械原理大作业二 课程名称： _______ 设计题目： 凸轮机构设计 院 系： ------------------------- 班 级： _________________________ 设计者： ________________________ 学 号： _________________________ 指导教师： ______________________ 哈尔滨工业大学 Harbin I nstituteof Techndogy 设计题目 如右图所示直动从动件盘形凸轮机构，选择一组凸轮机构的原始参数, 据此设计该凸轮机构。 凸轮机构原始参数 二.凸轮推杆升程、回程运动方程及推杆位移、速度、加速度线图 凸轮推杆升程运动方程：冷3唱—亦（中］ 156 12 .. v 」1 - cos()] 兀1 5 374.4 2 12 ? a 1si n( ) 兀 1 5 % t 表示转角， s 表示位移 t=0:0.01:5*pi/6; %升程阶段 s= [(6*t)/(5*pi)- 1/(2*pi)*si n(12*t/5)]*130; hold on plot(t,s); t= 5*pi/6:0.01:pi; %远休止阶段 s=130; hold on plot(t,s); t=pi:0.01:14*pi/9; %回程阶段 s=65*[1+cos(9*(t-pi)/5)]; hold on plot(t,s); t=14*pi/9:0.01:2*pi; %近休止阶段 s=0; hold on plot(t,s); grid on % t表示转角，令3 1=1 t=0:0.01:5*pi/6; %升程阶段v=156*1*[1-cos(12*t/5)]/pi hold on plot(t,v); t= 5*pi/6:0.01:pi; %远休止阶段机械基础凸轮机构教案-参考模板
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