第九章 凸轮机构及其设计
第九章凸轮机构及其设计
习题（后附答案）
9-1 填空
1．凸轮常用运动规律中，运动规律既不会产生柔性冲击也不会产生刚性冲击，可用于高速场合。
2．滚子推杆盘形凸轮的基圆半径是从到的最短距离。
3．平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构中，其压力角等
于。
4．凸轮的轮廓曲线取决
于。
5．平底从动件盘形凸轮机构中基圆半径应由条件来确定。
6．设计滚子推杆盘形凸轮机构时，若发现工作廓线有变尖现象，则在尺寸参数改变上应采用的措施是，。
7．在设计直动滚子推杆盘形凸轮机构的工作廓线时发现压力角超过了许用值，且廓线出现变尖现象，此时应采用的措施是。
8．设计凸轮机构时，若量得其中某点的压力角超过许用值，可以用
使压力角减小。
9-2 试在图示凸轮机构中，
（1）标出从动件与凸轮从接触点C到接触点D时，该凸轮转过的转角?；
（2）标出从动件与凸轮在D点接触时的压力角α；
（3）标出在D点接触时的从动件的位移 s。
题9-2图
9-3 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。
题9-3图
9-4图为偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构，凸轮廓线为渐开线，渐开线的基圆半径0r＝40mm，凸轮以ω＝20rad/s逆时针旋转。试求：
（１）在B点接触时推杆的速度νB；
（２）推杆的运动规律（推程）；
（３）凸轮机构在B点接触时的压力角；
（４）试分析该凸轮机构在推程开始时有无冲击？是哪种冲击？
题9-4图
9-5已知偏置式滚子推杆盘形凸轮机构，试用图解法求出推杆的运动规律
-）与凸轮上详细对应点号位置，可不必写-曲线（要求清楚标明坐标（sδ
sδ
步骤）。
题9-5图
9-6图示的凸轮机构，其凸轮廓线的AB段是以C为圆心的一段圆弧。（ｌ）写出基圆半径0r的表达式；
（２）在图中标出图示位置时凸轮的转角δ、推杆位移s、机构的压力角α。
题9-6图
9-7 在图示对心直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际廓线为一个圆，圆心在A 点，其半径R =40mm ，凸轮绕轴心线O 逆时针方向转动，25=OA l mm ，滚子半径 r r
=10mm ，试 问：
（1）该凸轮的理论廓线为何种廓线？ （2）基圆半径r 0
为多少？
（3）从动件的行程h 为多少？ （4）推程中的最大压力角为多少？
（5）若把滚子半径改为r r
=15mm ，从动件的运动规律有无变化？为什么？
题9-7图
9-8图示的凸轮机构，设凸轮逆时针转动。要求：
（ｌ）画出凸轮的基圆半径，在图示位置时推杆的位移s ，凸轮转角δ（设
推杆开始上升时0δ=
），以及传动角γ；
（２）已知推杆的运动规律为：()s s δ=，()υυδ=，()a a δ=，写出凸轮廓线的方程。
题9-8图
9-9 在图示对心直动平底从动件盘形凸轮机构中，凸轮为一偏心圆盘，其半径R=50 mm，圆心O与其转动中心A之间的距离OA=30mm，β＝90 ，凸轮以等角速度ω1顺时针方向转动。试求：
（1）从动件的位移方程；
（2）当凸轮转速n1=240r/min时，求从动件的最大位移、最大速度和最大加速度。
题9-9图
9-10 设计一偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构。设凸轮的基圆半径为r 0
，且
以等角速度ω逆时针方向转动。从动件偏距为e ，且在推程中作等速运动。推程运动角为ψ，行程为h 。
（1）写出推程段的凸轮廓线的直角坐标方程，并在图上画出坐标系； （2）分析推程中最小传动角的位置；
（3）如果最小传动角小于许用值，说明可采取的改进措施。
题9-10图
9-11 已知凸轮逆时针方向转动，其运动线图??-d d s 如图示。要求： (1)求解回程段?d d s
的值；
(2)若推程段许用压力角][α为30
，推导出最小基圆半径和导路偏距之间的关系式。
d ?
题9-11图
9-12 设
h s S t t T ==
,0；求证：
（1）类速度T S
h s d d d d ?
=φ?；
（2）类加速度d d d d 2222
2
s h S
T ?=?Φ。
式中t 为时间，s 为位移，h 为行程，t 0为从动件完成一个推程所用时间，Φ
为推程 运动角，?为凸轮转角，凸轮以等角速度ω转动。
9-13 在图示机构中，凸轮机构滚子从动件的B 点铰接于连杆4，推动构件5往复运动。
当凸 轮等角速度逆时针方向转动时，构件5实现如下运动规律：
凸轮转角??=90~0?，等加速等减速上升30mm ； ??=120~90? ，停止不动。
已知连杆长
72=BC L mm ，凸轮理论廓线基圆半径r 025=mm ，构件2，5的中心
线间夹角为30 ，试用图解法设计凸轮廓线。
注：要求保留全部作图线，取滚子半径 r r
=5mm 。
题9-13图
9-14图示为三种类型的凸轮机构：
（1）用作图法确定当图a的凸轮由图示位置转过30 后，从动件2的位移。
（2）确定图b构件1和2的相对瞬心，并确定在此瞬时位置的压力角α。
（3）写出图c中凸轮廓线以凸轮回转中心O为极点的极坐标方程（设从动件运
动规律为s（?））。
题9-14图
第九章凸轮机构及其设计习题答案9-1 填空
1．摆线运动（正弦加速度运动）；2．凸轮回转中心；凸轮理论廓线；3．零；4．从动件的运动规律；5．凸轮廓线全部外凸；6．增加基圆半径；减小滚子半径；7．增加基圆半径；8．增大基圆半径，采用合理的偏置方位。
9-2
解：
(1) ?如图示。
(2) α如图示。
(3) s如图示。
-
题9-2图解
9-3
解：
(1) 加速度曲线见下图。
(2) 在A，B处有刚性冲击。在C，D，E处有柔性冲击。
(3) 在F位置时有惯性力存在，但无冲击。
题9-3图解
9-4
解：
（1）由渐开线的性质可知，导路的方向线即为渐开线在B 点的法线；又由三心定理可知，导路方向线与基圆的切点即为凸轮与推杆的瞬心，所以，推杆的速度为
0B r υω=（方向朝上）
（2）假设推杆与凸轮在A 点接触时凸轮的转角δ为零，则推杆的运动规律为
00s t r g
r δ
υωδω===
（3）因为导路方向线与接触点的公法线重合，所以压力角0α=
。
（4）有冲击，是刚性冲击。 9-5
解：将基圆取12等分，通过作图求解，得到推杆的位移曲线如图所示。
题9-5图解
9-6 解：
（1）基圆半径的表达式为0T r R r =+；
（2）图示位置时凸轮的转角δ、推杆位移s 、机构的压力角α如图所示。
题9-6图解
9-7 解：
(1) 理论廓线是以A 为圆心，R +r r
=50 mm 为半径的圆。
(2) 25)(r 0=+-=r l R r O A mm (3) 502==OA l h mm
(4) ?α
sin sin r
r R l OA +=
r sin sin r R l OA +?=
?
α
?=90?时，α最大，
?=+=30)arcsin(
r
max r R l OA
α
(5)滚子半径变化时，从动件之运动规律发生变化。这是因为高副低代后形成的机构 中的连杆长l
BA
发生改变的缘故。
9-8 解：
（1）基圆半径，在图示位置时推杆的位移s ，凸轮转角δ以及传动角γ如图所示。
（2）建立直角坐标系，由顺心法可知P 为凸轮与推杆的瞬心，而且
d d OP s δ=。由图可知B 点的坐标为
0()sin (d d )cos x r s s δδδ=++ 0()cos (d d )sin y r s s δδδ=+-
又由于d d d d d d d d s s s t t δυωδδ=
==，而()s s δ=，()υυδ=，所以，凸轮廓线的方
程为
0()sin (())cos x r s δυδδ=++ 0()cos (())sin y r s δυδωδ=+-
题9-8图解
9-9
解：
(1) 该机构的高副低代机构如图所示，从而可写出从动件的位移方程：
s OA
=-=?-
(cos)(cos)
1301
??
式中，?为凸轮的转角，推程开始时?＝0。
(2) s
max
=60mm
1
sin
30
d
d
ω
??
=
=
t
s
v
98
.
753
30
240
30
60
2
30
301
1
max
=
?
?
?
=
=
π
π
ω
υ
n
mm/s
?
ω
υ
cos
30
d
d
2
1
?
=
=
t
a
64
.
18949
)
30
240
(
30
)
30
(
30
302
2
1
2
1
max
=
?
?
=
?
=
=
π
π
ω
n
a
mm/s2
题9-9图解
9-10 解：
(1) 建立图示坐标系并列出推程段凸轮廓 线方程。
?
??
???+--=????????
?
????????
?-=??????)(cos sin sin cos 220
?????s e r e y x y x y x B B B B B B
φ??/)(h s =
整理后，可有
??????cos )]([sin sin )]([cos 220220s e r e y s e r e x B B +-+=+-+-=
题9-10图解
(2) 找出γmin 位置
φ?φ??αh e r h e s e r s e tg +-+=
+-+=
220220)
(d d
当?￡
=0时，α最大，)
/(
arctg 2
2
0max e
r h e -+=φα，max min 90αγ-?=
(3) 可采取措施有如下几项：
1）增大基圆半径；
2）改变从动件的偏置方向，即把从动件导路置于凸轮回转中
心的右侧。
9-11 解：
(1) d d s h
?==Φ20 mm ，h ==2020Φπ mm
回程时，40
220d d -=-='
-=ππφ?h s mm
(2)
2
2max
min 0)tg d d (e s e
s r +--=α?
2
2)30tg 20(
e s e
+-?-=
9-12 解：
(1) ?
ωφφφd d d d d d 00
s v v t t t h s h T S h ==?=?=? (2) a
t t t v h t h T T S
h T S h 22
00
022222d )(d d )d d (
d d d φ φ φ φ=?=?=
2
22
d d ?
ω
s a
=
=
9-13 解：
(1) 画出构件5的位移线图s -?，并确定C 点一系列位置； (2) 找出连杆4上B 点一系列对应位置； (3) 作理论廓线； (4) 作实际廓线。
题9-13图解
9-14 解：
(1) 见图a 。 (2) 见图b 。
(3)
2
20220)d d (
)()(?s s r OP s r OB r K ++=++==
)
d d (arctg 0s r s K ++=?
?θ
题9-14图解
第9章凸轮机构及其设计(有答案)
1．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。 (1) 由等速运动规律和等加速等减速运动规律组合而成。 (2) 有冲击。 (3) ABCD 处有柔性冲击。 2. 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。 (1) 运动规律发生了变化。 (见下图 ) (2)采用尖顶从动件时，图示位置从动件的速度v O P 2111=ω，采用滚子从动件时，图示位置的速度 '='v O P 2111ω，由于O P O P v v 1111 22≠'≠',；故其运动规律发生改变。
3. 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。 总分5分。(1)3 分；(2)2 分 (1) 找出转过60?的位置。 (2) 标出位移s。
4. 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。 总分5分。(1)2 分；(2)1 分；(3)1 分；(4)1 分 (1) 从动件升到最高点位置如图示。 (2) 行程h 如图示。 (3)Φ＝δ0－θ (4)Φ'＝δ' 0＋θ
5.图示直动尖顶从动件盘形凸轮机构，凸轮等角速转动，凸轮轮廓在推程运动角Φ=? 从动件行程h=30 mm，要求： （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？ - 总分10分。(1)6 分；(2)4 分 (1)因推程时凸轮轮廓是渐开线，其从动件速度为常数v=r0?ω，其位移为直线， 如图示。
哈工大机械原理大作业凸轮机构第四题
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，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.
机械原理与机械设计课后作业参考答案 - 第3章 凸轮机构教案资料
第三章凸轮机构及其设计 3 - 1 判断题(正确的在其题号后括号内打√，否则打×) （1）为了避免从动件运动失真，平底从动件凸轮轮廓不能内凹。( ) （2）若凸轮机构的压力角过大，可用增大基圆半径来解决。( ) （3）从动件作等速运动的凸轮机构有柔性冲击。( ) （4）凸轮的基圆一般是指以理论轮廓上最小向径所作的圆。( ) （5）滚子从动件盘形凸轮的理论轮廓是滚子中心的轨迹。( ) 解答： （1）√（2）√（3）×（4）√（5）√ 3 - 2 填空题 （1）对于外凸凸轮，为了保证有正常的实际轮廓，其滚子半径应理论轮廓的最小曲率半径。 （2）滚子从动件盘形凸轮机构的基圆半径是从到的最短距离。 （3）在凸轮机构中，从动件按等加速等减速运动规律运动时，有冲击。 （4）绘制凸轮轮廓曲线时，常采用法，其原理是假设给整个凸轮机构加上一个与凸轮转动角速度ω的公共角速度，使凸轮相对固定。 （5）直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角为，其基圆半径应按条件确定。解答： （1）小于 （2）凸轮回转中心到凸轮理论轮廓 （3）柔性冲击 （4）反转法相反的 （5）0 按全部廓线外凸的条件设计基圆半径 3 - 3 简答题 （1）凸轮机构中，常用的从动件运动规律有哪几种？各用于什么场合？ 解答： 1）等速运动规律刚性冲击（硬冲）低速轻载 2）等加速、等减速运动规律柔性冲击中低速轻载 3）简谐（余弦）运动规律柔性冲击中低速中载 4）正弦加速度运动规律无冲击中高速轻载 5）3-4-5多项式运动规律无冲击中高速中载 （2）何谓凸轮机构的压力角？压力角的大小与凸轮基圆半径r0有何关系？压力角的大小对凸轮的传动有何影响？ 解答： 在不计摩擦时，凸轮作用在从动件上推力作用线与从动件受力点的绝对速度方向所夹锐角称为压力角，称为凸轮机构的压力角。 基圆半径愈大，机构压力角愈小，但机构愈不紧凑；基圆半径愈小，机构压力角愈大，机
第九章凸轮机构及其设计
第九章凸轮机构及其设计 第一节凸轮机构的应用、特点及分类 1.凸轮机构的应用 在各种机械，特别是自动机械和自动控制装置中，广泛地应用着各种形式的凸轮机构。 例1内燃机的配气机构 当凸轮回转时，其轮廓将迫使推杆作往复摆动，从而使气阀开启或关闭(关闭是借弹簧的作用)，以控制可燃物质在适当的时间进入气缸或排出废气。至于气阀开启和关闭时间的长短及其速度和加速度的变化规律，则取决于凸轮轮廓曲线的形状。 例2自动机床的进刀机构 当具有凹槽的圆柱凸轮回转时，其凹槽的侧面通过嵌于凹槽中的滚子迫使推杆绕其轴作往复摆动，从而控制刀架的进刀和退刀运动。至于进刀和退刀的运动规律如何，则决定于凹槽曲线的形状。 2.凸轮机构及其特点 (1)凸轮机构的组成 凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。凸轮通常作等速转动，但也有作往复摆动或移动的。推杆是被凸轮直接推动的构件。因为在凸轮机构中推杆多是从动件，故又常称其为从动件。凸轮机构就是由凸轮、推杆和机架三个主要构件所组成的高副机构。 (2)凸轮机构的特点
1）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。 2）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。 3.凸轮机构的分类 凸轮机构的类型很多，常就凸轮和推杆的形状及其运动形式的不同来分类。 （1）按凸轮的形状分 1）盘形凸轮（移动凸轮） 2）圆柱凸轮 盘形凸轮是一个具有变化向径的盘形构件绕固定轴线回转。移动 凸轮可看作是转轴在无穷远处的盘形凸轮的一部分，它作往复直线移动。圆柱凸轮是一个在圆柱面上开有曲线凹槽，或是在圆柱端面上作 出曲线轮廓的构件，它可看作是将移动凸轮卷于圆柱体上形成的。盘形凸轮机构和移动凸轮机构为平面凸轮机构，而圆柱凸轮机构是一种 空间凸轮机构。盘形凸轮机构的结构比较简单，应用也最广泛，但其推杆的行程不能太大，否则将使凸轮的尺寸过大。 （2）按推杆的形状分 1）尖顶推杆。这种推杆的构造最简单，但易磨损，所以只适用于作用力不大和速度较低的场合（如用于仪表等机构中）。 2）滚子推杆。滚子推杆由于滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，所以磨损较小，故可用来传递较大的动力，因而应用较广。
典型机构认知实验报告
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（盘形）11－圆柱凸轮 12－轴承座13－齿条14－小齿轮15－齿轮支架16－角位移传感器 图1JTJs-Ⅲ实验台结构组成 2、主要技术参数 1）凸轮原始参数： 盘形凸轮机构 1#凸轮：等速运动规律 凸轮基圆半径ro=40mm；尖顶从动件； 推杆升程h=15mm； 推程转角Ф=150o、远休止角Фs=60o、回程转角Ф，=1620； 凸轮质量m1=0.765㎏。 2#凸轮：等加速等减速运动规律 凸轮基圆半径ro=40mm；尖顶从动件。 推杆升程h=15mm； 推程转角Ф=180o、回程转角Ф，=180o； 凸轮质量m1=0.765㎏。 3#凸轮：3-4-5多项式运动规律 凸轮基圆半径ro=40mm；从动件滚子半径rt=7.5mm； 推杆升程h=15mm； 推程转角Ф=180o、回程转角Ф，=180o；
凸轮质量m1=0.852㎏。 4#凸轮：余弦加速度运动规律 凸轮基圆半径ro=40mm；尖顶从动件； 推杆升程h=15mm； 推程转角Ф=180o、回程转角Ф，=180o；凸轮质量m1=0.768㎏。 5＃凸轮：正弦加速度运动规律 凸轮基圆半径ro=40mm；尖顶从动件； 推杆升程h=15mm； 推程转角Ф=150o、远休止角Фs=30o、 回程转角Ф，=150o、近休止角Ф，s=30o；凸轮质量m1=0.768㎏。 6＃凸轮：改进等速运动规律 凸轮基圆半径ro=40mm；尖顶从动件； 推杆升程h=15mm； 推程转角Ф=150o、远休止角Фs=30o、 回程转角Ф，=150o、近休止角Ф，s=30o；凸轮质量m1=0.768㎏。 7＃凸轮：改进正弦运动规律 凸轮基圆半径ro=40mm；尖顶从动件； 推杆升程h=15mm； 推程转角Ф=150o、
机械原理 凸轮机构及其设计
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
第三章 凸轮机构总结
第3章凸轮结构 §3－1 凸轮机构的应用和类型 凸轮结构的构成:凸轮、从动件（推杆）、机架三个基本构件组成。 凸轮结构的类型： （1）按凸轮形状分：盘形、移动、圆柱凸轮 ( 端面 ) 。 （2）按动件（推杆）形状分：尖顶、滚子、平底从动件。 特点：尖顶－－构造简单、易磨损、用于仪表机构； 滚子――磨损小，应用广； 平底――受力好、润滑好，用于高速传动。 （3) 按推杆运动分：直动(对心、偏置)、摆动。 §3－2 从动件的常用运动规律 凸轮机构设计的基本任务: （1）根据工作要求选定凸轮机构的形式; （2）推杆运动规律; （3）合理确定结构尺寸; （4）设计轮廓曲线。 名词术语： 基圆、基圆半径、推程、推程运动角、远休止角、回程、回程运动角、近休止角、行程。 §3－3 凸轮机构的压力角 定义：作用在推杆上驱动力与力作用点B速度方向间的夹角α 若α大到一定程度时，会有： Ff > F’→机构发生自锁。 压力角与凸轮机构尺寸之间的关系 “+”用于导路和瞬心位于中心两侧； “-”用于导路和瞬心位于中心同侧； 由此公式说明，在其他条件不变的情况下，基圆r min越小，压 力角α越大。基圆半径过小，压力角就会超过许用值。 为了减少推程压力角，应当从动件导路向推程相对速度瞬心的同侧偏置 用导路偏置法虽可使推程压力角减小，但同时却使回程压力角增大，所以偏距e 不宜过大 §3－4 图解法设计凸轮轮廓
一、凸轮廓线设计方法的基本原理：反转原理 二、直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制 1.对心直动尖顶从动件盘形凸轮 。 ①选比例尺μl作基圆r min ②反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。 ③确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置。 ④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。 2.偏置直动尖顶从动件盘形凸轮（有偏距e） 。 ①选比例尺μl作基圆r min (注意直动从动件和偏置直动尖顶从动件的画法区别，后者是切线方向的交点) ②反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。 ③确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置。 ④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。
凸轮机构设计-作业题
第九章凸轮机构设计 本章学习任务：凸轮机构的基本知识、其从动件的运动规律、凸轮曲线轮廓的设计、凸轮机构基本尺寸的设计。 驱动项目的任务安排：完成项目中的凸轮机构的具体设计。 思考题 9-1简单说明凸轮机构的优缺点及分类情况？ 9-2在直动滚子从动件盘形凸轮机构中，如何度量凸轮的转角和从动件的位移？ 9-3试说明等速运动规律，简谐运动规律和五次多项式运动规律的特点。 9-4简单说明从动件运动规律选择与设计的原则。 9-5简单说明凸轮廓线设计的反转法原理。 9-6什么是凸轮的理论廓线和实际廓线，二者有何联系？ 9-7何谓凸轮机构的压力角？压力角对机构的受力和尺寸有何影响？ 9-8如何选择（或设计）凸轮的基圆半径？ 9-9什么是“运动失真”现象？如何选择（或设计）凸轮的滚子半径，才能避免机构的“运动失真”？ 习题 9-1何谓凸轮机构传动中的刚性冲击和柔性冲击？试补全题图9-1 所示各段的，s -，v -，a - 曲线，并指出哪些地方有刚性冲击，哪些地方有柔性冲击？ s O v O a 题图9-1 2| D| ? 2| D| ? 2| D| ? 9-2何谓凸轮工作廓线的变尖现象和推杆运动的失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以避免？ 9-3力封闭与几何形状封闭凸轮机构的许用应力角的确定是否一样？为什么？ 9-4有一滚子推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推杆滚子的直径偏小，欲用较大的滚子，问是否可行？ 为什么？ 9-5有一对心直动推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推程压力稍偏大，拟采用推杆偏置的方法来改善，问是否可行？为什么？
45?? | ? | ? 3 2 | ? O 1 9-6 用作图法求出题图 9-6 所示两凸轮机构从图示位置转过 45 时的压力角。 （a ） （b ） 题图 9-6 题图 9-7 9 -7 如题图 9-7 所示盘形凸轮机构是有利偏置，还是不利偏置。如将该凸轮廓线作为直动滚子推杆的理论 廓线，其滚子半径 r r = 8 mm 。试问该凸轮廓线会产生什么问题？为什么？为了保证推杆实现同样的运动规律，应采取什么措施（图中l = 0.001 m ／mm ）？ 9 -8 在题图 9-8 所示的运动规律线图中各段运动规律未表示完全，请根据给定部分补足其余部分（位移 线图要求准确画出，速度和加速度线图可用示意图表示）。 s 1 2 v 3 4 2 s v 1 2 3 4 2 a a 题图 9-8 题图 9-9 9 - 如题图 9-9 中给出了某直动推杆盘形凸轮机构的推杆的速度线图。要求：（1）定性地画出其加速 度和位移线图；（2）说明此种运动规律的名称及特点（v 、a 的大小及冲击的性质）；（3）说明此种运动规律的适用场合。 9 -10 在题图 9-10 所示凸轮机构中，已知偏心圆盘为凸轮实际轮廓，如图所示。试求： 1） 基圆半径 R ； 2） 凸轮机构的压力角 ； 3） 凸轮由图示位置转 90°后，推杆移动距离 s 。 2 1 3 4 2 /3 2/3 4/3 5/3 2
!凸轮机构设计及应用-知识扩展
凸轮机构的发展应用 凸轮机构的应用 自动机床进刀机构的应用（结构原理、实际机械） 圆珠笔生产线、绕线机排线等速运动凸轮机构、圆柱凸轮送料机构 圆柱凸轮间歇分度机构、蜗杆凸轮间歇分度机构 转动-转动凸轮间歇机构（应用：PU-心軸型凸轮分度器） 凸轮间歇分度器、圆柱凸轮电风扇摇头机构、 实现点的轨迹（双凸轮组合机构） 凸轮连杆组合：凸轮-连杆机构1、凸轮-连杆机构2、凸轮-连杆机构3 工业应用（需剪部分视频拆分）、相位可调凸轮机构 平底从动件顶杆式力封闭型配气凸轮机构、V型双缸发动机配气机构 BMW S1000 RR 配气凸轮机构 发动机配气机构的应用 1. 摩托车发动机配气机构 1）CB系列顶置式配气机构 顶置式配气机构如图6所示，O1为曲轴回转中心，O2为凸轮回转中心，两者由链传动连接，其传动比为i12=0.5。 （a）配气凸轮机构 (b) 摇臂 CB系列顶置式配气机构 CB系列顶置式配气机构设计分析 设计最终归结为气门位移的配气定时，如图7所示。
气门位移的配气定时 排气提前角1α=55.284°，进气提前角2α=29.674°，排气迟闭角 3α=45.716°，进气迟闭角4α=46.326°，而气门重叠角2α+3α=75.39°。调整正 时角β和桃尖角γ，可改配气定时，后面谈到的可变气门正时技术，即是按此方式进行。 对用于摩托车的高速发动机，为追求高转速时的大功率，应具有较大的气门重叠角。观察下述仿真分析软件知： CG 配气定时仿真分析 2） CG 系列下置式配气机构 下置式配气机构如图8所示，O q 为曲轴回转中心，O ’为凸轮回转中心，两者由一对齿轮传动连接，其传动比为i =0.5。凸轮驱动下摇臂，推动顶杆，由上摇臂实现对气门的打开与关闭。 图8 CG 系列下置式配气机构 下置式配气机构对配气定时的要求与顶置式配气机构相同。 CG 系列顶置式配气机构设计分析 CG 配气定时仿真分析
机械原理总结报告-偏心圆盘凸轮机构
《机械原理》讨论课总结报告 一、目的：通过课堂讨论，使学生掌握和扩展课堂所学知识，学会概念、方 法的灵活运用，深刻理解各种题目中蕴含的基本概念，培养学生的思维方式和方法，提高对课程的学习兴趣。 二、方法：1教师提前将讨论题目公布，让学生自由组合分组做准备，每组在 上讨论课前将各题目的求解过程准备充分。在讨论课上，由教师引导,学生就自己的阅读和思考各抒己见，让他们的创造力和智慧相互激励。在这种环境下，学生的作用是双重的，既学习新知识，又传授新知识，每位学生都有对讨论课做贡献的责任，增加了与教师深入讨论的机会。培养学生对问题的研讨习惯，学会了如何讨论一些科学问题。 2将学生分成若干小组针对课程内容进行讨论和争论。 三、题目：图示偏心圆盘凸轮机构运动简图，要求在图上画出： 1)凸轮的理论廓线β； 2)凸轮基圆并标出半径r0； 3)图示位置压力角α； 4)从动件AB从最低位置到图示位置所摆过的角度ψ. 四、过程：上图所示偏心圆盘凸轮机构运动简图： 1)凸轮的理论廓线β2)凸轮基圆并标出半径r0：以OB为半径O为圆心作圆是 理论轮廓线（将滚子中心B假想为尖端摆动从动件的尖端，按照尖端摆动从动件凸轮轮廓曲线的设计方法做出曲线，这条曲线是反转过程中滚子中心的运动轨迹，我们称之为凸轮的理论轮廓线），以C为圆心作圆切于理论轮廓线O为基圆(凸轮理论轮廓线的最小向径rb为半径所作的圆称为基圆，rb称为
基圆半径)。 3)图示位置压力角α(凸轮对从动件作用力的方向线与从动件上力作用点的 速度方向所夹的锐角)：作圆B与圆O的切法线，再作AB的垂线，两线的锐 夹角为压力角a 4)从动件AB从最低位置到图示位置所摆过的角度ψ：做出最低位置图与图示位置图，最低点的位置即B点到C点的最近点，又因为r0+AB>CB所以以A为圆心，AB为半径做圆与基圆C的交点，则图示为摆过的角度
凸轮机构的运动学仿真实验_02
机构与零部件设计（Ⅰ）实验报告姓名 凸轮机构运动学仿真班号 成绩 凸轮机构的运动学仿真 一、实验目的： 1.理解凸轮轮廓线与从动件运动之间的相互关系，巩固凸轮机构设计及运动分析的理论知识。 2.用虚拟样机技术模拟仿真凸轮机构的设计。 二、实验内容： 1．凸轮轮廓线的构建； 2．凸轮机构的三维建模； 3．凸轮机构的运动学仿真。 具体要求：设计对心直动滚子从动件凸轮机构 已知从动件的运动规律为：当凸轮转过Φ=600时，从动件以等加速等减速运动规律上升h=10mm；凸轮再转过Φ'=1200，从动件停止不动；当凸轮再转过Φ=600时，从动件以等加速等减速运动规律下降h=10mm；其余Φs'=1200，从动件静止不动。 已知基圆r b=50mm，滚子半径r=10mm，凸轮厚度10mm。凸轮以等角速度顺时针转动，试设计凸轮机构，并输出从动件运动规律。 实验步骤：
三、实验报告： 将所建立的凸轮廓线、凸轮机构的三维模型、凸轮机构的从运件运动规律附在实验报告中。 机构与零部件设计（Ⅰ）实验报告 凸轮机构运动学仿真
对设计结果进行分析 思考题： 1．在构建凸轮轮廓线的曲线应注意哪些事项？在建立凸轮机构的三维建模时又应注意哪些事项？ 建凸轮轮廓曲线时首先该凸轮轮廓曲线分为四段推程阶段（等加速、等减速）、远休止阶段、回程阶段、近休止阶段。建立表达式时较复杂，例如要将上诉规律分为六小段，即b1=30,b2=60,b3=180,b4=210,b5=240,b6=360且a1=0,a2=b1,a3=b2,a4=b3,a5=b4,a6=b5(单位皆为度)。 另知 在最后插入曲线时要将输入的x1、y1等相互对应，且将Z 值变为0. 还要根据设计任务的要求选择凸轮的类型和从动件运动规律 确定凸轮的基圆半径，确定凸轮的轮廓 在建立三维模型，表达式的建立时，要注意参数化曲线的建立以及连杆，运动副的定义，特别注意高副的定义。 2．凸轮轮廓线与从动件运动规律之间有什么内在联系？ 答：凸轮轮廓曲线由从动件的运动规律来决定，要根据从动件的运动规律来设计凸轮轮廓的曲线。 ? ?cos )(sin )(s r y s r x b B b B +=+=
第3章凸轮机构答案
课程名：机械设计基础（第三章）题型作图题 考核点：凸轮机构的运动规律、反转原理确定凸轮的压力角、轮廓、推程角等 1.图中给出了某直动从动件盘形凸轮机构的推杆的推程速度线图。要求定性的画 2.. 图中给出了某直动从动件盘形凸轮机构的推杆的推程速度线图。要求定性的画出其加速度和位移线图。（5分） 解：作图如下：
? ? ? *3 图中给出了某直动从动件盘形凸轮机构的推杆的推程位移线图。要求：（1）定性的画出其加速度和速度线图。 （2）说明此种运动规律的名称及特点、适用场合。（10分）
解：1）作图如下： ? ? ? 2）该从动件速度为常量，故为等速运动规律。由于该运动规律有刚性冲击，所以只适用于低速、轻载的场合。 *4. 图中给出了某直动从动件盘形凸轮机构的推杆的推程速度线图。要求 (1)定性的画出其加速度和位移线图。 (2)说明此种运动规律的名称及特点、适用场合。（10分） .解：1）作图如下：
? ? ? 2）此为等加速等减速运动规律，该运动规律有柔性冲击，适用于中速轻载场合。 **5图示对心直动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，O1为凸轮的回转中心。直线AC与BD垂直，且O1O＝O1A＝30mm, 试计算： （1）该凸轮机构中B、D两点的压力角； （2）该凸轮机构推杆的行程h。 （3）凸轮机构的基圆半径r。(15分)
解：1）?====565.26)60 30 ()1( arctg OB O O arctg D B αα 2）行程：h=2O1O=2×30=60 mm 3) 基圆半径r=AO1=30 mm **6.图示凸轮机构的回转中心为O 点，C 点为离O 点最远点，AD 为圆心在O 点的圆弧，凸轮顺时针转动。试在：（1）图上画出凸轮的基圆，（2）图上标出推程角 δt 、回程角δh 。（3）在图上标出机构在B 点的压力角。（15分） 解：作图如下： .
凸轮机构的设计及应用精选文档
凸轮机构的设计及应用 精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
凸轮机构的应用 学院：机械学院 专业：机械电子工程 班级：机电02班 学号： 姓名：王爽 2015年6月1日
凸轮机构的应用 作者：王爽学号： 摘要 凸轮机构是一种典型的高副机构，它具有机构简单、紧凑、工作可靠的特点。凸轮机构可以通过合理设计凸轮的轮廓曲线，精确地完成各种功能，如实现预期的位置及动作时间要求，实现预期的运动规律要求，实现运动和动力特性要求等。现在，随着中国世界工厂地位的确立，越来越多的装备被引进来，也带进来了越来越多的凸轮机构，如包装机械、印刷机械、自动机械等应用大量的凸轮机构，各大公司的机械研发部门开发了很多优良的凸轮运动曲线。可以这么说，由于凸轮机构具有独特的机械特性而不断扩散到各个行业中。在机械高度发展的今天，很多机械构件越来越模块化，您可以随手拿来就用，但凸轮机构还不能这么做，您得计算、分析再设计，这个弯是绕不过去的。它广泛地应用于各种机械，特别是自动机械、自动控制装置和装配生产线中，如自动、、和纺织机中得到广泛应用。 关键词：凸轮轮廓曲线应用包装印刷自动内燃机纺织机 构成：凸轮机构由凸轮、从动件、机架三个基本构建组成 功能：实现预期的位置及动作时间要求 实现预期的运动规律要求
实现运动与动 力特性要求 应用分类： 1.按凸轮的形状 盘形凸轮：凸轮是绕固定轴转动并具有变化向径的盘形构件。 移动凸轮：盘形凸轮的轴心趋于无穷远时就演化成了移动凸轮。 圆柱凸轮：凸轮的轮廓曲线在圆柱体上，凸轮与从动件的相对运动是空间运动。 2.按从动件运动副元素的形状 尖顶从动件：从动件的尖顶能与任意形状的凸轮轮廓保持接触，但尖顶易磨损，只适用于低速轻载的凸轮机构中 曲面从动件：从动件端部做成曲面形状。
机械原理课程设计报告参考答辩题
机械原理课程设计答辩参考选题 1.机构选型？ 2.何谓何谓机构尺度综合？ 3.平面连杆机构的主要性能和特点是什么？ 4.何谓机构运动循环图？ 5.机构运动循环图有哪几种类型？ 6.在机构组合中什么是串联式组合？ 7.在机构组合中什么是并联式组合？ 8.在机构组合中什么是反馈式组合？ 9.平面机构的构件常见的运动形式有哪几种？ 10.举例说明有哪些机构可以实现将转动变成直线移动。 11.举例说明有哪些机构可以实现将转动变成摆动。 12.举例说明有哪些机构能满足机构的急回运动特性？ 13.对于外凸凸轮,为了保证有正常的实际轮廓,其滚子半径选取有什么要求？ 14.要求一对外啮合直齿圆柱齿轮传动的中心距略小 于标准中心距,并保持无侧隙啮合,此时应采用什么传动？ 15.在凸轮机构中,从动件按等加速、等减速运动规律运动时,有何冲击？
16.蜗杆的标准参数在何处,蜗轮的标准参数在何处？ 17.平面四杆机构共有几个瞬心,其中有几个绝对瞬心、几个相对瞬心？ 18.在平面机构中,每个高副引入几个约束、每个低副引入几个约束？； 19.当两构件组成转动副时,其瞬心位于何处？当构件组成移动副时,其瞬心位于何处？ 20.机械效率可以表达为什么值的比值？ 21.标准渐开线斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件 是什么？ 22.标准渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数是哪几个？ 23.从机械效率的观点看,机械的自锁条件是什么？ 24.试叙机构与运动链的区别？ 25.试计算所设计机构的自由度。 26.试说明所设计机构的工作原理。 27.四杆机构同样可以将旋转运动的输入变为直线运 动的输出，为什么有的摇摆式输送机要采用6杆机构？ 28.机械原理课程设计的任务一般可分为几个部分？ 29.机械原理课程设计的方法原则上可分为几类？ 30.机械运动方案设计主要包括哪些容？ 31.执行机构按运动方式及功能可分为几类？
第九章 凸轮机构及其设计要点
第九章凸轮机构及其设计 1 什么是凸轮的理论轮廓曲线、实际轮廓曲线？两者之间有什么关系？ 2 在凸轮机构设计中有哪几种常用的从动件运动规律？这些运动规律各有什么特点以及适用场合？在选择从动件运动规律时应考虑哪些主要因素？ 3 发生刚性冲击的凸轮机构，其运动线图上有什么特征？如发生柔性冲击时又有什么特征？ 4 用反转法设计盘形凸轮的廓线时，应注意哪些问题？移动从动件盘形凸轮机构和摆动从动件盘形凸轮机构的设计方法各有什么特点？ 4 何谓凸轮机构的“失真”现象？失真现象在什么情况下发生？如何避免失真现象的发生？ 6 一凸轮机构滚子从动件已损坏，要调换一个新的滚子从动件，但没有与原尺寸相同的滚子。试问用该不同尺寸的滚子行吗？为什么？ 7 何谓凸轮机构的压力角？其在凸轮机构的设计中有何重要意义？一般是怎样处理的？ 8 设计直动推杆盘形凸轮机构时，在推杆运动规律不变的条件下，要减小推程压力角，可采用哪两种措施？ 9 图中两图均为工作廓线为圆的偏心凸轮机构，试分别指出它们的理论廓线是圆还是非圆，运动规律是否相同。 10 凸轮机构从动件按余弦加速度规律运动时，在运动开始和终止的位置，有突变，会产生冲击。 11根据从动件凸轮廓线保持接触方法的不同，凸轮机构可分为力封闭和几何形状封闭两大类型。写出两种几何形状封闭的凸轮机构和。12为了使凸轮廓面与从动件底面始终保持接触，可以利用，，或依靠凸轮上的来实现。 13 凸轮机构的主要优点为，主要缺点为。14为减小凸轮机构的推程压力角，可将从动杆由对心改为偏置，正确的偏置方向是将从动杆偏在凸轮转动中心的侧。 15凸轮机构的从动件按等加速等减速运动规律运动，在运动过程中，将发生突变，从而引起冲击。 16 当凸轮机构的最大压力角超过许用压力角时，可采取以下措施来减小压力角。 17凸轮基圆半径是从到的最短距离。18平底垂直于导路的直动杆盘形凸轮机构，其压力角等于。
凸轮机构设计及运动分析
凸轮机构设计及运动分析 问题描述： 如图1所示为以对心直动尖顶盘形凸轮机构。从动杆位移s随时间变化曲线如图2所示。要求设计凸轮机构并分析从动件速度v，加速度a随时间变化的规律，及应力、应变随时间变化的规律。 任务与要求 1.设计满图2运动规律的凸轮机构；（要有设计计算步骤） 2.对所设计的机构运用ansys软件分析从动件速度、加速度随时间变化的规律； 3.查阅资料、了解所给机构的在生产、生活中的应用，说明其工作原理，并附相应的图片或视频。 凸轮机构设计及运动分析指导书
一、设计的目的 通过设计，训练学生机构设计的能力，掌握运用ANSYS Workbench进行瞬态动力学分析的方法、步骤和过程，提高学生解决实际问题的能力。 二、设计报告的主要要求 设计报告包括设计报告书Word文档和Powerpoint演示文稿两部分。 1.设计报告书内容包括目录、任务书、正文、参考文献、组员工作内容表。 (1)文档格式严格遵守设计书文档规范要求。 (2)目录必须层次清楚，并标有页码数。 (3)正文按章节编写，按照任务书要求合理安排内容，并附有参考文献。 2.Powerpoint演示文稿要求内容简洁，重点突出。 三、人员要求：1人 四、时间安排 1.布置任务、准备、查阅资料：2天； 2.机构设计及动画：6天； 3.Ansys分析：6天； 4.编写报告书、Powerpint演示文稿、验收：2天。 5.答辩。 五、成绩形成： 设计报告书：50分；答辩：50分 组内成员按实际完成工作量评定每位学生最终成绩；不参加答辩的学生没有答辩成绩。 六、参考资料：机械原理的平面机构，ansys机械工程应用精华59例
哈工大机械原理大作业二凸轮机构设计(29)
设计说明书 1 设计题目 如图所示直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见下表，据此设计该凸轮机构。 2、推杆升程、回程运动方程及位移、速度、加速度线图 2.1凸轮运动理论分析 推程运动方程： 01cos 2h s π?????=-?? ?Φ???? 1 00sin 2h v πωπ??? = ?ΦΦ?? 22 12 00cos 2h a πωπ???= ?ΦΦ?? 回程运动方程： ()0' 1s s h ?-Φ+Φ?? =- ??Φ ? ? 1'0 h v ω=- Φ 0a = 2.2求位移、速度、加速度线图MATLAB 程序 pi= 3.1415926; c=pi/180; h=140; f0=120; fs=45; f01=90; fs1=105; %升程 f=0:1:360; for n=0:f0
s(n+1)=h/2*(1-cos(pi/f0*f(n+1))); v(n+1)=pi*h/(2*f0*c)*sin(pi/f0*f(n+1)); a(n+1)=pi^2*h/(2*f0^2*c^2)*cos(pi/f0*f(n+1)); end %远休程 for n=f0:f0+fs s(n+1)=140; v(n+1)=0; a(n+1)=0; end %回程 for n=f0+fs:f0+fs+f01 s(n+1)=h*(1-(f(n+1)-(f0+fs))/f01); v(n+1)=-h/(f01*c); a(n+1)=0; end %近休程 for n=f0+fs+f01:360; s(n+1)=0; v(n+1)=0; a(n+1)=0; end figure(1);plot(f,s,'k');xlabel('\phi/\circ');ylabel('s/mm');grid on;title('推杆位移线图') figure(2);plot(f,v,'k');xlabel('\phi/\circ');ylabel('v/(mm/s)');grid on;title('推杆速度线图') figure(3);plot(f,a,'k');xlabel('\phi/\circ');ylabel('a/(mm/s2');grid on;title('推杆加速度线图') 2.3位移、速度、加速度线图
机械设计第三章习题
1.凸轮机构是一种低副机构。（） 2.凸轮机构中，凸轮的基圆半径越大，说明从动件的位移越大。（） 3.在运动规律一定时，凸轮的基圆半径越大，从动件就越不容易发 生自锁。（） 4.凸轮机构采用等加速等减速运动规律时，由于在起始点加速度出 现有限值的突变，因而产生惯性力的突变，结果引起刚性冲击。（）5.当凸轮从动件采用等速运动规律时，机构自始至终工作平稳，不 会产生刚性冲击。（） 6.凸轮的基圆半径就是凸轮理论廓线上的最小曲率半径。（） 7.滚子从动件盘型凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓的等距曲线，因 此实际轮廓上各点的向径就等于理论轮廓上各点的向径减去滚子半径。（） 8.一般来说，在凸轮机构中，尖顶从动件可适应任何运动规律而不 致发生运动失真。（） 9.平底移动从动件盘型凸轮机构的压力角恒等于一个常量。（） 10.为避免从动件运动失真，平底从动件凸轮轮廓不能内凹。（） 11.凸轮机构偏距圆半径大小等于凸轮的回转中心到（）垂直距离。 12.凸轮的理论廓线与实际廓线两者之间为（）曲线，他们之间的径 向距离为（）的半径。 13.理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心移动滚子从动件盘型凸 轮机构，其从动件的运动规律（）同。
14.凸轮机构的压力角若超过许用值，可采取增大（）的半径和（或） 改变从动件的（）的措施减小推程压力角。 15.与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是（）。 A 惯性力难以平衡 B点、线接触，易磨损 C 设计较为复杂 D 不能实现间歇运动 16.与其他机构相比，凸轮机构最大的优点是（）。 A 可实现各种预期的运动规律B便于润滑 C制造方便，易获得较高精度D从动件行程可较大 17.凸轮机构中，若从动件按等速运动规律运动，则最大加速度理论 上为（）。 A 无穷大 B 0 C有限值 D不定值 18.在凸轮机构中，下述（）运动规律既不产生柔性冲击，也不产生 刚性冲击，可用于高速场合。 A 等速 B 等加速等减速 C 摆线 D简谐 19.为避免运动失真，并减小接触应力和磨损，滚子半径r r和理论廓 线上的最小曲率半径min应满足（）。 A r r
凸轮机构及其设计习题解答
如图(a)所示的凸轮机构推杆的速度曲线由五段直线组成。要求：在题图上画出推杆的位移曲线、加速度曲线；判断哪几个位置有冲击存在，是刚性冲击还是柔性冲击；在图示的F位置，凸轮与推杆之间有无惯性力作用，有无冲击存在 图 【分析】要正确地根据位移曲线、速度曲线和加速度曲线中的一个画出其余的两个，必须对常见四推杆的运动规律熟悉。至于判断有无冲击以及冲击的类型，关键要看速度和加速度有无突变。若速度突变处加速度无穷大，则有刚性冲击；若加速度的突变为有限值，则为柔性冲击。 解：由图(a)可知，在OA段内(0≤δ≤π/2)，因推杆的速度v=0，故此段为推杆的近休段，推杆的位移及加速度均为零。在AB段内(π/2≤δ≤3π/2)，因v>0，故为推杆的推程段。且在AB段内，因速度线图为上升的斜直线，故推杆先等加速上升，位移曲线为抛物线运动曲线，而加速度曲线为正的水平直线段；在BC段内，因速度曲线为水平直线段，故推杆继续等速上升，位移曲线为上升的斜直线，而加速度曲线为与δ轴重合的线段；在CD段内，因速度线为下降的斜直线，故推杆继续等减速上升，位移曲线为抛物线，而加速度曲线为负的水平线段。在DE段内(3π/2≤δ≤2π)，因v<0，故为推杆的回程段，因速度曲线为水平线段，故推杆做等速下降运动。其位移曲线为下降的斜直线，而加速度曲线为与δ轴重合的线段，且在D和E处其加速度分别为负无穷大和正无穷大。综上所述作出推杆的速度v及加速度a线图如图(b)及(c)所示。 由推杆速度曲线和加速度曲线知，在D及E处，有速度突变，且相应的加速度分别为负无穷大和正无穷大。故凸轮机构在D和E处有刚性冲击。而在A，B，C及D处加速度存在有限突变，故在这几处凸轮机构有柔性冲击。 在F处有正的加速度值，故有惯性力，但既无速度突变，也无加速度突变，因此，F处无冲击存在。 【评注】本例是针对推杆常用的四种运动规律的典型题。解题的关键是对常用运动规律的位移、速度以及加速度线图熟练，特别是要会作常用运动规律的位移、速度以及加速度线图。 对于图(a)所示的凸轮机构，要求： （1）写出该凸轮机构的名称； （2）在图上标出凸轮的合理转向。 （3）画出凸轮的基圆； （4）画出从升程开始到图示位置时推杆的位移s，相对应的凸轮转角?，B点的压力角α。 （5）画出推杆的行程H。
11凸轮机构运动参数的测定
课题十一凸轮机构运动参数的测定凸轮机构主要是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。其中凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。从动件与凸轮轮廓接触，传递动力和实现预定的运动规律故从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线。由于组成凸轮机构的构件数较少，结构比较简单，只要合理地设计凸轮的轮廓曲线就可以使从动件获得各种预期的运动规律。 凸轮机构能将主动件的连续运动转变为从动件的移动或转动，因而广泛用于各种机械中，特别是自动机械、自动线中的机械控制装置中。 1．凸轮机构运动参数的测定实验台及其工作原理 进行凸轮机构运动参数的测定实验台有多种形式，现以如图11—1所示的连杆机构与凸轮组合实验台，完成凸轮机构运动参数的测定。 图11—1 连杆机构与凸轮组合实验台 a）b）
图11—2 凸轮机构实验台的运动简图 1--同步脉冲发生器 2—减速器 3--电机 4—传感器 5--光栅盘 6--凸轮 7--平底直动从动件 8--回复弹簧 9--滑块 10--滚子直动从动件 如图11—2a）、b）所示，凸轮机构的实验台是电机、减速器、凸轮、直动从动件、滑块、传感器、同步脉冲发生器、光栅盘和回复弹簧等组成。 通过调速器调节电机的转速输出后，经蜗杆减速器带动凸轮转动，驱动从动件运动，其位移量通过直线位移传感器由模/数转换模块在嵌入式计算机系统的控制下，将位移量转换成数字信号，计算出其往复移动的周期、线速度、线加速度等机构运动参数。也可更换不同廓线的盘形凸轮，从而调节从动件的偏心距。 2．凸轮机构运动参数的测定实验注意事项 (1) 调节电机的转速时应缓慢转动调速旋钮，在关闭实验台电源前，应将电动机的转速调到最小。 (2) 用手转动凸轮盘1～2 周，检查各运动构件的运行状况，各螺母紧固件应无松动，各运动构件应无卡滞现象。 (3) 测试时，凸轮的转速不应过高，以免产生大的冲击，造成零件损坏。 (4) 调节从动件偏心距时，偏心距不宜过大，否则有可能使凸轮机构卡死，造成零件损坏。 2．凸轮机构运动参数的测定的操作过程 (1) 按要求组装凸轮机构，分析凸轮机构的组成。 (2) 轻轻转动凸轮，分析凸轮机构的运动特性，找出基圆、推程、远休止程、回程、近休止程，并量出对应的推程角、远休止角、回程角、近休止角。 (3) 以从动件在最低位置开始，轻轻转动凸轮，每转5°，量出从