第三章凸轮习题

习题与参考答案

一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）

1 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

2 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，易获得较高的精度D．从动件的行程可较大

3 盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。

A．摆动尖顶推杆B．直动滚子推杆

C．摆动平底推杆D．摆动滚子推杆

4 对于直动推杆盘形凸轮机构来讲，在其他条件相同的情况下，偏置直动推杆与对心直动推杆

相比，两者在推程段最大压力角的关系为关系。

A．偏置比对心大B．对心比偏置大

C．一样大D．不一定

5 下述几种运动规律中，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。

A．等速运动规律B．摆线运动规律（正弦加速度运动规律）

C．等加速等减速运动规律D．简谐运动规律（余弦加速度运动规律）

6 对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构的推程压力角超过许用值时，可采用措施来解决。

A．增大基圆半径B．改用滚子推杆

C．改变凸轮转向D．改为偏置直动尖顶推杆

7．（）从动杆的行程不能太大。

A. 盘形凸轮机构

B. 移动凸轮机构

C. 圆柱凸轮机构

8．（）对于较复杂的凸轮轮廓曲线，也能准确地获得所需要的运动规律。

A尖顶式从动杆 B.滚子式从动杆 C. 平底式从动杆

9．（）可使从动杆得到较大的行程。

A. 盘形凸轮机构 B 移动凸轮机构 C. 圆柱凸轮机构

10．（）的摩擦阻力较小，传力能力大。

A尖顶式从动杆 B. 滚子式从动杆 C 平底式从动杆

11.（）的磨损较小，适用于没有内凹槽凸轮轮廓曲线的高速凸轮机构。

A. 尖顶式从动杆

B.滚子式从动杆

C. 平底式从动杆

12．计算凸轮机构从动杆行程的基础是（）。

A基圆 B. 转角 C 轮廓曲线

13．凸轮轮廓曲线上各点的压力角是（）。

A. 不变的

B. 变化的

14．凸轮压力角的大小与基圆半径的关系是（）。

A基圆半径越小，压力角偏小 B. 基圆半径越大，压力角偏小

15．压力角增大时，对（）。

A. 凸轮机构的工作不利

B. 凸轮机构的工作有利

C. 凸轮机构的工作无影响

16．使用（）的凸轮机构，凸轮的理论轮廓曲线与实际轮廓曲线是不相等的。

A尖顶式从动杆 B. 滚子式从动杆 C 平底式从动杆

17. 压力角是指凸轮轮廓曲线上某点的（）。

A. 切线与从动杆速度方向之间的夹角

B. 速度方向与从动杆速度方向之间的夹角

C. 法线方向与从动杆速度方向之间的夹角

18．为了保证从动杆的工作顺利，凸轮轮廓曲线推程段的压力角应取（）为好。

A. 大些

B. 小些

19．为保证滚子从动杆凸轮机构从动杆的运动规律不“失真”，滚子半径应（）。

A. 小于凸轮理论轮廓曲线外凸部份的最小曲率半径

B. 小于凸轮实际轮廓曲线外凸部份的最小曲率半径

C. 大于凸轮理论轮廓曲线外凸部份的最小曲率半径

20．从动杆的运动速度规律，与从动杆的运动规律是（）。

A. 同一个概念

B. 两个不同的概念

21．若使凸轮轮廓曲线在任何位置都不变尖，也不变成叉形，则滚子半径必须（）理论轮廓外凸部分的最小曲率半径。

A. 大于

B. 小于

C. 等于

22．凸轮轮廓曲线没有凹槽，要求机构传力很大，效率要高，从动杆应选（）。

A. 尖顶式

B. 滚子式

C. 平底式

二、填空题

1 在凸轮机构几种常用的推杆运动规律中，只宜用于低速；和不宜用于高速；而和都可在高速下应用。

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 在凸轮机构推杆的四种常用运动规律中，有刚性冲击；、

运动规律有柔性冲击；运动规律无冲击。

5 凸轮机构推杆运动规律的选择原则为：①，②，③。

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．凸轮机构能使从动件按照，实现各种复杂的运动。

10．凸轮机构是副机构。

11．凸轮是一个能从动件运动规律，而具有或凹槽的构件。

12．凸轮机构主要由，和三个基本构件所组成。

13．当凸轮转动时，借助于本身的曲线轮廓，从动件作相应的运动。

14．凸轮的轮廓曲线可以按任意选择，因此可使从动件得到的各种运动规律。

15．盘形凸轮是一个具有半径的盘形构件，当它绕固定轴转动时，推动从动杆在凸轮轴的平面内运动。

16．盘形凸轮从动杆的不能太大，否则将使凸轮的尺寸变化过大。

17．圆柱凸轮是个在圆柱开有曲线凹槽或是在圆柱上作出曲线轮廓的构件。

18．凸轮机构从动杆的形式有从动杆，从动杆和从动杆。

19．尖顶式从动杆与凸轮曲线成尖顶接触，因此对较复杂的轮廓也能得到运动规律。

20．凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮决定的。

21．以凸轮的半径所做的圆，称为基圆。

22．在凸轮机构中，从动杆的称为行程。

23．凸轮轮廓线上某点的方向与从动杆方向之间的夹角，叫压力角。

24．如果把从动杆的量与凸轮的之间的关系用曲线表示，则此曲线就称为从动杆的位移曲线。

25．当凸轮作等速转动时，从动杆上升或下降的速度为一，这种运动规律称为运动规律。

26．将从动杆运动的整个行程分为两段，前半段作运动，后半段作运动，这种运动规律就称为运动规律。

27．凸轮机构从动杆位移曲线的横坐标轴表示凸轮的，纵坐标轴表示从动杆的量。

28．画凸轮轮廓曲线时，首先是沿凸轮转动的方向，从某点开始，按照位移曲线上划分的在基圆上作等分角线。

29．凸轮机构的从动件都是按照运动规律而运动的。

30．凸轮的轮廓曲线都是按完成一定的而进行选择的。

31．当盘形凸轮只有转动，而没有变化时，从动杆的运动是停歇。

32．凸轮机构可用在作间歇运动的场合，从动件的运动时间与停歇时间的，以及停歇都可以任意拟定。

33．凸轮机构可以起动，而且准确可靠。

34．圆柱凸轮可使从动杆得到的行程。

35．尖顶式从动杆多用于传力、速度较以及传动灵敏的场合。

36．滚子从动杆与凸轮接触时摩擦阻力，但从动杆的结构复杂，多用于传力要求的场合。

37．平底式从动杆与凸轮的接触面较大，易于形成油膜，所以较好，较小，常用于没有曲线的凸轮上作高速传动。

38．滚子式从动杆的滚子选用得过大，将会使运动规律“失真”。

39．等加速等减速运动凸轮机构，能避免传动中突然的，消除强烈的提高机构的工作平稳性，因此多用于凸轮转速和从动杆质量的场合。

40．凸轮在工作中作用到从动杆上的力，可以分解成：与从动杆运动速度方向的分力，它是推动从动杆运动的分力；与从动杆运动速度方向的分力，它会使从动杆与支架间的正压力增大，是分力。

41．凸轮的基圆半径越小时，则凸轮的压力角，有效推力就，有害分力。

42．凸轮的基圆半径不能过小，否则将使凸轮轮廓曲线的曲率半径，易使从动杆的“失真”。

43．凸轮基圆半径只能在保证轮廓的最大压力角不越过时，才能考虑。

44．凸轮轮廓曲线上的向径公差和表面粗糙度，是根据凸轮的而决定的。

45．凸轮机构主要由、和三部分组成。

46．等速运动规律会引起冲击，因而这种运动规律只适用于速载的凸轮机构。

47．由于尖顶从动件能力低，不，因而在实际中常采用从动件和从动件。

48．以凸轮轮廓最小向径为半径所作的圆称为圆。

μ/mm，则图纸上量出的20mm相当于凸轮转角的值49．若已知位移的比例尺为?

=3

φ

为.

50. 若已知位移的比例尺为 2 mm /mm，则图纸上量出的20mm相当于从动杆位移的值为.

51．凸轮是一个能从动杆运动规律具有轮廓的构件；通常是作并转动。

52. 基圆是以凸轮半径所作的圆，基圆半径越小则压力角，有效推力从而使工作条件变坏。

53．从动杆的形式一般有，和等。

54．从动杆常用运动速度规律，有规律和运动规律。

三、问答题

1．什么样的机构是凸轮机构？ 2．凸轮机构的功用是什么？ 3．什么样的构件叫做凸轮？

4．凸轮的种类有哪些？都适合什么工作场合？ 5．凸轮机构的从动件有几种？各适合什么工作条件？ 6．凸轮轮廊曲线是根据什么确定的？

7．从动杆的运动速度规律有几种？各有什么特点？ 8．凸轮的压力角对凸轮机构的工作有什么影响？ 9．什么叫基圆？基圆与压力角有什么关系？

10．从动杆的等速位移曲线是什么形状？等速运动规律有什么缺点？ 11．凸轮机构的从动杆为什么能得预定的要求？

12．在什么情况下凸轮机构从动杆才能得到运动的停歇？ 13．基圆在凸轮结构中有何意义？

14．滚子式从动杆的滚子半径的大小，对凸轮工作有什么影响？ 15．某一凸轮机构的滚子损坏后，是否可任取一滚子来替代？为什么？ 16．凸轮压力角太大有什么不好？ 17．凸轮压力角越小越好吗？为什么？

18. 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，需减小推程的最大压力角，可采用哪两种措施？

19. 何谓凸轮机构的压力角？它在哪一个轮廓上度量？压力角变化对凸轮机构的工作有何影响？与凸轮尺寸有何关系？

20. 题17图中两图均为工作廓线为偏心圆的凸轮机构，试分别指出它们理论廓线是圆还是非圆，运动规律是否相同？ 21. 滚子推杆盘形凸轮的理论廓线与实际廓线是否相似？是否为等距曲线？

22. 试问将同一轮廓曲线的凸轮与不同型式的推杆配合使用，各种推杆的运动规律是否一样？若推杆的运动规律相同，使用不同型式的推杆设计的凸轮廓线又是否一样？

23. 若凸轮是以顺时针转动，采用偏置直动推杆时，推杆的导路线应偏于凸轮回转中心的哪一侧较合理？为什么？

24. 在一个直动平底推杆盘形凸轮机构中，原设计的推杆导路是对心的，但使用时却改为偏心安置。试问此时推杆的运动规律是否改变？若按偏置情况设计凸轮廓线，试问它与按对心情况设计的凸轮廓线是否一样？为什么？

25. 两个不同轮廓曲线的凸轮，能否使推杆实现同样的运动规律？为什么？

题17图

26. 滚子半径的选择与理论廓线的曲率半径有何关系？图解设计时，如出现实际廓线变尖或相交，可以采取哪些方法来解决？

四、判断题

1．一只凸轮只有一种预定的运动规律。（）

2．凸轮在机构中经常是主动件。（）

3．盘形凸轮的轮廓曲线形状取决于凸轮半径的变化。（）

4．盘形凸轮机构从动杆的运动规律，主要决定于凸轮半径的变化规律。（）

5．凸轮机构的从动杆，都是在垂直于凸轮轴的平面内运动。（）

6．从动杆的运动规律，就是凸轮机构的工作目的。（）

7．计算从动杆行程量的基础是基圆。（）

8．凸轮曲线轮廓的半径差，与从动杆移动的距离是对应相等的。（）

9．能使从动杆按照工作要求，实现复杂运动的机构都是凸轮机构。（）

10．凸轮转速的高低，影响从动杆的运动规律。（）

11．从动件的运动规律是受凸轮轮廓曲线控制的，所以，凸轮的实际工作要求，一定要按凸轮现有轮廓曲线制定。（）

12．凸轮轮廓曲线是根据实际要求而拟定的。（）

13．盘形凸轮的行程是与基圆半径成正比的，基圆半径越大，行程也越大。（）

14．盘形凸轮的压力角与行程成正比，行程越大，压力角也越大。（）

15．盘形凸轮的结构尺寸与基圆半径成正比。（）

16．当基圆半径一定时，盘形凸轮的压力角与行程的大小成正比。（）

17．当凸轮的行程大小一定时，盘形凸轮的压力角与基圆半径成正比。（）

18．在圆柱面上开有曲线凹槽轮廓的圆柱凸轮，它只适用于滚子式从动杆。（）

19．由于盘形凸轮制造方便，所以最适用于较大行程的传动。（）

20．适合尖顶式从动杆工作的轮廓曲线，也必然适合于滚子式从动杆工作。（）

21．凸轮轮廓线上某点的压力角，是该点的法线方向与速度方向之间的夹角。（）

22．凸轮轮廓曲线上各点的压力角是不变的。（）

23．使用滚子从动杆的凸轮机构，滚子半径的大小，对机构的预定运动规律是有影响的。（）24．选择滚子从动杆滚子的半径时，必须使滚子半径小于凸轮实际轮廓曲线外凸部分的最小曲率半径。（）

25．压力角的大小影响从动杆的运动规律。（）

26．压力角的大小影响从动杆的正常工作和凸轮机构的传动效率。（）

27．滚子从动杆滚子半径选用得过小，将会使运动规律“失真”。（）

28．由于凸轮的轮廓曲线可以随意确定，所以从动杆的运动规律可以任意拟定。（）

29．从动杆的运动规律和凸轮轮廓曲线的拟定，都是以完成一定的工作要求为目的的。（）30．从动杆单一的运动规律，可以由不同的运动速度规律来完成的。（）

31．同一条凸轮轮廓曲线，对三种不同形式的从动杆都适用。（）

32．凸轮机构也能很好的完成从动件的间歇运动。（）

33．适用于尖顶式从动杆工作的凸轮轮廓曲线，也适用于平底式从动杆工作。（）

34．滚子从动杆凸轮机构，凸轮的实际轮廓曲线和理论轮廓曲线是一条。（）

35．盘形凸轮的理论轮廓曲线与实际轮廓曲线是否相同，取决于所采用的从动杆的形式。（）36．凸轮的基圆尺寸越大，推动从动杆的有效分力也越大。（）

37．采用尖顶式从动杆的凸轮，是没有理论轮廓曲线的。（）

38．当凸轮的压力角增大到临界值时，不论从动杆是什么形式的运动，都会出现自锁。（）39．在确定凸轮基圆半径的尺寸时，首先应考虑凸轮的外形尺寸不能过大，而后再考虑对压力角的影响。（）

40．凸轮机构的主要功能是将凸轮的连续运动（移动或转动）转变成从动件的按一定规律的往复移动或摆动。（）

41．等加速等减速运动规律会引起柔性冲击，因而这种运动规律适用于中速、轻载的凸轮机构。

42．凸轮机构易于实现各种预定的运动，且结构简单、紧凑，便于设计。（）

43．对于同一种从动件运动规律，使用不同类型的从动件所设计出来的凸轮的实际轮廓是相同的。（）

44．从动件的位移线图是凸轮轮廓设计的依据。（）

45．凸轮的实际轮廓是根据相应的理论轮廓绘制的。（）

46．为了保证凸轮机构传动灵活，必须控制压力角，为此规定了压力角的许用值。（）47．对凸轮机构而言，减小压力角，就要增大基圆半径，因此，改善机构受力和减小凸轮的尺寸是相互矛盾的。（）

48．为了避免出现尖点和运动失真现象，必须对所设计的凸轮的理论轮廓曲线的最小曲率半径进行校验。（）

49．对于相同的理论轮廓，从动件滚子半径取不同的值，所作出的实际轮廓是相同的。（）50．压力角不仅影响凸轮机构的传动是否灵活，而且还影响凸轮机构的尺寸是否紧凑。（）51．以尖顶从动件作出的凸轮轮廓为理论轮廓。（）

52．尖顶从动件凸轮的理论轮廓和实际轮廓相同。（）

五、改错题（指出题中错误并予以改正）

1．对于滚子式从动杆的凸轮机构，为了在工作中不使运动规律“失真”，其理论轮廓外凸部分的最小曲率半径，必须小于滚子半径。

2．凸轮在压力角，是凸轮轮廓曲线上某点的法线方向与速度方向之间的夹角。

3．为了使凸轮机构正常工作和具有较好的效率，要求凸轮的最小压力角的值，不得超过某一许用值。

4．凸轮的基圆半径越大，压力角也越大。

5．适合尖顶式从动杆工作的凸轮轮廓曲线，也适合于滚子式从动杆工作。 6．凸轮的理论轮廓曲线比实际工作曲线要小一个滚子半径的距离。 7．凸轮的压力角愈大，推动从动杆运动的有效分力也就愈大。

8．行程和转角都相等的等速位移曲线凸轮机构，和等加速等减速位移曲线凸轮机构，虽然都用尖顶式从动杆，其从动杆的运动规律是不会相同的。

六、分析计算题

1 对于直动推杆盘形凸轮机构，已知推程时凸轮的转角2/0πδ=，行程h =50mm 。求当凸轮转速ω＝l0rad/s 时，等速、等加速、等减速、余弦加速度和正弦加速度五种常用的基本运动规律的最大速度max v 、最大加速度max a 。以及所对应的凸轮转角δ。

2 在直动尖顶推杆盘形凸轮机构中，题2图所示的推杆运动规律尚不完全，试在图上补全各段的δ-s 、δ-v 、δ-a 曲线，并指出哪些位置有刚性冲击，哪些位置有柔性冲击。

3 题3图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。

题2图 题3图

4 已知题4图所示的直动平底推杆盘形凸轮机构，凸轮为R ＝30mm 的偏心圆盘，AO ＝20mm ，试求：

（1）基圆半径和升程；

（2）推程运动角、回程运动角、远休止角和近休止角； （3）凸轮机构的最大压力角和最小压力角； （4）推杆的位移s 、速度v 和加速度a 方程；

（5）若凸轮以ω＝l0rad/s 回转，当AO 成水平位置时推杆的速度。

题4图 题5图

5试说明题5图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T r ＝8mm 。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1μ＝0.001m ／mm ）？

6 题6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B v ； （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？ 7 已知一对心直动推杆盘形凸轮机构，基圆半径0r ＝20mm ，当凸轮等速回转180°时，推杆等速移动40mm 。求当凸轮转角δ＝60°、120°和180°时凸轮机构的压力角。

8 已知一对心直动推杆盘形凸轮机构。推程段凸轮等速回转180°，推杆移动30mm ，要求许用压力角[]α=30°；回程段，凸轮转动90°，推杆以等加速等减速运动规律返回原位置，要求许用压力角[]α'=60°；当凸轮再转过剩余90°时，推杆静止不动。试用解析法求凸轮的基圆半径0r 。

9 在直动推杆盘形凸轮机构中，已知行程h ＝20mm ，推程运动角0δ＝45°，基圆半径0r =50mm ，偏距e=20mm 。试计算：

（1）等速运动规律时的最大压力角max α

（2）近似假定最大压力角max α出现在推杆速度达到最大值的位置，推程分别采用等加速等减速、简谐运动及摆线运动规律时的最大压力角max α。

10 题10图所示对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构中，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2/1OA C O =＝30mm ，试计算：

题33图

（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 。

七、图解题

1用作图法作出一摆动平底推杆盘形凸轮机构的凸轮实际廓线，有关机构的尺寸及推杆运动线图如题1图所示。只需画出凸轮转角180°范围内的轮廓曲线，不必写出步骤，但需保留作图辅助线。

题1图

2 欲设计如题2图所示的直动推杆盘形凸轮机构，要求在凸轮转角为0°～90°时，推杆以余弦加速度运动规律上升h =20mm ，且取r ＝25mm ，e =l0mm ，T r =5mm 。试求：

（1）选定凸轮的转向ω1，并简要说明选定的原因；

（2）用反转法给出当凸轮转角δ=0°～ 90°时凸轮的工作廓线（画图的分度要求≤15°）； （3）在图上标注出δ＝45°时凸轮机构的压力角α。

题2图 题3图

3 题3图所示的凸轮为偏心圆盘。圆心为O ，半径R ＝30mm ，偏心距OA l ＝10mm ，T r =10mm ，偏距e =10mm 。试求（均在图上标注出）：

（1）推杆的行程h 和凸轮的基圆半径0r ；

（2）推程运动角0δ、远休止角01δ、回程运动角0

δ'和近休止角02δ； （3）最大压力角max α的数值及发生的位置。

4 如题4图所示，已知一偏心圆盘R =40mm ，滚子半径T r =10mm ，OA l =90mm ，AB l =70mm ，转轴O 到圆盘中心C 的距离OC l =20mm ，圆盘逆时针方向回转。

（1）标出凸轮机构在图示位置时的压力角α，画出基圆，求基圆半径0r ；

（2）作出推杆由最下位置摆到图示位置时，推杆摆过的角度?及相应的凸轮转角δ。

题4图 题5图

5. 题5图所示为偏置直动推杆盘形凸轮机构，AFB 、CD 为圆弧，AD 、BC 为直线，A 、B 为直线与圆弧AFB 的切点。已知e =8mm ，0r =15mm ，OD OC ==30mm ，∠COD =30°，试求：

（1）推杆的升程h ，凸轮的推程运动角0δ，回程运动角0

δ'和远休止角02δ （2）推杆推程最大压力角max α的数值及出现的位置；

（3）推杆回程最大压力角max

α'的数值及出现的位置。 6. 题6图为一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构（1μ=0.001m/mm ），已知凸轮的轮廓由四段圆弧组成，圆弧的圆心分别为C 1、C 2、C 3和O 。试用图解法求：

（1）凸轮的基圆半径0r 和推杆的升程h ；

（2）推程运动角0δ、远休止角01δ、回程运动角0

δ'和近休止角02δ； （3）凸轮在初始位置以及回转110°时凸轮机构的压力角。

题6图 题7图

7. 题7图所示为一摆动平底推杆盘形凸轮机构（1μ=0.001m/mm ），已知凸轮轮廓是一个偏心圆，其圆心为C ，试用图解法求：

（1）凸轮从初始位置到达图示位置时的转角δ'及推杆的角位移?'；

（2）推杆的最大角位移φ及凸轮的推程运动角0δ； （3）凸轮从初始位置回转90°时，推杆的角位移?90? 8. 题8图为一偏置直动推杆盘形凸轮机构，凸轮轮廓上的AmB 和CnD 为两段圆心位于凸轮回转中心的圆弧，凸轮转向如图

所示。试在图上标出推程运动角0δ，回程运动角0

δ'，推杆升程h 以及推杆与凸轮在C 点接触时的压力角α。

9. 用作图法设计一个对心直动平底推杆盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线。已知基圆半径0r =50mm ，推杆平底与导路垂直，凸轮顺时针等速转动，运动规律如题46图所示。

10. 试用作图法设计凸轮的实际廓线。已知基圆半径0r ＝40mm ，推杆长AB l =80mm ，滚子半径T r =l0mm ，推程运动角0δ＝

180°，回程运动角0

δ'＝180°，推程回程均采用余弦加速度运动规律，推杆初始位置AB 与OB 垂直（如题10图所示），推杆最大摆角φ=30°，凸轮顺时针转动。[注：推程

()0/cos 12

δπδφ

?-=]

11. 已知偏置式滚子推杆盘形凸轮机构（如题11图所示），试用图解法求出推杆的运动规律δ-s 曲线（要求清楚标明坐标（δ-s ）与凸轮上详细对应点号位置，可不必写步骤）。

12. 题12图所示的凸轮机构，其凸轮廓线的AB 段是以C 为圆心的一段圆弧。 （1）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图 题10图

题11图 题12图

13. 如题13图所示的凸轮机构，设凸轮逆时针转动。要求：

（1）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

题8图

δ=0°），以及传动角γ；

（2）已知推杆的运动规律为：)

(δ

v=，)

a=，写出凸轮廓线的方程。

v

a

(δ

(δ

s

s=，)

14. 在题14图所示的凸轮机构中，弧形表面的摆动推杆与凸轮在B点接触。当凸轮从图示位置逆时针转过90°后，试用图解法求出或标出：

（1）推杆与凸轮的接触点；

（2）推杆摆动的角度大小；

（3）该位置处，凸轮机构的压力角。

题13图题14图

例解

1、欲设计图示的直动滚子从动件盘形凸轮机构，要求在凸轮转角为0o~90o时，推杆以余弦加速度运动规律上升h=20mm，且取r=25mm，e=10mm，r r=5mm。试求：1）选定凸轮的转向ω，并简要说明选定的原因：

2）用反转法画出当凸轮转角=

φ0o~90o时凸轮的工作廓线

1

（画图的分度要求小于15o）；

3）在图上标注出=

φ45o时凸轮机构的压力角α。

1

解答：

1）逆时针方向，使凸轮机构为正偏置，减小推程段凸轮机构的压力角；

2）将圆弧顶推杆视为滚子推杆，取尺寸比例尺μ1=0.001mm/mm作图，凸轮廓线如图所示：

3）如图所示：当=

φ45o时，α=14.5o；

1

2图示为一摆动平底推杆盘形凸轮机构（μ

=0.001mm/mm），已知凸轮的轮廓是一个偏心圆，其圆

l

心为C，试用图解法求：

1）凸轮从初始位置到达图示位置时转角0φ及推杆的角位移0ψ； 2）推杆的最大角位移max ψ及凸轮的推程运动角φ； 3）凸轮从初始位置回转90o时，推杆的角位移90ψ； 解答：

1）凸轮从初始位置达到图示位置时的转角φ=33o，推杆的角位移20=?； 2）推杆的最大角位移max ψ=36.5o，凸轮的推程运动角φ=216o； 3）凸轮从初始位置回转90o时，推杆的角位移90ψ=12o。

习题参考答案

一、单项选择题

1 B

2 A

3 C

4 D

5 B

6 A 7.A 8. A 9. C 10 .B 11. C 12. A 13. .B 14. .B 15 . A 16. B 1

7 .C 1

8 .B 1

9 .A 20 .B 21 .B 22 .C

二、填空题

1 等速运动规律；等加速、等减速运动规律、余弦加速度运动规律；正弦加速度运动规律、五次多项式运动规律

2 凸轮回转中心；凸轮理论廓线

3 零

4 等速运动规律；等加速、等减速运动规律、余弦加速度运动规律；正弦加速度运动规律 5（1）满足机器工作的需要；（2）考虑机器工作的平稳性；（3）考虑凸轮实际廓线便于加工 6 增大基圆半径；减小滚子半径 7 增大基圆半径

8 增大基圆半径，采用合理的偏置方位

9 工作要求

10 高副

11 控制曲线轮廓

12 凸轮从动杆固定机架

13 迫使

14 工作要求预定要求

15 变化垂直于

16 行程径向

17柱面端面

18尖顶滚子平底

19 准确的

20、轮廓曲线

21、最小

22、最大升距

23、法线速度

24、位移转角

25、常数等速

26、等加速等减速等加速等减速

27、转角位移

28、相反角度

29、预定

30、工作要求

31、半径

32、比例次数

33、高速

34、较大

35、不大低

36、较小较大

37、润滑磨损内凹

38、半径

39、刚性冲击振动较高较大

40、一致有效垂直有害

41、越大越小越大

42、变小运动规律

43、许用值减小

44、工作要求

45、凸轮从动件机架

46、刚性低轻

47、承载耐磨滚子平底

48、基

49 、60°

50、40mm

51、控制曲线主动件等速

52、最小越大越小

53、尖顶式滚子式平底式

54、等速运动等加速等减速

三、问答题

（参考答案从略）

四.判断题：

1．√2．．√3．√4．√5．36．√7．√8．√9．310．311．312．√13．314．315．√16．√17．318．√19．320．321．322．323．√24．325．326．√27．328．√29．√30．√31．332．√33．334．335．√36．√37．338．√39．340．√41．√42．√43．344．√45．√46．√47．√48．√49．350．√51．√52. √

五改错题：

1．必须小于→必须大于

2．与速度方向→与从动杆速度方向

3．最小压力角→最大压力角

4．也越大→也越小

5．也适合于→不一定适合于

6．要小一个→要大一个

7．就愈大→就愈小

8．是不会相同的→也是相同的

六、分析计算题

1 解：

（1）由于等速运动规律的位移方程为s=hδ/δ0，所以

0≤δ≤4/π

4/π＜δ≤2/π

当δ=0～π/2时，各点的速度相同，均为

s

mm s mm h v /310.318/)

2/(10500

=?=

=

πδω

当δ=0和π/2时，加速度分别为正、负无穷大。 （2）等加速等减速运动规律：

由于

?

?

?

?

??

?--=202

02

02

)(22δδδδδh

h h s

所以，当4/πδ=时，

mm/s 620.636mm/s )

2/()4/(1050442

2

max =?

??==ππδδω

h v

当0=δ～π/2时，

mm/s 695.8105mm/s )

2/(10

50442

2

20

2max =?

?==πδ

ωh

a

（3）余弦加速度运动规律： 由于 )2c o s 1(25cos 120δδδπ

-=???

? ??-=

h s )50,2/(0mm h ==πδ

)

2sin(200/)2cos(100/2sin 50/32

δω

δδωδω-=====d da dt dv a dt ds v

所以，令0/==dt dv a ，可得，当4/πδ=时，

s

mm s mm v /500/)1050(50max =?==ω

令0/=δd da ，可得，当0=δ或2/π时，

2

42

22

max /10/)10100(100s

mm s

mm a =?==ω

（4）正弦加速度运动规律： 由于?

?

?

?

??-

=πδπδδδ2)/2sin(00

h s ，且2/0πδ=，所以

)

4cos(16/)4sin(4/)]

4cos(1[)]

2cos(

1[/0

3

2

δδδδδδδω

δδπ

δω

hw

d da hw

dt dv a h h dt ds v =

=

=--=

=

所以，令0/==dt dv a ，可得，当4/πδ=时，

mm/s 620.636mm/s 2

/10

50220

max =?

?==πδωh

v

令0/=δd da ，可得，当8/πδ=或8/3π时，

2

2

2

2

max mm/s

395.12732mm/s

2

/10

5044=?

?==πδω

h

a

2 解：如图所示，在B 、C 处有速度突变，故在B 、C 处存在刚性冲击；在O 、A 、D 、E 处有加速度突变，故在O 、 A 、D 、E 处存在柔性冲击。

3 解：

（1）如图所示；

（2）等速运动规律，有刚性冲击； （3）只适用于低速情况。 4 解：

（1）100=r mm ，402==AO h mm 。

（2）推程运动角0δ=180°，回程运动角0

δ'=180°，近休止角01δ=0°，远休止角02δ=0°。 （3）由于平底垂直于导路的平底推杆凸轮机构的压力角恒等于零，所以max α=min α=0°。 （4）如图所示，取AO 连线与水平线的夹角为凸轮的转角δ，则： 推杆的位移方程为 )s i n 1(20sin δδ+=+=AO AO s 推杆的速度方程为 δωc o s 20=v 推杆的加速度方程为 δωs i n 202-=a

（5）当10=ωrad/s ，AO 处于水平位置时，δ=0°或180°，所以推杆的速度为 v=（20310cos δ）mm/s=±

200mm/s

题3 图解 题4 图解

5 解：是合理偏置，因为可使推程段的压力角减少。当以r T =8mm 求作凸轮的实际廓线时，因为理论廓线的最小曲率半径=min ρ6mm ，所以凸轮的实际廓线会出现交叉现象，可采用减小滚子半径r T 或增大基圆半径r 0的方法来改进。

题2图解

6 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

ω

=B v r 0（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

0 r vt s ω==2

δ

ω

δ0r =

（3）因为导路方向线与接触点的公法线重合，所以压力角α=0°。 （4）有冲击，是刚性冲击。 7 解：压力角的计算公式为

=αarctg

s

r d ds +0/δ

式中，πδπδδδ/40 ,/40/0===ds/d h s 所以，当0=δ°时，有 =αarctg

8.320

)/40(20/40=?+ππ° 当60=δ°时，有 =αarctg 9

.203

/)/40(20/40=?+πππ

° 当120=δ°时，有 =αarctg 26

.153

/2)/40(20/40=?+πππ

°

当180=δ°时，有 =αarctg 98

.11)/40(20/40=?+π

ππ°

8 解：基圆半径的计算公式为

s

tg v

s tg d ds r -=

-=

]

[]

[/0αωαδ

推程段：由于是等速运动规律，速度v 等于常数，当0=δ°时，有min s = 0，故有

.54mm 61mm 030)/(/30][0=??

????-?=-?=

tg t t s tg v

r παω

回程段：由于是等加速、等减速运动规律，当2/0

δδ'=时，有 π

ω

ππωδδωh h h v 4)4/()

2/(4)(42

20

max =

=

'=

此时s=h /2，故有

7.05mm mm 156030

4]

[4]

[0=-?

?=

-'=

-'?=

tg s tg h s tg v

r παπωω

αω

比较推程、回程段的最大基圆半径，最后取凸轮的基圆半径为mm 54.160=r 。 9 解：

（1）计算等速运动规律时的max α：

为使推程获得较小的压力角，导路采用正偏置，压力角的计算公式为

s

e

r e

+-=2

2

-ds/d arctg

δα （a ）

3 凸轮机构 习题答案

3-1 什么样的构件叫凸轮什么样的机构是凸轮机构凸轮机构的功用是什么 答：凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。 凸轮机构一般是由凸轮，从动件和机架三个构件组成的高副机构。凸轮通常作连续等速转动，从动件根据使用要求设计使它获得一定规律的运动，凸轮机构能实现复杂的运动要求，广泛用于各种自动化和半自动化机械装置中。 凸轮机构主要作用是使从动杆按照工作要求完成各种复杂的运动，包括直线运动、摆动、等速运动和不等速运动。 3-2 滚子从动件的滚子半径大小对凸轮工作有什么影响若某一凸轮机构的滚子损坏后，是否可以任取一滚子来代替为什么 答：对于滚子从动件的凸轮机构，滚子半径的大小常常影响到凸轮实际轮廓曲线的形状，设计时要选择合适的滚子半径T r ，否则会出现运动失真的情况。 对于滚子从动件的凸轮机构，如果滚子损坏不能任取一滚子代替。因为如果选取滚子与原有滚子尺寸不同，从动件的运动规律会发生变化；如果希望从动件的运动规律不变，需要选取与原有凸轮相匹配的的滚子，或者修改凸轮，即凸轮在原理论廓线不变的情况下，作其法向等距曲线并使之距离等于新滚子半径得到新的实际轮廓曲线，重新加工凸轮，后者较繁琐，不宜采取。 3-3 凸轮压力角越小越好吗为什么 ' 答：凸轮压力角越小越好。 凸轮机构压力角：推杆在与凸轮的接触点上所受的正压力与推杆上该点的速度方向所夹的锐角。压力角越大，将造成所受的正压力越大，甚至达到无穷大而出现自锁，因而，从减小推力，避免自锁，使机构具有良好的受力状况来看，压力角越小越好。 3-4 为什么平底直动从动件盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线一定要外凸滚子直动从动件盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线却允许内凹，而且内凹段一定不会出现运动失真 答：对于平底直动从动件盘形凸轮机构，只有凸轮廓线外凸，才能保证凸轮轮廓曲线上的所有点都能与从动件平底接触；对于滚子直动从动件盘形凸轮机构，凸轮实际廓线是沿理论廓线，以滚子半径为间距，作其法向等距曲线得到的，当凸轮轮廓曲线内凹时，实际廓线各点的曲率半径为对应理论廓线各点曲率半径与滚子半径之和，因而不管滚子半径多大，实际廓线各点的曲率半径都大于零，所以可以正常运动并且不会出现失真现象。 3-5 何谓凸轮压力角压力角的大小对机构有何影响用作图法求题3-5图中各凸轮由图示位置逆转45°时，凸轮机构的压力角，并标在题3-5图中。 答：从动件所受作用力F 与受力点速度ν间所夹的锐角称为凸轮机构的压力角，用α表示。 αα cos sin F F F F y x == 由上述关系式知，压力角α愈大，有效分力Ｆy 愈小，有害分力Ｆx 愈大。当α角大到某一数值时，必将会出现F y

凸轮机构习题

一、填空题 [1]___________________________决定了从动杆的运动规律。 [2]凸轮机构中，凸轮基圆半径愈___________，压力角愈___________ ，机构传动性能愈好。 [3]凸轮机构是由___________________、____________________、 ____________________三个基本构件组成的。 [4]凸轮机构中的压力角是指__________________________________________间的夹角。 [5]凸轮机构常用的从动件运动规律有_______________________________， ________________________________________，__________________________________及__________________________________。 [6]以凸轮的理论轮廓的最小向径为半径所做的圆称为凸轮的______________________。 [7]在设计凸轮机构时，凸轮基圆半径取得越_____________，所设计的机构越紧凑，但是压力角_______________使机构的工作情况变坏。 [8]按凸轮的形状凸轮可分为________________________、____________________________、和___________________________三大类。 [9]在凸轮机构的设计中，适当加大凸轮的________________________是避免机构发生运动失真的有效措施。 [10]通常，可用适当增大凸轮________________________的方法来减小最大压力角。 [11]平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构，其压力角等于_______________________。 [12]对于尖顶直动从动件凸轮机构，在其余条件不变的情况下，基圆半径越小，机构的传动效率____________________。 [13]在直动从动件盘形凸轮机构的设计中，若基圆半径减小，则推程的压力角____________________。 [14]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。 [15]在凸轮机构的几种基本的从动件运动规律中，________________________运动规律则没有冲击。 [16]从动件作等速运动的凸轮机构中，其位移线图是_________________线。 [17]用作图法绘制直动从动件盘形凸轮廓线时，常采用____________________法。 [18]在凸轮机构的几种基本的从动件运动规律中，_________________________、___________________________运动规律产生柔性冲击。 [19]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。 [20]盘形凸轮的基圆半径是_________________上距凸轮转动中心的最小向径。 [21]移动从动件盘形凸轮机构，当从动件运动规律一定时，欲降低升程的压力角，可采用的措施是___________________________。 [22]在凸轮机构的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。 [23]凸轮的基圆半径是从_____________________到__________________的最短距离。 [24]设计滚子推杆盘形凸轮轮廓线时，若发现凸轮轮廓线有变尖现象，则在尺寸参数的改变上应采取的措施是_______________________或___________________________。 二、判断题 [1]凸轮轮廓的形状取决于从动件的运动规律。( ) [2]凸轮机构中从动件选用等速运动规律时，从动件的运动没有冲击。（） [3]凸轮机构中从动件作等加速等减速运动规律时，将会产生刚性冲击。（） [4]为了保证凸轮机构传动灵活，必须控制压力角，为此规定了压力角的许用值。( )

第3章 凸轮机构

第3章凸轮机构 本章介绍凸轮机构的类型、特点、应用及盘形凸轮的设计。 凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，它通过与从动件的高副接触，在运动时可以使从动件获得连续或不连续的任意预期运动。在第4章介绍中，我们已经看到。凸轮机构在各种机械中有大量的应用。即使在现代化程度很高的自动机械中，凸轮机构的作用也是不可替代的。 凸轮机构由凸轮、从动件和机架三部分组成，结构简单、紧凑，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任意的运动规律。在自动机械中，凸轮机构常与其它机构组合使用，充分发挥各自的优势，扬长避短。由于凸轮机构是高副机构，易于磨损；磨损后会影响运动规律的准确性，因此只适用于传递动力不大的场合。 图1-1为自动机床中的横向进给机构，当凸轮等速回转一周时，凸轮的曲线外廓推动从动件带动刀架完成以下动作：车刀快速接近工件，等速进刀切削，切削结束刀具快速退回，停留一段时间再进行下一个运动循环。 图1-1图1-2 图1-2为糖果包装剪切机构，它采用了凸轮—连杆机构，槽凸轮1绕定轴B转动，摇杆2与机架铰接于A点。构件5和6与构件2组成转动副D和C，与构件3和4（剪刀）组成转动副E和F。构件3和4绕定轴K转动。凸轮1转动时，通过构件2、5、和6，使剪刀打开或关闭。 图1-3为机械手及进出糖机构。送糖盘7从输送带10上取得糖块，并与钳糖机械手反向同步放置至进料工位Ⅰ，经顶糖、折边后，产品被机械手送至工位Ⅱ后落下或由拨糖杆推下。机械手开闭由机械手开合凸轮（图中虚线）1控制，该凸轮的轮廓线是由两个半径不同的圆弧组成，机械手的

夹紧主要靠弹簧力。 图1-6

图1-4所示为由两个凸轮组合的顶糖、接糖机构， 通过平面槽凸轮机构将糖顶起，由圆柱凸轮机构控制接 糖杆的动作，完成接糖工作。图1-5所示的机构中，应 用了四个凸轮机构的配合动作来完成电阻压帽工序。内 燃机中的阀门启闭机构（图1-6），缝纫机的挑线机构（图 1-7）等，都是凸轮机构具体应用的实例。由以上各例可 见，凸轮机构在各种机器中的应用是相当广泛的，了解 凸轮机构的有关知识是非常必要的。 1.1 凸轮机构的分类 按照凸轮及从动件的形状，凸轮机构的分类见表1-1。 1.2 凸轮机构中从动件常用的运动规律 凸轮机构设计的主要任务是保证从动件按照设计要求实现预期的运动规律，因此确定从动件的运动规律是凸轮设计的前提。 1.2. 1 平面凸轮机构的工作过程和运动参数 图1-8a 为一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构，从动件移动导路至凸轮旋转中心的偏距为e 。以凸轮轮廓的最小向径r b 为半径所作的圆称为基圆，r b 为基圆半径，凸轮以等角速度ω逆时针转动。在图示位置，尖顶与A 点接触，A 点是基圆与开始上升的轮廓曲线的交点，此时，从动件的尖顶离凸轮轴最近。凸轮转动时，向径增大，从动件被凸轮轮廓推向上，到达向径最大的B 点时，从动件距凸轮轴心最远，这一过程称为推程。与之对应的凸轮转角δ0称为推程运动角，从动件上升的最大位移h 称为行程。当凸轮继续转过δs 时，由于轮廓BC 段为一向径不变的圆弧，从动件停留在最远处不动，此过程称为远停程，对应的凸轮转角δs 称为远停程角。当凸轮又继续转过δ0’角时，凸轮向径由最大减至r b ，从动件从最远处回到基圆上的D 点，此过程称为回程，对应的凸轮转角δ0’称为回程运动角。当凸轮继续转过δs ’角时，由于轮廓DA 段为向径不变的基圆圆弧，从动件继续停在距轴心最近处不动，此过程称为近停程，对应的凸轮转角δs ’称为近停程角。此时，δ0＋δs ＋ δ0’＋δs ’=2π，凸轮刚好转过一圈，机构完成一个工作循环，从动件则完成一个“升—停—降—停”的运动循环。 图1-7

凸轮机构习题解答复习与练习题参考答案

凸轮机构习题解答复习与练习题参考答案 一、单项选择题 1 B 2 A 3 C 4 D 5 B 6 A 7.A 8. A 9. C 10 .B 11. C 12. A 13. .B 14. .B 15 . A 16. B 17 . C 18 .B 19 .A 20 .B 21 .B 22 .C 其他答案在文后： 一、单项选择题（从给出的A 、B 、C 、D 中选一个答案） 1 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 2 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，易获得较高的精度 D ．从动件的行程可较大 3 盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。 A ．摆动尖顶推杆 B ．直动滚子推杆 C ．摆动平底推杆 D ．摆动滚子推杆 4 对于直动推杆盘形凸轮机构来讲，在其他条件相同的情况下，偏置直动推杆与对心直动推杆相比，两者在推程段最大压力角的关系为关系。 A ．偏置比对心大 B ．对心比偏置大 C ．一样大 D ．不一定 5 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。 A ．等速运动规律 B ．摆线运动规律（正弦加速度运动规律） C ．等加速等减速运动规律 D ．简谐运动规律（余弦加速度运动规律）

6 对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构的推程压力角超过许用值时，可采用措施来解决。 A ．增大基圆半径 B ．改用滚子推杆 C ．改变凸轮转向 D ．改为偏置直动尖顶推杆 7．（）从动杆的行程不能太大。 A. 盘形凸轮机构 B. 移动凸轮机构 C. 圆柱凸轮机构 8．（）对于较复杂的凸轮轮廓曲线，也能准确地获得所需要的运动规律。 A 尖顶式从动杆 B. 滚子式从动杆 C. 平底式从动杆 9．（）可使从动杆得到较大的行程。 A. 盘形凸轮机构 B 移动凸轮机构 C. 圆柱凸轮机构 10．（）的摩擦阻力较小，传力能力大。 A 尖顶式从动杆 B. 滚子式从动杆 C 平底式从动杆 11. （）的磨损较小，适用于没有内凹槽凸轮轮廓曲线的高速凸轮机构。 A. 尖顶式从动杆 B. 滚子式从动杆 ）。 C. 平底式从动杆 12．计算凸轮机构从动杆行程的基础是（ A 基圆 B. 转角 C 轮廓曲线 ）。 13．凸轮轮廓曲线上各点的压力角是（ A. 不变的 B. 变化的 ）。 14．凸轮压力角的大小与基圆半径的关系是（ A 基圆半径越小，压力角偏小 15．压力角增大时，对（）。 B. 基圆半径越大，压力角偏小 A. 凸轮机构的工作不利 C. 凸轮机构的工作无影响 B. 凸轮机构的工作有利

凸轮机构习题解答

凸轮机构考试复习与练习题 一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案） 1 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 2 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，易获得较高的精度D．从动件的行程可较大 3 盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。 A．摆动尖顶推杆B．直动滚子推杆 C．摆动平底推杆D．摆动滚子推杆 4 对于直动推杆盘形凸轮机构来讲，在其他条件相同的情况下，偏置直动推杆与对心直动推杆相比，两者在推程段最大压力角的关系为关系。 A．偏置比对心大B．对心比偏置大 C．一样大D．不一定 5 下述几种运动规律中，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。 A．等速运动规律B．摆线运动规律（正弦加速度运动规律） C．等加速等减速运动规律D．简谐运动规律（余弦加速度运动规律） 6 对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构的推程压力角超过许用值时，可采用措施来解决。 A．增大基圆半径B．改用滚子推杆 C．改变凸轮转向D．改为偏置直动尖顶推杆 7．（）从动杆的行程不能太大。 A. 盘形凸轮机构 B. 移动凸轮机构 C. 圆柱凸轮机构 8．（）对于较复杂的凸轮轮廓曲线，也能准确地获得所需要的运动规律。 A 尖顶式从动杆 B.滚子式从动杆 C. 平底式从动杆 9．（）可使从动杆得到较大的行程。 A. 盘形凸轮机构 B 移动凸轮机构 C. 圆柱凸轮机构 10．（）的摩擦阻力较小，传力能力大。 A 尖顶式从动杆 B. 滚子式从动杆 C 平底式从动杆 11.（）的磨损较小，适用于没有内凹槽凸轮轮廓曲线的高速凸轮机构。 A. 尖顶式从动杆 B.滚子式从动杆 C. 平底式从动杆 12．计算凸轮机构从动杆行程的基础是（）。 A 基圆 B. 转角 C 轮廓曲线 13．凸轮轮廓曲线上各点的压力角是（）。

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

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 a A I A 2 I 2 、 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0A 段内（0<5^2），/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（n /2 3"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 5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（3 n/2 <5<,2n ） 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 穷大。综上所述作出推杆的速度 由推杆速度曲线和加速度曲线知，在 大和正无穷大。故 凸轮机构在 D 和E 处有刚性冲击。而在 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， 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。 5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 v 及加速度a 线图如图（b ）及（C ）所示。 D 及E 处，有速度突变，且相应的加速度分别为负无穷 A ，B ，C 及D 处加速度存在有限突变, 也无加速度突变，因此, F 处无冲 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） （2） (3) (4) 写出该凸轮机构的名称； 在图上标出凸轮的合理转向。 画出凸轮的基圆； 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 (5) 画出推杆的行程Ho

凸轮机构例题

第三章凸轮机构典型例题 例 1 在图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，其圆心在A点，半径R=40mm，凸轮转动方向如图所示，l OA=25mm，滚子半径r t=10mm，试问： （1）凸轮的理论廓线为何种曲线？ （2）凸轮的基圆半径r b=? （3）从动件的升距h=?

解：选取适当的比例尺作机构图如图（b）所示 （1）理论廓线η为半径为R+r t =40+10=50mm的圆。 （2）凸轮的基圆半径r b 凸轮理论廓线的最小向径称为凸轮的基圆半径，如图所示线段OC即为理论廓线η的最小向径，也就是凸轮的基圆半径r b。由图（b）可知 r b=l AC－l AO =（R+r t）－l AO=（40+10）－25=25mm （3）从动件的升距h 从动件上升的最大距离h称为从动件的升距，它等于理论廓线η的最大与最小向径之差。因此， h=（l AO+R+r t）－r b=25+40+10－25=50mm 例 2 如图（a）所示为凸轮机构推杆的速度曲线，它由四段直线组成。要求：画出推杆的位移线图和加速度线图；判断那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。 解：由图（a）所示推杆的速度线图可知 在OA段内，因推杆的速度v=0，故此段为推杆的近休止，推杆的位移及加速度均为零，即s=0，a=0，如图（b）（c）所示。

解： 在AD段内，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，位移线图为抛物线运动曲线，而加速度线图为正的水平直线段；在BC线段内，速度线图为水平直线段，故推杆继续等速上升，位移线图为上升的斜直线，而加速度线图为与δ轴重合的线段；在CD 段内，因速度线图为下降的斜直线，故推杆继续等减速上升，位移线图为抛物线运动曲线，而加速度线图为负的水平直线段。做出推杆的推程段的位移及加速度线图，如图（b）（c）所示。 在DE段内，因v<0，故为推杆的回程段，且速度线图为水平线段，推杆作等速下降运动。位移线图为下降的斜直线，而加速度线图为与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，如图（b）（c）所示。 由推杆速度线图（a）和加速度线图（c）可知，在D及E处，有速度突变，且在加速度线图上分别为负无穷大和正无穷大。故在在D及E处有刚性冲击。在加速度线图上A"，B"，C"，处有加速度值的有限值突变，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。 例3 图示为一移动滚子从动件盘形凸轮机构，滚子中心位于B0点时为该机构的起始位置。试求： （1）滚子与凸轮廓线在B1' 点接触时，所对应的凸轮转角φ1。 （2）当滚子中心位于B2点时，凸轮机构的压力角α2。 解（1）这是灵活运用反转法的一种情况，即已知凸轮廓线，求当从动件与凸轮廓线上从一点到另一点接触时，凸轮转过的角度。

第9章凸轮机构习题解答

第9章凸轮机构及其设计的重点知识 2.推杆的运动形式 基本概念：基圆、基圆半径、推程、行程、推程运动角、回程、回程运动角、休止、远 3．凸轮轮廓曲线设计 设计原理：反转法原理 设计方法： （1）画出基圆及基圆起始位置，取合适的坐标系； （2）根据反转法原理，求出推杆反转时角时的理论廓线方程式。 （3）根据几何关系求出实际廓线方程式。 4．主要参数的选择 ●压力角 从减少推杆和避免自锁的观点来看，压力角愈小愈好。 ●基圆半径 在满足压力角小于许用压力角的条件下，尽可能使基圆半径小些，以使凸轮机构的尺寸不至过大。在实际的设计工作中，还需考虑到凸轮机构的结构、受力、安装、强度等方面的要求。

●滚子推杆滚子半径 为了避免凸轮廓线变尖和失真现象，滚子半径应小于理论廓线的最小曲率半径。设计时应尽量使滚子半径小些。但考虑到强度、结构等限制，通常按经验公式确定滚子半径，设计中验算理论廓线的最小曲率半径。 ●平度推杆平底尺寸 作图或计算得推杆平底中心至推杆平底与凸轮廓线的接触点间的最大距离后，利用经验公式计算平底的尺寸。另外，平底推杆凸轮机构有时也会产生失真现象。 凸轮机构的习题参考 1．设计一偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构。已知凸轮以等角速度w顺时针转动，基圆半径r b=50mm,滚子半径r r=10mm, 凸轮轴心偏于从动件轴线右侧，偏距e=10mm.从动件运动规律如下：当凸轮转过120°时，从动件以简谐运动规律上升30mm；当凸轮接着转过30°时，从动件停歇不动；当凸轮再转过150°时，从动件以等加速减速运动返回原处；当凸轮转过一周中其余角度时，从动件又停歇不动。 2．在图3.13所示的凸轮机构中，已知摆杆AB在起始位置时垂直于OB，l OB=40mm, l AB=80mm,滚子半径r r=10mm，凸轮以等角速度w顺时针转动。从动件运动规律如下：当凸

第三章 配 气 机 构 习题二答案

第三章配气机构习题二答案 一、填空题 1.发动机的配气机构由气门组和气门传动组两部分组成。 2.发动机凸轮轴的布置形式包括凸轮轴上置、中置式和下置式三种。 3.曲轴与凸轮轴之间的传动方式为齿轮传动、链条传动和齿形带传动。 4.配气机构按气门布置形式可分为顶置式式和侧置式式两种。 5.顶置式气门配气机构的气门传动组由正时齿轮、凸轮轴、挺杆、推杆、调整螺钉、摇臂、摇臂轴等组成。 6.CA6102发动机凸轮轴上的凸轮是顶动挺杆的，偏心轮是推动汽油泵的，螺旋齿轮是驱动机油泵和分电器的。 二、解释术语1.气门间隙：发动机在冷态下时，在气门关闭的状态下，气门杆尾部与摇杆之间留有一定的间隙。 三、判断题（正确打√、错误打×） 1.排气门的材料一般要比进气门的材料好些。（√） 2.进气门头部直径通常要比排气门的头部大，而气门锥角有时比排气门的小。（√） 3.CA1092型汽车发动机凸轮轴的轴向间隙，可通过改变隔圈的厚度进行调整，其间隙的大小等于隔圈厚度减去止推凸缘的厚度。（√） 4.顶置式气门可由凸轮轴上的凸轮压动摇臂顶开，其关闭是依靠气门弹簧实现的。（√） 5.在冷态下，气门脚及其传动机件之间无间隙或间隙过小，热态时，气门会因温度升高而膨胀，势必关闭不严，造成漏气。(√ ) 6.汽车运行中如发现气门响声过大，应及时调整气门间隙，并使间隙值符合原厂家规定。(√ ) 四、选择题 1.安装不等距气门弹簧时，向着气缸体或气缸盖的一端应该是（A）。 A.螺距小的 B、螺距大的 2.下述各零件中不属于气门组的是（C ）。 A.气门弹簧 B.气门座 C.摇臂轴 D.气门导管 3. 气门、气门弹簧、气门弹簧座、气门导管等组成( A )。 A、气门组 B、配气机构 C、气门驱动组 D、顶置气门组 五、问答题 1.气门导管的作用是什么？ 保证气门作直线往复运动，与气门座正确贴合（导向作用）；在气缸体或气缸盖与气门杆之间起导热作用。 2.为什么有的配气机构中采用两个套装的气门弹簧？ 气门弹簧长期在交变载荷下工作，容易疲劳折断，尤其当发生共振时，断裂的可能性更大。所以在一些大功率发动机上采用两根直径及螺距不同、螺旋方向相反的内、外套装的气门弹簧。由于两簧的结构、质量不一致，自然振动频率也因而不同，从而减少了共振的机会，既延长了簧的工作寿命，又保证了气门的正常工作（当一弹簧断折的情况下）。 ③气门重叠角为30°曲轴转角。④进、排气门的开、闭时刻相对于上下止点来说都是早开、迟闭。 3.气门弹簧起什么作用？为什么在装配气门弹簧时要预先压缩？ 保证气门及时落座并紧密贴合，防止气门在发动机振动时发生跳动，破坏其密封性。气门弹簧安装时预先压缩产生的安装预紧力是用来克服气门关闭过程中气门及其传动件的惯性力，消除各传动件之间因惯性力作用而产生的间隙，实现其功用的。

凸轮习题答案

一、填空 1.凸轮机构主要是由_凸轮_、_从动件_和固定机架三个基本构件所组成。 2.按凸轮的外形，凸轮机构主要分为_盘形__凸轮和_柱体_凸轮两种基本类型。 3.从动杆与凸轮轮廓的接触形式有_尖顶_、_滚子_和平底三种。 4.以凸轮最小半径r0所作的圆称之为基圆，r0称为凸轮的基圆半径 7.凸轮机构从动杆等速运动的位移为一条__斜直线__线。 10、在凸轮机构一个运动循环中,从动件重复升、停、降、停的过程。 11、在等速度运动图中，位移和转角成正比关系，其图线为一条直线。 12、从动件的上升或下降运动速度v为常数时的运动规律，称为匀速运动规律。 13、凸轮机构在远休行程中，凸轮所对应的转角称之为远休角用字母表示。 14、平底式从动杆与凸轮的接触面较大，易于形成油膜，所以润滑较好，摩擦较小，常用于没有凹形曲线的凸轮上作高速传动 二、选择 10.凸轮机构的移动式从动杆能实现_c______。 a 匀速、平稳的直线运动 b 简偕直线运动c各种复杂形式的直线运动 11.凸轮与从动件接触处的运动副属于__a_____。 a 高副 b 转动副 c 移动副 12. 要使常用凸轮机构正常工作，必须以凸轮__c_____。 a 作从动件并匀速转动 b 作主动件并变速转动 c 作主动件并匀速转动 13.在要求__a_____的凸轮机构中，宜使用滚子式从动件。 a 传力较大 b 传动准确、灵敏 c 转速较高 凸轮机构从动件作等速规律运动时会产生__a__冲击。 A. 刚性 B. 柔性 C. 刚性和柔性 14、__a__对于较复杂轮廓曲线的凸轮，也能准确地获得所需的运动规律。

A. 尖顶式从动件 B. 滚子式从动件 C. 平底式从动件 三、判断 1.凸轮机构广泛用于自动化机械中。( 对） 2.圆柱凸轮机构中，凸轮与从动杆在同一平面或相互平行的平面内运动。( 错） 3.平底从动杆不能用于具有内凹槽曲线的凸轮。(对） 4.凸轮机构从动件的运动规律是可按要求任意拟订的。(对）5．凸轮在机构中经常是主动件。( 对 ) 7.从动件的运动规律就是凸轮机构的工作目的。( 对 ) 8.凸轮机构也能很好的完成从动件的间歇运动。( 对 ) 四，已知基圆半径为２０mm的盘形凸轮，逆时针转９０。时，通过凸轮轴心的滚子直径为８mm的滚子从动杆等速上升３０mm，停歇１８０。后，凸轮继续转动，转过90。，从动件又等速下降３０mm，试画出从动件的位移运动曲线。

凸轮机构练习题

凸轮机构练习题 一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案） 1 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 2 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，易获得较高的精度D．从动件的行程可较大 3 盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。 A．摆动尖顶推杆B．直动滚子推杆 C．摆动平底推杆D．摆动滚子推杆 4 对于直动推杆盘形凸轮机构来讲，在其他条件相同的情况下，偏置直动推杆与对心直动推杆相比，两者在推程段最大压力角的关系为关系。 A．偏置比对心大B．对心比偏置大 C．一样大D．不一定 5 下述几种运动规律中，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。 A．等速运动规律B．摆线运动规律（正弦加速度运动规律） C．等加速等减速运动规律D．简谐运动规律（余弦加速度运动规律） 6 对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构的推程压力角超过许用值时，可采用措施来解决。 A．增大基圆半径B．改用滚子推杆 C．改变凸轮转向D．改为偏置直动尖顶推杆 7．（）从动杆的行程不能太大。 A. 盘形凸轮机构 B. 移动凸轮机构 C. 圆柱凸轮机构 8．（）对于较复杂的凸轮轮廓曲线，也能准确地获得所需要的运动规律。 A 尖顶式从动杆 B.滚子式从动杆 C. 平底式从动杆 9．（）可使从动杆得到较大的行程。 A. 盘形凸轮机构 B 移动凸轮机构 C. 圆柱凸轮机构 10．（）的摩擦阻力较小，传力能力大。 A 尖顶式从动杆 B. 滚子式从动杆 C 平底式从动杆 11.（）的磨损较小，适用于没有内凹槽凸轮轮廓曲线的高速凸轮机构。 A. 尖顶式从动杆 B.滚子式从动杆 C. 平底式从动杆 12．计算凸轮机构从动杆行程的基础是（）。 A 基圆 B. 转角 C 轮廓曲线 13．凸轮轮廓曲线上各点的压力角是（）。

第三章 凸轮机构

第三章凸轮机构 &3-1凸轮机构的应用和类型 凸轮机构的分类： 1.按凸轮的形状分 （1）盘形凸轮（最基本的形式） （2）移动凸轮 （3）圆柱凸轮 2.按从动件的形式分 （1）尖顶从动件 （2）滚子从动件 （3）平底从动件 凸轮机构的优点就是只需要设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律，并且结构简单、紧凑，设计方便。 它的缺点是凸轮轮廓与从动件之间为点接触会线接触，易磨损，所以通常多用于传力不大的控制机构。

&3-2从动件的运动规律

? ? ? 1.等速运动 适用场合：低速轻载，从动件质量较小，运动起始和终止位置速度有突变，会产生刚性冲击。 2.简谐运动 适用场合：中、低速凸轮机构。 3.正弦加速度运动 适用场合：中速、高速轻载。

&3-3凸轮机构的压力角 压力角：作用在从动件上的驱动力与该点作用点绝对速度之间所夹的锐角称为压力角。 一、压力角与作用力的关系 当不计凸轮与从动件之间的摩擦时，凸轮给予从动件的力F 是沿发现方向的，从简运动方向与力F 之间的锐角α即为压力角。 力F 可分解为沿从动件运动方向的有用分力F '和使从动件紧压导路的有害分力F ''，且 αtan '''F F = 当驱动从动件的有用分力F '一定时，压力角α越大，则有害分力F ''越大，机构的效率越低。 自锁：当α增大到一定程度，以致F ''在导路中所引起的摩擦阻力大于有用分力F '时，无论凸轮机构加给从动件的作用力多大，从动件都不能运动。 对于直动从动件凸轮机构，建议取许用压力角[α]=30° 对于摆动从动件凸轮机构，建议取许用压力角[α]=45°

考研机械凸轮典型计算例题

图示凸轮机构中，凸轮为一半径R＝ 20 mm的偏心圆盘，圆盘的几何中心A到转动中心O的距离为e = 10 mm，滚子半径r g = 5 mm，凸轮角速度。试求：（14分） ①凸轮的理论廓线和基圆；②图示位置时机构的压力角； ③凸轮从图示位置转过时的位移S；④图示位置时从动件2的速度v。 ①凸轮的理论廓线和基圆 理论廓线。对于滚子推杆的凸轮机构而言，理论廓线是过滚子中心的一条封闭廓线。题目中给出的是工作廓线，要得到理论廓线，只需要把工作廓线往外偏移一个滚子的半径即可。由于这里工作廓线就是一个以C为圆心，半径为20mm的圆；而滚子的半径是5mm，所以理论廓线就是以C为圆心，半径为20+5=25mm的圆.如下图所示。 基圆。首先我们知道，基圆是在理论廓线上定义的；其次我们懂得，它是以转动中心O 为圆心的，与理论廓线内切的一个半径最小的圆。按照该定义，我们以O为圆心做一个与理论廓线内切的最小的圆如下图，显然，它的半径是10+5=15mm. ②图示位置时机构的压力角； 对于该机构而言，压力角是滚子的中心B点的受力方向与运动方向的夹角。 B点的速度方向。由于B点是推杆与滚子的连接点，所以它也就是推杆上的B点。由于推杆在上下平移，推杆上任何一点的轨迹都是沿着推杆的直线，所以任何一点的速度方向都是推杆直线的方向，因此推杆上的B点速度方向也在该直线上。 B点的受力方向。推杆上的B点与理论廓线接触，在忽略摩擦的前提下，其受力方向其实就是理论力学中的光滑接触面中的反力方向。光滑接触面的反力是公法线方向。由于推杆的B点是尖点，无所谓法线，所以公法线方向就是理论廓线在该点的法线方向。而理论廓线是一个圆，圆上任何一点的法线方向都是从从该点指向圆心的。所以BC的方向就是公法线方向。 显然，速度方向与力的方向重合，所以压力角是0度。这是我们最希望的压力角。压力角越小，则凸轮机构的传力性能越好。

考研机械凸轮典型计算例题

图示凸轮机构中，凸轮为一半径R＝20 mm 的偏心圆盘，圆盘的几何中心 A 到转动中心O 的距离为 e = 10 mm ，滚子半径r g = 5 mm ，凸轮角速度。试求：（14 分） ①凸轮的理论廓线和基圆；②图示位置时机构的压力角； ③凸轮从图示位置转过时的位移S；④图示位置时从动件 2 的速度v。 ① 凸轮的理论廓线和基圆 理论廓线。对于滚子推杆的凸轮机构而言，理论廓线是过滚子中心的一条封闭廓线。题 目中给出的是工作廓线，要得到理论廓线，只需要把工作廓线往外偏移一个滚子的半径即可。由于这里工作廓线就是一个以 C 为圆心，半径为20mm 的圆；而滚子的半径是5mm ，所以理论廓线就是以 C 为圆心，半径为20+5=25mm 的圆.如下图所示。 基圆。首先我们知道，基圆是在理论廓线上定义的；其次我们懂得，它是以转动中心O 为圆心的，与理论廓线内切的一个半径最小的圆。按照该定义，我们以O 为圆心做一个与理论廓线内切的最小的圆如下图，显然，它的半径是10+5=15mm. ②图示位置时机构的压力角； 对于该机构而言，压力角是滚子的中心 B 点的受力方向与运动方向的夹角。

B 点的速度方向。由于 B 点是推杆与滚子的连接点，所以它也就是推杆上的 B 点。由于推杆在上下平移，推杆上任何一点的轨迹都是沿着推杆的直线，所以任何一点的速度方向都 是推杆直线的方向，因此推杆上的 B 点速度方向也在该直线上。 B 点的受力方向。推杆上的 B 点与理论廓线接触，在忽略摩擦的前提下，其受力方向其 实就是理论力学中的光滑接触面中的反力方向。光滑接触面的反力是公法线方向。由于推杆的B 点是尖点，无所谓法线，所以公法线方向就是理论廓线在该点的法线方向。而理论廓 线是一个圆，圆上任何一点的法线方向都是从从该点指向圆心的。所以BC 的方向就是公法线方向。 显然，速度方向与力的方向重合，所以压力角是0 度。这是我们最希望的压力角。压力 角越小，则凸轮机构的传力性能越好。 ③凸轮从图示位置转过时的位移S； 对于这种问题，总是用反转法通过作图测量出来的。 使用反转法，我们给整个凸轮机构（包括机架）一个与凸轮转向相反，速度相同的角速 度，从而使得凸轮静止，而机架围绕凸轮的转动中心转动，此时，推杆会一方面跟随机架转动，另外，又相对机架做平移。按照理论力学的说法，若取机架为动系，则推杆在做一个牵 连运动为定轴转动，而相对运动为平移运动的平面运动。

凸轮机构例题

凸轮机构例题 1、已知题4图所示的直动平底推杆盘形凸轮机构，凸轮为R= 30mm的偏心圆盘,20mm，试求： （1）基圆半径和升程； （2）推程运动角、回程运动角、远休止角和近休止角； （3）凸轮机构的最大压力角和最小压力角； （4）推杆的位移s、速度v和加速度a方程； （5）若凸轮以W = IOrad/s回转，当AO成水平位置时推杆的速度。 7 匕 题」图题4图解

1、解: ⑴ x0 = 10 = 2AO= 40mnit ⑺ 推程J药角心=lS（r ,回程运动角<5；=180° 1近休止角九=0° ,远休止角玄a才- ⑶由于平底垂盲于导路的平底推杆凸轮机构的圧力甫恒等于零，所以弧二％0 U）如團所示，取旦唯钱与水平线的夹角肯凸轮的转角G M： 推杆的位務右程再5 = x3+x3sh^-20（145b^ 推杆的速度方程対V =20&JCOS^ 推杆的加速度肓程为口一2%%航 <5）当也=1[|曲创池碇于水平位貫时，5M}°或顷° ,所以推杆的速度为 v= (20X LOcasS) mm.??±20Uiiitn/8

2、10图所示对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构中，凸轮为一偏心圆，O为凸轮的几何中心，O i为凸轮的回转中心。直线AC与BD垂直，且 Q试计算：=30tnnb （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。 ⑴由區可加.氷口两掠的巫和闻次） 母沖== arct吕［OQ# OB =arctgO. 5 = 25.565° (2) IT S h = = (2 > 30)mir = GG ITJTI 3.如题13图所示的凸轮机构，设凸轮逆时针转动。要求:

第6章凸轮--习题及答案(全)

习 题 6-6 在摆动从动件盘形凸轮机构中，从动件行程角max 30o ψ=，0120o Φ=，'0120o Φ=， 从动件推程、回程分别采用等加速等减速和正弦加速度运动规律，试写出摆动从动件在各行程的位移方程式。 解：（1）推程的位移方程式为 ()2 0max 02max 0max 00202 022 2?ψψ?ψψψ?????Φ?=??≤≤ ? Φ???? Φ? =-Φ-≤≤Φ?Φ? 代入数值得 ()2220230 060120240130-120 60120240o o o o o o o o o ??ψ?ψ?????=??=≤≤? ????? ?=?-≤≤?? （2）回程的位移方程式为 ()max 0''0001 21sin 3602o s s T T T πψψ?π ??????=?-+ Φ+Φ≤≤??? ?ΦΦ?????? =-Φ+Φ? 代入数值得： o 2401360360301sin 240120212012024030 30sin 3 24036042o o o o o o o o o o o o ?ψ?π???π ????-=?-+-??? ???? ?-=-+≤≤ 6-7 图中所示为从动件在推程的部分运动曲线，其0o s Φ≠，'0o s Φ≠，试根据s 、v 和a 之 间的关系定性的补全该运动曲线，并指出该凸轮机构工作时，何处有刚性冲击？何处有柔性冲击？

解：如图所示。 （1）AB段的位移线图为一条倾斜直线，因此，在这一段应为等速运动规律，速度线图为一条水平直线，其加速度为零。 （2）BC段的加速度线图为一条水平直线。因此，在这一段应为等加速运动规律，其速度线图为一条倾斜的直线，位移线图为一条下凹的二次曲线。 （3）CD段的速度线图为一条倾斜下降的斜直线。因此，在这一段应为等减速运动规律，其加速度线图为一条水平直线，位移线图为一条上凸的二次曲线。 该凸轮在工作时，在A处有刚性冲击，B、C、D处有柔性冲击。 6-8 对于图中的凸轮机构，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。 解：1）偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构。 2）为使推程压力角较小，凸轮应该顺时针转动。

机械设计专升本章节练习题(含答案)——凸轮机构

第5章凸轮机构 【思考题】 5-1 凸轮机构的应用场合是什么？凸轮机构的组成是什么？通常用什么办法保证凸轮与从动件之间的接触？ 5-2 凸轮机构分成哪几类？凸轮机构有什么特点？ 5-3 为什么滚子从动件是最常用的从动件型式？ 5-4 凸轮机构从动件的常用运动规律有那些？各有什么特点？ 5-5 图解法绘制凸轮轮廓的原理是什么？为什么要采用这种原理？ 5-6 什么情况下要用解析法设计凸轮的轮廓？ 5-7 设计凸轮应注意那些问题？ 5-8 从现有的机器上找出两个凸轮机构应用实例，分析其类型和运动规律? A级能力训练题 1.在凸轮机构的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。 2.在凸轮机构的各种常用的推杆运动规律中，只宜用于低速的情况，宜用于 中速，但不宜用于高速的情况，而可在高速下应用。 3.设计滚子推杆盘形凸轮轮廓线时，若发现凸轮轮廓线有变尖现象，则在尺寸参数的改变 上应采取的措施是或。 4.移动从动件盘形凸轮机构，当从动件运动规律一定时，欲同时降低升程的压力角，可采 用的措施是。若只降低升程的压力角，可采用方法。 5.凸轮的基圆半径是从到的最短距离。 6.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__________________________________________。 7.与其他机构相比，凸轮机构的最大优点是。 （1）便于润滑（2）可实现客种预期的运动规律 （3）从动件的行程可较大（4）制造方便，易获得较高的精度 8.凸轮的基圆半径越小，则凸轮机构的压力角，而凸轮机构的尺寸。 （1）增大（2）减小（3）不变（4）增大或减小 9.设计凸轮廓线对，若减小凸轮的基圆半径r b，则凸轮廓线曲率半径将。 （1）增大（2）减小（3）不变（4）增大或减小