第五章 凸轮机构 一、填空题 1.凸轮机构主要是由一、 和固定机架三个基本构件所组成。 2.按凸轮的外形，凸轮机构主要分为凸轮和凸轮两种基本类型。 3.从动杆与凸轮轮廓的接触形式有、和平底三种。 4.以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为凸轮的_一。 5.凸轮理论轮廓曲线上的点的某点的法线方向（即从动杆的受力方向）与从动 杆速度方向之间的夹角称为凸轮在该点的。 6.随着凸轮压力角α增大，有害分力F2将会而使从动杆自锁“卡死”，通 常对移动式从动杆，推程时限制压力角α 7.凸轮机构从动杆等速运动的位移为一条线，从动杆等加速等减速运动的 位移曲线为一条线。 8.等速运动凸轮在速度换接处从动杆将产生冲击，引起机构强烈的振动。 9.由有限值的突发引起的冲击为刚性冲击。 10.由有限值的突发引起的冲击为柔性冲击。 11.从动杆的端部形状有 、和平底三种。 12.增大基圆半径，凸轮机构的压力角。 13.减小基圆半径，凸轮机构的增大。 二、选择题 1.凸轮机构的移动式从动杆能实现。 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 2.凸轮与从动件接触处的运动副属于。 a高副 b转动副 c移动副 3.要使常用凸轮机构正常工作，必须以凸轮。 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 4.在要求的凸轮机构中，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 5.使用滚子式从动杆的凸轮机构，为避免运动规律失真，滚子半径r与凸轮理 论轮廓曲线外凸部分最小曲率半径ρ最小之间应满足
第五章 凸轮机构 一、填空题 1.凸轮机构主要是由____、____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____凸轮和____凸轮两种基本类型。 3.从动杆与凸轮轮廓的接触形式有____、____和平底三种。 4.以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为凸轮的____。 5.凸轮理论轮廓曲线上的点的某点的法线方向(即从动杆的受力方向）与从动 杆速度方向之间的夹角称为凸轮在该点的____。 6.随着凸轮压力角α增大，有害分力 F2 将会____而使从动杆自锁“卡死”，通 常对移动式从动杆，推程时限制压力角α____。 7.凸轮机构从动杆等速运动的位移为一条____线，从动杆等加速等减速运动的 位移曲线为一条____线。 8.等速运动凸轮在速度换接处从动杆将产生____冲击，引起机构强烈的振动。 9.由____有限值的突发引起的冲击为刚性冲击。 10.由____有限值的突发引起的冲击为柔性冲击。 11.从动杆的端部形状有____、____和平底三种。 12.增大基圆半径,凸轮机构的压力角____。 13.减小基圆半径,凸轮机构的____增大。 二、选择题 1.凸轮机构的移动式从动杆能实现____。 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 2.凸轮与从动件接触处的运动副属于____。 a 高副 b 转动副 c 移动副 3.要使常用凸轮机构正常工作，必须以凸轮____。 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 4.在要求____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 5.使用滚子式从动杆的凸轮机构，为避免运动规律失真，滚子半径 r 与凸轮理 论轮廓曲线外凸部分最小曲率半径ρ最小之间应满足____
ar>p最小 br=p最小 cr〈p最小 6.凸轮与移动式从动杆接触点的压力角在机构运动时是。 a恒定的 b变化的 c时有时无变化的 7.当凸轮转角6和从动杆行程H一定时，基圆半径。与压力角α的关系是一。 arb愈小则愈小 br。愈小则a愈大 cr。变化而a不变 8.下列凸轮机构中，图所画的压力角是正确的。 b 9.在减小凸轮机构尺寸时，应首先考虑 a压力角不超过许用值 b凸轮制造材料的强度 c从动件的运动规 律 10.下述凸轮机构从动件常用运动规律中存在刚性冲击的是 a等速 b等加速等减速 c正弦加速度 11.下述凸轮机构从动件常用运动规律中存在柔性冲击的是。 a等速 b等加速等减速 c正弦加速度 三、判断题 1.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。 2.平底从动杆不能用于具有内凹槽曲线的凸轮。 3.凸轮机构的等加速等减速运动，是从动杆先作等加速上升，然后再作等减速 下降完成的。 4.凸轮压力角指凸轮轮廓上某点的受力方向和其运动速度方向之间的夹角。 5,凸轮机构从动件的运动规律是可按要求任意拟订的。 6.凸轮机构的滚子半径越大，实际轮廓越小，则机构越小而轻，所以我们希望 滚子半径尽量大。 7.凸轮机构的压力角越小，则其动力特性越差，自锁可能性越大
a r >ρ最小 b r =ρ最小 c r <ρ最小 6.凸轮与移动式从动杆接触点的压力角在机构运动时是____。 a 恒定的 b 变化的 c 时有时无变化的 7.当凸轮转角δ和从动杆行程 H 一定时，基圆半径 rb 与压力角α的关系是____。 a rb 愈小则愈小 b rb 愈小则 a 愈大 c rb 变化而α不变 8.下列凸轮机构中，图____所画的压力角是正确的。 9.在减小凸轮机构尺寸时，应首先考虑____。 a 压力角不超过许用值 b 凸轮制造材料的强度 c 从动件的运动规 律 10.下述凸轮机构从动件常用运动规律中存在刚性冲击的是____。 a 等速 b 等加速等减速 c 正弦加速度 11.下述凸轮机构从动件常用运动规律中存在柔性冲击的是____。 a 等速 b 等加速等减速 c 正弦加速度 三、判断题 1.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。 2.平底从动杆不能用于具有内凹槽曲线的凸轮。 3.凸轮机构的等加速等减速运动，是从动杆先作等加速上升，然后再作等减速 下降完成的。 4.凸轮压力角指凸轮轮廓上某点的受力方向和其运动速度方向之间的夹角。 5.凸轮机构从动件的运动规律是可按要求任意拟订的。 6.凸轮机构的滚子半径越大，实际轮廓越小，则机构越小而轻，所以我们希望 滚子半径尽量大。 7.凸轮机构的压力角越小，则其动力特性越差，自锁可能性越大
8.等速运动规律运动中存在柔性冲击。 9.凸轮的基圆半径越大，压力角越大。 10.常见的平底直动从动件盘形凸轮的压力角是0°。 11.凸轮的回程的最大压力角可以取得更大些。 四、简答题 1.什么是凸轮的理论廓线和实际廓线？ 2.当凸轮不是尖顶从动件时，能否直接会出实际廓线？ 3.试比较尖顶、滚子和平底从动件的优缺点，并说明它们的使用场合。 4.等速运动规律运动中有无刚性冲击？ 5.什么是柔性冲击？发生柔性冲击的凸轮，其运动线图有何特征？ 举例说明哪种运动规律存在柔性冲击。 6.基圆半径是指凸轮理论廓线上的最小半径还是实际廓线上的最小半径？ 7.在一个直动平底从动件盘形凸轮机构中，原设计从动件导路是对心的，但 使用时从动件若为偏心安置，试问此时从动件运动规律是否改变？ 8.什么是“运动失真”现象？其产生原因是什么？ 9.两个不同轮廓曲线的凸轮，是否可以使从动件实现同样的运动规律？ 10.简述对心移动滚子从动件盘形凸轮的设计主要过程。 11.图解法设计滚子从动件凸轮机构时，如果出现实际轮廓线变尖或相交叉， 可以采取哪些方法来解决？ 12.凸轮的许用压力角是根据什么条件决定的？在回程时为什么许用压力角可 以取得大些？ 13.凸轮机构中，刚性冲击是指什么？举出一种存在刚性冲击的从动件常用运 动规律。 14.凸轮机构中，柔性冲击是指什么？举出一个具有柔性冲击的从动件常用运 动规律。 15.凸轮机构的最大压力角要小于许用压力角，为什么？如何用量角尺简易地 测定直动从动件盘形凸轮的压力角？ 16.凸轮轮廓的设计准则是什么？ 17.采用滚子从动件时，要注意什么问题，从动件运动才不会“失真”。 18.设计凸轮时，基圆半径的确定原则是什么？
8.等速运动规律运动中存在柔性冲击。 9.凸轮的基圆半径越大，压力角越大。 10.常见的平底直动从动件盘形凸轮的压力角是 0º。 11.凸轮的回程的最大压力角可以取得更大些。 四、简答题 1.什么是凸轮的理论廓线和实际廓线？ 2.当凸轮不是尖顶从动件时，能否直接会出实际廓线？ 3.试比较尖顶、滚子和平底从动件的优缺点，并说明它们的使用场合。 4.等速运动规律运动中有无刚性冲击？ 5.什么是柔性冲击？发生柔性冲击的凸轮，其运动线图有何特征？ 举例说明哪种运动规律存在柔性冲击。 6.基圆半径是指凸轮理论廓线上的最小半径还是实际廓线上的最小半径？ 7.在一个直动平底从动件盘形凸轮机构中，原设计从动件导路是对心的，但 使用时从动件若为偏心安置，试问此时从动件运动规律是否改变？ 8.什么是“运动失真”现象？其产生原因是什么？ 9.两个不同轮廓曲线的凸轮，是否可以使从动件实现同样的运动规律？ 10.简述对心移动滚子从动件盘形凸轮的设计主要过程。 11.图解法设计滚子从动件凸轮机构时，如果出现实际轮廓线变尖或相交叉， 可以采取哪些方法来解决？ 12.凸轮的许用压力角是根据什么条件决定的？在回程时为什么许用压力角可 以取得大些？ 13.凸轮机构中，刚性冲击是指什么？举出一种存在刚性冲击的从动件常用运 动规律。 14.凸轮机构中，柔性冲击是指什么？举出一个具有柔性冲击的从动件常用运 动规律。 15.凸轮机构的最大压力角要小于许用压力角，为什么？如何用量角尺简易地 测定直动从动件盘形凸轮的压力角？ 16.凸轮轮廓的设计准则是什么？ 17.采用滚子从动件时，要注意什么问题，从动件运动才不会“失真”。 18.设计凸轮时，基圆半径的确定原则是什么？
五、分析计算题 1,就图所示盘形凸轮完成下列解答：(1)画出基圆、理论轮廓曲线和图位压 力角。指出实际轮廓曲线。当凸轮上A、B两点与从动件接触时、压力角如何变 化？(2)从动件上升和下降，凸轮转角δ和从动件相应的行程h各为多少？ 2.按图等加速等减速凸轮轮廓曲线绘制出从动杆位移曲线。 9 3.移动从动件盘形凸轮机构，已知：推程时凸轮的转角Φ=r/2,行程h=50mm。 求：当凸轮转速ω1=10s时，等速、等加等减速、余弦和正弦加速四种常用 的基本运动规律的最大速度vmax,最大加速度amax的值，及所对应的凸轮转 角中。 4·己知一对心直动平底从动件盘形凸轮机构。0为凸轮回转中心，凸轮是一 偏心圆，圆心为0，半径为r,偏距为e,0,连线与从动件导路中心线之夹角为 0。试用e和0来表示从动件的位移s、速度v、加速度a。 5.一从动件的运动规律为：从动件按简谐运动规律上升30m,对应凸轮转角 Φ=180°：从动件以等加、等减速运动规律返回原处，对应凸轮转角是120°： 当凸轮转过剩余角度时，从动件不动。试绘制出从动件的位移曲线。 6.绘制从动件的位移曲线。从动件以正弦加速运动规律上升，升程为32mm
五、分析计算题 1 .就图所示盘形凸轮完成下列解答 ：(1）画出基圆、理论轮廓曲线和图位压 力角。指出实际轮廓曲线。当凸轮上 A、B 两点与从动件接触时、压力角如何变 化？(2)从动件上升和下降，凸轮转角δ和从动件相应的行程 h 各为多少？ 2.按图等加速等减速凸轮轮廓曲线绘制出从动杆位移曲线。 3 .移动从动件盘形凸轮机构,已知：推程时凸轮的转角Φ=π/2，行程 h=50mm。 求：当凸轮转速ω1=10s-1 时，等速、等加等减速、余弦和正弦加速四种常用 的基本运动规律的最大速度υmax，最大加速度αmax 的值，及所对应的凸轮转 角ψ。 4 .已知一对心直动平底从动件盘形凸轮机构。O1 为凸轮回转中心，凸轮是一 偏心圆，圆心为 O，半径为 r，偏距为 e,O1 连线与从动件导路中心线之夹角为 θ。试用 e 和θ来表示从动件的位移 s、速度υ、加速度α。 5 .一从动件的运动规律为：从动件按简谐运动规律上升 30mm，对应凸轮转角 Φ=180°；从动件以等加、等减速运动规律返回原处，对应凸轮转角是 120°； 当凸轮转过剩余角度时，从动件不动。试绘制出从动件的位移曲线。 6 .绘制从动件的位移曲线。从动件以正弦加速运动规律上升，升程为 32mm
对应凸轮推程角Φ=120°：凸轮继续转过60°，从动件不动，凸轮转过剩余角 度时，从动件等速返回。 7.设计一对心直动滚子从动件盘形凸轮。己知凸轮基圆半径r.=40mm,滚子半 径r=10mm,凸轮顺时针回转，从动件按题24运动规律运动。并校验机构压力 角。 8,设计一偏置式尖底推杆盘状凸轮。凸轮顺时针回转，推杆导路偏于凸轮回 转中心左侧，偏距e=10mm,基圆半径r.=30mm,从动件按题24运动规律运动。 9,设计一对心平底移动从动件盘形凸轮，并确定从动件平底的宽度，已知基 圆半径r。=50mm,从动件平底垂直于导路，其运动按题24运动规律，凸轮顺时 针回转。 10,设计一平底摆动从动件盘形凸轮。凸轮回转方向和从动件摆动方向及初始 位置如图所示。已知中心距0A=50mm,基圆半径r0=20mm,从动件的运动规律 为：凸轮推程角Φ=180°从动件以余弦加速度运动规律顺时针摆动中max=15°： 回程以等速运动规律返回。并确定从动件的长度。 11.试设计一轴向移动滚子从动件圆柱凸轮。己知凸轮的平均直径D0=80mm, 从动件的动程h=60mm,滚子半径r=10mm,从动件按题24的运动规律运动。 12.设计一滚子摆动从动件盘形凸轮。己知中心距0A=80mm,摆杆长度 AB=50mm,滚子半径r=10mm,从动件摆角中=30°，从动件起始位置与连心线0A 之夹角中。=15°凸轮顺时针转动，从动件的运动规律如题24。 13.己知一对心尖底推杆盘状凸轮机构。其凸轮轮廓为一偏心圆，该圆直径 D=40mm,偏距e=8mm,凸轮顺时针转动。试求：(1)画出该凸轮机构的运动 简图，要求从动件与凸轮在推程角中=90°处相接触：(2)画出基圆，并求出 基圆半径r.的值：(3)标出最大压力角amax和最小压力角amin的位置，并测 出其大小。 14,一简易冲床的初拟设计方案如图。设计者的思路是：动力由齿轮1输入， 使轴A连续回转：而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上 下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并 提出修改措施
对应凸轮推程角Φ=120°；凸轮继续转过 60°，从动件不动，凸轮转过剩余角 度时，从动件等速返回。 7 .设计一对心直动滚子从动件盘形凸轮。已知凸轮基圆半径 rb=40mm,滚子半 径 r=10mm,凸轮顺时针回转，从动件按题 24 运动规律运动。并校验机构压力 角。 8 .设计一偏置式尖底推杆盘状凸轮。凸轮顺时针回转，推杆导路偏于凸轮回 转中心左侧，偏距 e=10mm,基圆半径 rb=30mm，从动件按题 24 运动规律运动。 9 .设计一对心平底移动从动件盘形凸轮，并确定从动件平底的宽度，已知基 圆半径 rb=50mm，从动件平底垂直于导路，其运动按题 24 运动规律，凸轮顺时 针回转。 10 .设计一平底摆动从动件盘形凸轮。凸轮回转方向和从动件摆动方向及初始 位置如图所示。已知中心距 OA=50mm，基圆半径 r0=20mm，从动件的运动规律 为：凸轮推程角Φ=180°从动件以余弦加速度运动规律顺时针摆动ψmax=15°； 回程以等速运动规律返回。并确定从动件的长度。 11 .试设计一轴向移动滚子从动件圆柱凸轮。已知凸轮的平均直径 D0=80mm， 从动件的动程 h=60mm,滚子半径 r=10mm，从动件按题 24 的运动规律运动。 12.设计一滚子摆动从动件盘形凸轮。已知中心距 OA=80mm，摆杆长度 AB=50mm，滚子半径 r=10mm,从动件摆角ψ=30°，从动件起始位置与连心线 OA 之夹角ψ0=15°凸轮顺时针转动，从动件的运动规律如题 24。 13 .已知一对心尖底推杆盘状凸轮机构。其凸轮轮廓为一偏心圆，该圆直径 D=40mm，偏距 e=8mm ,凸轮顺时针转动。试求：(1） 画出该凸轮机构的运动 简图，要求从动件与凸轮在推程角ψ=90°处相接触；(2) 画出基圆，并求出 基圆半径 rb 的值；(3) 标出最大压力角αmax 和最小压力角αmin 的位置，并测 出其大小。 14 .一简易冲床的初拟设计方案如图。设计者的思路是：动力由齿轮 1 输入， 使轴 A 连续回转；而固装在轴 A 上的凸轮 2 与杠杆 3 组成的凸轮机构将使冲头 4 上 下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并 提出修改措施
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第五章习题及答案 一、填空题： 1.凸轮，从动件 2.盘形，圆柱 3.尖顶，滚子 4.基圆 5.压力角 6.增大，30°~40° 7.直线，曲线 8.刚性 9.速度 10.加速度 11.尖顶，滚子 12.减小 13.压力角
第五章习题及答案 一、填空题: 1.凸轮,从动件 2.盘形,圆柱 3.尖顶,滚子 4.基圆 5.压力角 6.增大,30°~ 40° 7.直线,曲线 8.刚性 9.速度 10.加速度 11.尖顶,滚子 12.减小 13.压力角