凸轮机构习题作图题

凸轮机构考试复习与练习题一、单项选择题(从给出的 A、B、CD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.( )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.( )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.( )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.( )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.( )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.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.凸轮轮廓曲线上各点的压力角是( )。A.不变的 B.变化的.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.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.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.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.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.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.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.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。.凸轮机构能使从动件按照,实现各种复杂的运动。.凸轮机构是副机构。.凸轮是一个能从动件运动规律，而具有或凹槽的构件。.凸轮机构主要由,和三个基本构件所组成。.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。.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。.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。.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。.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。.凸轮机构从动杆的形式有从动杆，从动杆和从动杆。.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。.凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮决定的。.以凸轮的半径所做的圆，称为基圆。.在凸轮机构中，从动杆的称为行程。.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。.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。.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。.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。.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。.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。.凸轮机构的从动件都是按照运动规律而运动的。.凸轮的轮廓曲线都是按完成一定的而进行选择的。.当盘形凸轮只有转动，而没有变化时，从动杆的运动是停歇。.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。.凸轮机构可以起动，而且准确可靠。.圆柱凸轮可使从动杆得到的行程。.尖顶式从动杆多用于传力、速度较以及传动灵敏的场合。.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。.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。.滚子式从动杆的滚子选用得过大，将会使运动规律“失真”。.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。.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。.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。.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”。.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。.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。.凸轮机构主要由、和三部分组成。.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。.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。.以凸轮轮廓最小向径为半径所作的圆称为圆。.若已知位移的比例尺为 3/mm,则图纸上量出的20mm1当于凸轮转角的值为 ..若已知位移的比例尺为2mm/mm，则图纸上量出的20mml1当于从动杆位移的值为 ^.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。.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。.从动杆的形式一般有,和等。.从动杆常用运动速度规律，有规律和运动规律。六、分析计算题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: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=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「丁=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1=/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r0=40mm凸轮以=20rad/s逆时针旋转。试求：(1)在B点接触时推杆的速度vB；(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r0=20mm当凸轮等速回转180°时，推杆等速移动40mm求当凸轮转角=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 =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，要求许用压力角二60。；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r0。9在直动推杆盘形凸轮机构中， 已知行程h=20mm推程运动角0=45°,基圆半径r0=50mm偏距e=20mm试计算:(1)等速运动规律时的最大压力角max(2)近似假定最大压力角(1)等速运动规律时的最大压力角max(2)近似假定最大压力角max出现在推杆速度达到最大值的位题33图置，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。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为凸轮的回转中心。直线AC与BD垂直，且o1cOA/2=30mm试计算:(1)该凸轮机构中BD两点的压力角；(2)该凸轮机构推杆的行程七、图解题ho(2)该凸轮机构推杆的行程七、图解题ho题10图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=25mme=l0mm,rT=5mm试求：(1)选定凸轮的转向3 1,并简要说明选定的原因；(2)用反转法给出当凸轮转角 =0°〜90°时凸轮的工作廓线(画图的分度要求w 15°);(3)在图上标注出8=45°时凸轮机构的压力角a。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10A=10mmrT=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r0；(2)推程运动角。、远休止角01、回程运动角 0和近休止角02；(3)最大压力角 max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rT=10mm10A=90mm1AB=70mrm转轴O到圆盘中心C的距离1oc=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”，画出基圆，求基圆半径 r0；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 。题4图 题5图.题5图所示为偏置直动推杆盘形凸轮机构， AFBCD为圆弧，ADBC为直线，AB为直线与圆弧AFB的切点。已知e=8mmr0=15mmOCOD=30mrm/COD30。，试求：(1)推杆的升程h,凸轮的推程运动角 0,回程运动角 0和远休止角02(2)推杆推程最大压力角 max的数值及出现的位置；(3)推杆回程最大压力角 max的数值及出现的位置。.题6图为一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构( 1=mm,已知凸轮的轮廓由四段圆弧组成，圆弧的圆心分别为C、G、C和。试用图解法求：(1)凸轮的基圆半径r0和推杆的升程h；(2)推程运动角。、远休止角01、回程运动角 0和近休止角02；(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.题7图所示为一摆动平底推杆盘形凸轮机构( 1=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 及推杆的角位移 ；(2)推杆的最大角位移 及凸轮的推程运动角0；(3)凸轮从初始位置回转90。时，推杆的角位移 90.题8图为一偏置直动推杆盘形凸轮机构，凸轮轮廓上的Am序口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 0,回程运动角0,推杆升程h以及推杆与凸轮在C点接触时的压力角 。.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r0=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。.试用作图法设计凸轮的实际廓线。已知基圆半径 r0= 题8图40mm推卞^长lAB=80mm滚子半径rT=l0mm,推程运动角 0=180。，回程运动角0=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O时直(如题10图所示)，推杆最大摆角 =30。，凸轮顺时针转动。[注：推程一1cos/0]2.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s曲线(要求清楚标明坐标(s)与凸轮上详细对应点号位置，可不必写步骤) 。.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r0的表达式；(2)在图中标出图示位置时凸轮的转角 、推杆位移s、机构的压力角 。题9图 题10图题11图 题12图.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 (设推杆开始上升时=0°),以及传动角 ；(2)已知推杆的运动规律为： ss(),vv(),aa(),写出凸轮廓线的方程。.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14图题题14图2图示为一摆动平底推杆盘形凸轮机构（ 邛=mm,已知凸轮的轮廓是一个偏心圆，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转角 0及推杆的角位移0；2）推杆的最大角位移max及凸轮的推程运动角 ；3）凸轮从初始位置回转90o时，推杆的角位移以；解答：1）凸轮从初始位置达到图示位置时的转角 =33o,推杆的角位移02；2）推杆的最大角位移 max=0,凸轮的推程运动角 =2160；3）凸轮从初始位置回转900时，推杆的角位移90=120。复习与练习题参考答案一、单项选择题1B2A3C4D5B6A8. A9.C10.B11.C.A13..B14..B15.A16.B.C18.B19.A20.B21.B22.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、40mm51、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六、4解：r010mmh2AO40mm(2)推程运动角0=180。，回程运动角0=180。，近休止角01=0。，远休止角02=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=min=。°<miaxHim(4)如图所示，取推杆的位移方程为AO连线与水平线的夹角为凸轮的转角sAOAOsin20(1sin)推杆的速度方程为推杆的加速度方程为v20(4)如图所示，取推杆的位移方程为AO连线与水平线的夹角为凸轮的转角sAOAOsin20(1sin)推杆的速度方程为推杆的加速度方程为v20cosa202sin(5)当10rad/s,AO处于水平位置时，8 =0°或180°,所以推杆的速度为v=(20X10cos6)mm/s=±200mm/s题4图解题题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 rT=8mm求作凸轮的实际廓线时，因为理论廓线的最小曲率半径 min6mm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「丁或增大基圆半径r。的方法来改进。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Vb r0(方向朝上)(2)假设推杆与凸轮在A点接触时凸轮的转角8为零，则推杆的运动规律为svt「0•一「0(3)因为导路方向线与接触点的公法线重合，所以压力角 =0。。(4)有冲击，是刚性冲击。7解：压力角的计算公式为ds/darctg i0 s式中，sh/0 40/,ds/d40/所以，当0’时，有arctn40/328°aicig20(40/).0当60°时，有arctn40/209°aicig20(40/)./3当120°时，有arctg——40/ 15.2620(40/)2/3180°时，有arctg _40L20(40/11.98°8解：基圆半径的计算公式为ds/d

tgnv

s stg[]推程段：由于是等速运动规律，速度V等于常数，当0°180°时，有arctg _40L20(40/11.98°8解：基圆半径的计算公式为ds/d

tgnv

s stg[]推程段：由于是等速运动规律，速度V等于常数，当0°时，有Smin=0,故有回程段：由于是等加速、vtgM30/t/t)tg300mm16.54mm等减速运动规律，当0/2时,vmax4h4h 2(/4)(/2)24h此时s=h/2,故有V

tg[]

比较推程、4hs V

tg[]

比较推程、4hs tg[]tg6030——15mm7.05mm回程段的最大基圆半径，最后取凸轮的基圆半径为r016.54mm。9解:（1）计算等速运动规律时的（1）计算等速运动规律时的max♦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(a),ds/d-e

arctg (a)2 2r0 es推程为等速运动规律时， ds/dh/0常数，由式（推程为等速运动规律时， ds/dh/0常数，由式（a）可知,s=0,max20/(/4)20a吁502—202一648maxarctg(ds/d)20/(/4)20a吁502—202一648maxarctg(ds/d)-e2e2h/2(b)1）等加速等减速运动:ds h2dmax0402 mm50.93mm/4r02e2h/2 .50220220/2mm55.8mm代入式（b）解得max292）简谐运动:h/maxarctg ,r0（2）近似计算max:依题意，假定max发生在V=Vmax的位置，即ds/d=（ds/d）max时。这时，相应的0/2,sh/2。因此，式（a）可写为代入式(b)解得ds20max/2mm40mm代入式(b)解得ds20max/2mm40mmr02eh/255.8mmmax19433)摆线运动规律:计算从略，其最大压力解与等加速等减速运动相同，即10解：(1)计算从略，其最大压力解与等加速等减速运动相同，即10解：(1)由图可知，B、D两点的压力角为BDarctgO1o/OBmaxarctg0.526.565(2)行程 h2O1O(230)mm60mm七、图解题1解：将推程角12等分，由推程段的角位移方程 30/180 /6,可得各等分点推杆的角位移值 。取尺寸比例尺0.001m/mm作图，凸轮廓线如图所示。题1图解2解:题2图解(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 产mm乍图，凸轮廓线如图所示；(3)如图所示，当 =45。时，=。。3解：取尺寸比例尺 产mm乍图，得题3图解(1)推杆的行程h=,基圆半径r0=30mm(2)推程运动角 0=187° ,回程运动角 0=173°,近休止角 01=0° ,远休止角 02=0。；(3)当滚子与凸轮廓线在D点接触时压力角最大，其值为 max=30。；(4)从B点接触到C点接触时凸轮所转过的角度为 =313°,推杆的位移为s=17mm(5)在C点接触时凸轮机构的压力角为 C=2°o4解：取尺寸比例尺 尸mm乍图，得(1)图示位置凸轮机构的压力角为 =°,基圆半径r0=2X15=30mm(2)推杆由最低位