《机械设计基础》试题及答案

一．填空题：

机械设计根底.凸轮主要由〔 凸轮 〔从动件〕和(机架三个根本构件组成。.凸轮机构从动件的形式有由〔尖顶〕从动件，( 滚子〕从动件和〔平底〕从动件。.按凸轮的外形可分为〔盘型〕凸轮〔移动〕凸轮〔圆柱〕凸轮〔曲面 〕.常用的间歇运动机构有〔 棘轮〕机构〔槽轮〕机构〔凸轮间歇〕机构和(完全齿)机构等几种。5 螺纹的旋向有〔 左旋〕和〔右旋 〕;牙形有(三角形).(梯形).(矩形).(锯齿形)6. 标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的〔法面模数〕和〔法面压力角〕都相等，齿轮的〔 螺旋〕相等〔旋向 〕_相反一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=150,b=500,c=300,d=400， 当取c杆为机架时，它为〔曲柄摇杆〕机构；当取d杆为机架时，则为〔双摇杆 〕机构。平面连杆机构当行程速比K〔 ＞1 〕时，机构就具有急回特性。曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是：当为〔曲柄〕主动件〔曲柄与机架〕共线时。螺纹联接的根本类型〔螺栓联接 〔 双头螺柱联接〔 螺钉联接、〔紧定螺钉联接 〕四种。轮系按其轴相对机架是固定还是运动的可分〔定轴 轮系〔周转 轮系。滚动轴承代号为；各局部的含义是：6承 表示〔宽度系数 ；〔内径代号 5表示〔精度公差等级 。16.螺纹的公称直径是指它的〔大径〕，螺纹“”的含义是〔左旋细牙螺纹公称12〕。(大径)。M16*2162)。“6215”的含义是_〔“6“_表示是一般深沟球轴承，2_是宽度系列5一调整螺旋，承受双线粗牙螺纹，螺距为3毫米，为使螺母相对螺杆沿轴线移动2毫米，则螺杆应转 1/3 圈。凸轮机构中的压力角是指 轮上接触点的切线与从动件的运动速度方向 间的夹角。在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时摇杆往复摇摆的平均速度不同的运动特性称为 急回特性 。为保证四杆机构良好的机械性能， 传动角 不应小于最小许值承受螺纹联接时假设被联接件总厚度较大切材料较软在需要常常装卸的状况下，宜承受 双头螺栓联接 。用于薄壁零件联接的螺纹，宜承受 三角形细牙螺纹 。带传动的主动轮直径d1=180mm,转速n1=940rpm,从动轮直径d2=710mm，转速n2=233rpm,,则弹性滑动系数为ε=- 。以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为凸轮的 基圆 。仿形法加工齿轮，依据被加工齿轮的 模数，齿轮 选择刀号。图示机构要有确定运动需要有 1 个原动件。国标规定：三角带有 YZABCDE 七种类型传递力气最大的为 Y 的为 E 型。代号A1000表示 A型带基准长度1000mm 。A、B、C三种类型的一般平键b、h、h一样，则工作中受挤压面积最大的应属_B 型。机构的最小运动单元称为 构件 ，机器的最小制造单元称为_零件 。螺纹联接的根本类型主要有 螺栓联接 ， 螺钉联接 ， 双头螺柱联接 ， 紧定螺钉联接 。链“B18X80”的含义是 B_型键宽度_b=18mm,长度L=80mm 。〔每题1分，共0分〕运动副是联接，联接也是运动副。错四杆机构中，曲柄的极位夹角θ越大，机构的急回特性也越显著。对在实际生产中，机构的“死点”位置对工作都是不利的，处处都要考虑抑制。错分度圆上压力角的变化，对齿廓的外形有影响。对也没有影响。错铰链四杆机构中最短的构件确定是曲柄。 错通过离合器联接的两轴可在工作中随时分别。错凸轮转速的凹凸，影响从动杆的运动规律。错槽轮机构的主动件确定是拔盘。错渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，由于安装不准确，产生了中心距误差，但其传动比的大小仍保持不变。对螺钉联接用需要常常拆卸的场合。错渐开线园柱齿轮齿廓曲线上各点的压力角都相等，且等于20°。错同一模数和同一压力角，但不同齿数的两个齿轮，可以使用一把齿轮刀具进展加工。对齿轮传动时，重合度越大，传动时就会平稳。错闭式软齿面齿轮传动，应先按齿面接触疲乏强度进展设计，再按弯曲疲乏强度校核齿根的弯曲强度。对蜗杆的旋向不会影响蜗轮的传动方向。错当轴上有多处键槽时，应使各键槽位于轴的同一母线上。对滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。对工作中转动的轴称为转轴。错〔每题1.5分，共35分〕.对于铰链四杆机构当满足杆长之和的条件时假设取( C)为机架，将得到双曲柄机构。A．最长杆B．与最短杆相邻的构件D．与最短杆相对的构件.凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮的〔D〕所打算的。AB．滚子CD．轮廓曲线对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，假设取〔B〕为机架，确定会得到曲柄摇杆机构。A.B.与最短杆相邻的构件C．最短杆D.与最短杆相对的构件为保证平面四杆机构良好的传力性能，〔B〕不应小于最小许用值。B．传动角C．极位夹角D．啮合角.平面四杆机构无急回特性时，行程速比系数(C)。A1B1C1.机器与机构的区分在于(C)。A.B.它们各局部之间是否有确定C.在工作时是否能完成有效的机械功或能量转化曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件，则传动角是〔D 〕。A摇杆两个极限位置之间的夹角 B 连杆与摇杆之间所夹锐角C连杆与曲柄之间所夹锐角 D 摇杆与机架之间所夹锐角图示机构中有〔 A〕虚约束。A 1个 B2个 C3个D没有在双曲柄机构中三杆长度为a=80，b=150，c=120，则d杆长度为〔 C〕。A d<110 B d<190 C 110≤d≤190以下凸轮机构中，图 B 所画的压力角是正确的。凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮〔B 〕所打算的。A 转速 B 轮廓曲线 C 外形图示机构要有确定运动，需要有〔A〕原动件。A 1个 B 2个 C 3个 D 没有承受螺纹联接时，假设被联接件总厚度较大，且材料较软，在需要常常装卸的状况下，宜承受〔B 〕。A螺栓联接 B 双头螺栓联接 C螺钉联接C 作为公称长度的。外周长度B.内周长度C.基准长度D.常用螺纹的线数有单线双线三线三种，其中用于联接和用于传动的各_A 。A.一种和两种B.一种和三种C.两种和两种D.两种和三种对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，假设C 为机架，将得到双曲柄机构。最长杆B.与最短杆相邻的构件C.最短杆D.与最短杆相对的构件16.标准三角带型号的选定，取决于 A 。A.传递的功率B.带的线速度C.带的圆周力D.高速轴上的扭矩17.A)A.疲乏点蚀和磨损B.磨损和塑性变形C.疲乏点蚀和塑性变形D.18.螺栓的强度计算是以螺纹的_A 来计算的。A.小径B.中径C.大径D.19.V带传开工作时，与带轮轮槽接触是_C 。A.带的底面B.带的顶面C.带的两侧面D.20.在不完全液体润滑径向滑动轴承的设计中限制pv值的主要目的是防止轴承_A A.过度磨损B.塑性变形C.疲乏破坏D.温升过高键的长度尺寸确定的方法是_C 确定。按轮毂长度B.按轮毂长度和标准系列C.经强度校核后再按标准系列D.对正常齿制标准渐开线直齿圆柱齿轮，当用齿条刀具加工时不发生根切的最小齿数，Zmin= B 。A.14B.17C.21D.23平键、花键、导向键和半圆键的联接都属于 B A.紧键联接B.松键联接C.不行拆联接D.载荷不大，多支点支承的轴系，宜选用 A BCD.圆柱滚子轴承汽车下部，由发动机、变速器、通过万向联轴器带动后轮差速器的轴，是 C A.心轴B.转轴C.传动轴D.一般平键联接传递动力是靠 B A.两侧面的摩擦力C.上下面的挤压力在以下四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是_B 。208C.30208D.51208以下四种螺纹中，传动性能最好的是(D).C.梯形螺纹一般平键有三种型式,其中_C A.圆头B.平头C.单圆头D.能满足超越要求的机构是_B A.外啮合棘轮机构C.外啮合槽轮机构以下四种螺纹中，自锁性能最好的是 A_。A.粗牙一般螺纹C.梯形螺纹在V带传动设计中，假设V带带速过大，则带的 B_将过大，而导致带的寿命降低。A.拉应力B.离心拉应力C.弯曲应力D.4.VYF型的截面面积最小。(错)5一端固定、一端游动支承构造比较简洁，但工作稳定性好，适用于工作温度变化较轴系的两端固定支承使构造简洁，便于安装，易于调整，故适用于工作温度变化不非液体摩擦滑动轴承，验算压强p≤[p]的目的在于避开轴承产生点蚀。(错)运动副的作用，是用来限制或约束构件的自由运动的。(对)外啮合槽轮机构，槽轮是从动件，而内啮合槽轮机构，槽轮是主动件。(错)平键的三个尺寸都是按轴的直径在标准中选定的。(对)斜齿轮传动的平稳性和同时参与啮合的齿数都比直齿轮高，全部斜齿轮多用于高速一对齿轮啮合时,两齿轮的〔 A〕始终相切。A分度圆 B 基圆 C 节圆 D齿根圆一般来说〔A 〕更能承受冲击〔B 〕更适合于较高的转速下工作。A 滚子轴承 B 球轴承11．高速重载齿轮传动中，当散热条件不良时，齿轮的主要失效形式是〔D〕。A 轮齿疲乏折断 B齿面点蚀 C 齿面磨损D齿面胶合 E 齿面塑性变形12．斜齿制圆柱齿轮法面模数与端面模数的关系是〔B 。A m msin B m mcos C m mcosn t n t n t渐开线齿轮实现连续传动的条件是重合度ε为〔 C 。A ε<1 B ε=0 C ε≥115．带传动时，最大应力发生在〔C。A 小带轮的松边15．带传动时，最大应力发生在〔C。A 小带轮的松边B大带轮的松边C 小带轮的紧边D大带轮的紧边16．键联接的主要用途是使轮与轮毂之间 C A沿轴向固定并传递轴向力B沿轴向可作相对滑动并具有导向性C沿周向固定并传递扭矩D安装拆卸便利打算渐开线齿廓外形的根本参数是〔C 。A 模数 B 模数和齿数 C 模数、齿数和压力角下面四个标准圆柱齿轮中，渐开线外形一样是〔A.B〕；能用同一把滚刀加工的是〔A.D 〕。A m1=4mm,z1=25 B m2=4mm,z2=50C m3=3mm,z3=60 D m4= z4=40斜齿圆柱齿轮，螺旋角取的越大，则传动的平稳性〔 A 〕。A 越高 B 越低 C 没有影响带传动主要是依靠〔B 〕来传递运动和功率的，A 带和两轮之间的正压力 B 带和两轮接触面之间的摩擦力C 带的紧边拉力 D 带的初拉力22．带在工作时产生弹性滑动，是由于〔C〕。A 带不是确定挠性件 B 带与带轮间的摩擦系数偏低C 带的紧边与松边拉力不等 D 带绕过带轮产生离心力四．简答题： 〔每题5分，共10分〕1、机构的“死点”位置在什么状况下需要抑制？在什么状况下应当利用？答：运动时抑制，固定夹紧时利用2、简述“二力平衡公理”和“作用力与反作用力公理”的区分。作用力与反作用力的受力物体必定是两个，大小一样，方向相反，作用在同始终线上。3、为什么要限制齿轮的最少齿数？答：防止加工过程中切根〔17〕.4、轴的构造设计主要考虑的因素有哪些？答：轴的毛坯种类、轴上的载荷大小和分布状况、轴上零件的布置及固定方式、轴承〔轴上零件的轴向、周向定位，装拆，加工工艺〕5、常用螺纹的种类有哪些？各用于什么场合答：常用螺纹的种类有一般螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹，前两种主要用于联接，后三种主要用于传动。6、四杆机构曲柄存在的条件是什么？答：答：1.连架杆与机架中必有一杆为四杆机构中的最短杆；2.最短杆与最长杆杆长之和应小于或等于其余两杆之和〔通常称此为杆长和条件〕。7何确定的？答：齿轮的失效形式有五种1：轮齿折断。减缓措施：增大齿根的圆角半径、提高齿面加工精度增大轴及支承的刚度。2：齿面点蚀。改进措施：提高齿面硬度、降低外表粗糙度 增大润滑油粘度。3：齿面磨损。改进措施：承受闭式传动、降低齿面粗糙度 保持良好的润滑。4：齿面胶合。改善措施：提高齿面硬度、降抵齿面粗糙度、选用抗胶合性能较好的齿轮副材料、承受抗胶合润滑油、削减模数、降低齿高。5：塑性变形。改善措施：提高齿面硬度、承受粘度高的润滑油。齿轮强度设计准则确实定是根椐齿轮传动的工作方式齿轮的材料、硬度、失效形式来定的。一般来说，带传动的打滑多发生在大带轮上还是小带轮上？答：小带轮，由于它接触面积小在什么状况下凸轮机构的从动杆才能得到运动的停留？答：向径、高度无变化11.螺纹联接的自锁条件是什么？在公称直径，螺旋升角，摩擦系数一样的状况下，试比较三角形螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹的自锁性〔简述理由〕。答：螺旋升角小于当量摩擦角；由于当量摩擦角的关系，三角螺纹自锁最好，矩形最差5.为什么常将轴设计为阶梯轴？答：考虑轴上零件轴向定位、装拆〔每题10分，共20分〕1＝150m传动比i=4,112Z=20。试确定这对齿轮的模数mZd、1 2 2齿顶圆直径d、齿根圆直径d。a2 f2解答：Z2=iZ1=4×20=80 ha=ha*mm=2a/(z1+z2)=2×150/100=3mm hf=(ha*+c*)md2=mZ2=240mm 齿距p=πm=3.14*3=da2=d2+2ha*m=240+2×3=246mmdf2=d2-2(ha*+c*)m=240-2××3=mm2.z1

15，z225，z215，z330，z

15，z4〔右旋，351z430，z560，z351

20〔m=4m。假设

500r/min，转向如图中箭头所示，求6线速度的大小和方向。解：i15=z2z3z4z5/z1z2’z3’z4’=25x30x30x60/15x15x15x2=200mmn5’d5’=mz5’=4x20=80mmv6=v5’=n5’πd5’/s方向向右1 2 2 3 1 H3Z=30，Z=20，Z`=30，`Z=74n=100转/n。1 2 2 3 1 Hn3=0,(n1-nh)/(n3-nh)=-z2z3’/z1z2’.N4.一对外啮合齿轮标准直齿圆柱挂齿轮传动，测得其中心距为160mm.两齿轮的齿数分别为Z=20，Z=44，求两齿轮的主要几何尺寸。1 2解：m=5 ，d1=100 ，d2=220 ，da1=100+10=110 da2=220+10=230df1=100-12.5=87.5df25. Z1=15，Z2=25，Z3=20，Z4=60。n1=200r/min〔顺时针〕n4=50r/min〔顺时针〕试求H的转速。解：i14^H=n1-nH/n4-nH=-(z2z4/z1z3)(200-nH)/(50-nH)=-25*60/15*20=-5nH=75r/minha*=1，c*=0.25。试设计这对齿轮传动。解：依据题意要求中心距不变，修复大齿轮，即大齿轮负变位，小齿轮正变位。依据大齿轮的磨损状况，通过对大齿轮进展负变位，把磨损局部切掉。2的齿顶圆直径为：mz2+2ha*m=4×96+2×1×4=3922的齿顶圆直径为：da2=392-8=384齿轮负变位后：da2=mz2+2(ha*+x2)m即：X2＝{(da2-mz2)/2m}-ha*＝{(384-4x96)/2x4}-1＝-1为了保持中心距不变，可对设计的小齿轮进展正变位，x1=-x2=1几何尺寸计算如下：分度圆直径：d1=mz1=4×24=96mm d2=mz2=4×96=384mm齿顶圆直径：da1=mz1+2(ha*+x1)m=4×24+2×(1+1)×4=112mmda2=mz2+2(ha*+x2)m=4×96+2×(1-1)×4=384mm齿根圆直径：df1=mz1-2(ha*+c*-x1)m=4×24-2×(1+0.25-1)×4=94mmdf2=mz2-2(ha*+c*-x2)m=4×96-2×(1+0.25+1)×4=366mm4.在图示输送带的减速器中，z1=10，z2=32，z3=74，z4=72，z2”=30及电动机的1450r/min，求输出轴的转速n4。解：由题，1-2-3-H为行星轮系…..〔1〕1-2-2’-4-H为差动轮系…….〔2〕4-2’-2-3-H为行星轮系由〔1〕得：i1H=n1/n4=1-i13^H=42/5联立上式得：n4=6.3r/minn1一样3章凸轮机构习题与参考答案一、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．设计较为简洁 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．制造便利，易获得较高的精度 D．从动件的行程可较大盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。摇摆尖顶推杆 B．直动滚子推杆C．摇摆平底推杆 D．摇摆滚子推杆对于直动推杆盘形凸轮机构来讲，在其他条件一样的状况下，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。偏置比对心大 B．对心比偏置大C．一样大 D．不愿定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〕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，可承受 措施来解决。增大基圆半径 B．改用滚子推杆C．转变凸轮转向 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〔 〕对于较简洁的凸轮轮廓曲线，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，传力力气大。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。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根底是〔 。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〔 。

基圆半径越大，压力角偏小凸轮机构的工作不利C.凸轮机构的工作无影响

凸轮机构的工作有利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当，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，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．假设使凸轮轮廓曲线在任何位置都不变尖，也不变成叉形，则滚子半径必需〔外凸局部的最小曲率半径。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〔

理论轮廓。A.尖顶式 B.滚子式 C.平底式二、填空题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。滚子推杆盘形凸轮的基圆半径是从 到 的最短距离。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 。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。凸轮机构推杆运动规律的选择原则为：① ，② ，③ 。设计滚子推杆盘形凸轮机构时，假设觉察工作廓线有变尖现象，则在尺寸参数转变上应承受的措施是 ， 。在设计直动滚子推杆盘形凸轮机构的工作廓线时觉察压力角超过了许用值，且廓线消灭变尖现象，此时应承受的措施是 。设计凸轮机构时，假设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依据 ，实现各种简洁的运动。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 三个根本构件所组成。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，因此对较简洁的轮廓也能得到 运动规律。凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮 打算的。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。假设把从动杆的 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，从某点开头，依据位移曲线上划分的 在基圆上作等分角线。凸轮机构的从动件都是依据 运动规律而运动的。凸轮的轮廓曲线都是按完成确定的 而进展选择的。当盘形凸轮只有转动，而 没有变化时，从动杆的运动是停留。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留时间的 ，以及停留都可以任意拟定。凸轮机构可以 起动，而且准确牢靠。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，但从动杆的构造简洁，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，能避开传动中突然的，消退猛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，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外表粗糙度，是依据凸轮的而打算的。凸轮机构主要由 、 和 三局部组成。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 力气低，不 ，因而在实际中常承受 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。．假设位移的比例尺为 3/mm，则图纸上量出的 20mm相当于凸轮转角的值为 .假设位移的比例尺为 2mm/mm，则图纸上量出的20mm相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。三、问答题什么样的机构是凸轮机构？凸轮机构的功用是什么？什么样的构件叫做凸轮？凸轮的种类有哪些？都适合什么工作场合？凸轮机构的从动件有几种？各适合什么工作条件？凸轮轮廊曲线是依据什么确定的？从动杆的运动速度规律有几种？各有什么特点？凸轮的压力角对凸轮机构的工作有什么影响？什么叫基圆？基圆与压力角有什么关系？从动杆的等速位移曲线是什么外形？等速运动规律有什么缺点？凸轮机构的从动杆为什么能得预定的要求？在什么状况下凸轮机构从动杆才能得到运动的停留？基圆在凸轮构造中有何意义？滚子式从动杆的滚子半径的大小，对凸轮工作有什么影响？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？凸轮压力角太大有什么不好？凸轮压力角越小越好吗？为什么？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，可承受哪两种措施？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？17图中两图均为工作廓线为偏心圆的凸轮机构分别指出它们理论廓线是圆还是非圆，运动规律是否一样？滚子推杆盘形凸轮的理论廓线与实际廓线是否相像？是否为等距曲线？试问将同一轮廓曲线的凸轮与不同型式的推杆协作使用，各种推杆的运动规律是否一样？假设推杆的运动规律一样，17图使用不同型式的推杆设计的凸轮廓线又是否一样？较合理？为什么？试问更换滚子后推杆的运动规律和推杆的最大摆角是否发生变化？为什么？为什么平底推杆盘形凸轮机构的凸轮廓线确定要外凸？滚子推杆盘形凸轮机构的凸轮廓线却允许内凹，而且内凹段确定不会消灭运动失真？置。试问此时推杆的运动规律是否转变？假设按偏置状况设计凸轮廓线，试问它与按对心状况设计的凸轮廓线是否一样？为什么？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？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，如消灭实际廓线变尖或相交，可以实行哪些方法来解决？如摇摆尖顶推杆的推程和回程运动线图完全对称，试问其推程和回程的凸轮轮廓是否也对称？为什么？力封闭和几何封闭凸轮机构许用压力角确实定是否一样？为什么？四、推断题一只凸轮只有一种预定的运动规律〔〕凸轮在机构中常常是主动件〔〕盘形凸轮的轮廓曲线外形取决于凸轮半径的变化〔〕盘形凸轮机构从动杆的运动规律，主要打算于凸轮半径的变化规律〔 〕凸轮机构的从动杆，都是在垂直于凸轮轴的平面内运动〔 〕从动杆的运动规律，就是凸轮机构的工作目的〔 〕计算从动杆行程量的根底是基圆〔 〕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〔 〕能使从动杆依据工作要求，实现简洁运动的机构都是凸轮机构〔 〕凸轮转速的凹凸，影响从动杆的运动规律〔 〕从动件的运动规律是受凸轮轮廓曲线把握的所以，凸轮的实际工作要求确定要按凸轮现有轮廓曲线制定〔 〕凸轮轮廓曲线是依据实际要求而拟定的〔 〕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〔 〕盘形凸轮的压力角与行程成正比，行程越大，压力角也越大〔 〕盘形凸轮的构造尺寸与基圆半径成正比〔 〕当基圆半径确定时，盘形凸轮的压力角与行程的大小成正比〔 〕当凸轮的行程大小确定时，盘形凸轮的压力角与基圆半径成正比〔 〕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〔 〕由于盘形凸轮制造便利，所以最适用于较大行程的传动〔 〕适合尖顶式从动杆工作的轮廓曲线，也必定适合于滚子式从动杆工作〔 〕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〔 〕凸轮轮廓曲线上各点的压力角是不变的〔 〕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〔 〕选择滚子从动杆滚子的半径时，必需使滚子半径小于凸轮实际轮廓曲线外凸局部的最小曲率半径〔 〕压力角的大小影响从动杆的运动规律〔 〕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〔 〕滚子从动杆滚子半径选用得过小，将会使运动规律“失真〔 〕由于凸轮的轮廓曲线可以任凭确定，所以从动杆的运动规律可以任意拟定〔 〕从动杆的运动规律和凸轮轮廓曲线的拟定，都是以完成确定的工作要求为目的的〔 〕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〔 〕同一条凸轮轮廓曲线，对三种不同形式的从动杆都适用〔 〕凸轮机构也能很好的完成从动件的间歇运动〔 〕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〔 〕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〔 〕盘形凸轮的理论轮廓曲线与实际轮廓曲线是否一样取决于所承受的从动杆的形式〔 〕凸轮的基圆尺寸越大，推动从动杆的有效分力也越大〔 〕承受尖顶式从动杆的凸轮，是没有理论轮廓曲线的〔 〕当凸轮的压力角增大到临界值时，不管从动杆是什么形式的运动，都会消灭自锁〔 〕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〔 〕凸轮机构的主要功能是将凸轮的连续运动〔移动或转动〕转变成从动件的按确定规律的往复移动或摇摆〔 〕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42．凸轮机构易于实现各种预定的运动，且构造简洁、紧凑，便于设计〔 〕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一样的〔 〕从动件的位移线图是凸轮轮廓设计的依据〔 〕凸轮的实际轮廓是依据相应的理论轮廓绘制的〔 〕为了保证凸轮机构传动灵敏，必需把握压力角，为此规定了压力角的许用值〔 〕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冲突的〔 〕为了避开消灭尖点和运动失真现象，必需对所设计的凸轮的理论轮廓曲线的最小曲率半径进展校验〔 〕对于一样的理论轮廓，从动件滚子半径取不同的值，所作出的实际轮廓是一样的〔 〕压力角不仅影响凸轮机构的传动是否灵敏，而且还影响凸轮机构的尺寸是否紧凑〔 〕以尖顶从动件作出的凸轮轮廓为理论轮廓〔 〕尖顶从动件凸轮的理论轮廓和实际轮廓一样〔 〕五、改错题〔指出题中错误并予以改正〕的最小曲率半径，必需小于滚子半径。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。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。凸轮的基圆半径越大，压力角也越大。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。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。凸轮的压力角愈大，推动从动杆运动的有效分力也就愈大。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一样的。六、分析计算题对于直动推杆盘形凸轮机构，推程时凸轮的转角0/2，行程h=50mm。求当凸轮转速＝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根本运动规律的最大速度vmax、最大加速度amax。以及所对应的凸轮转角。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s、va曲线，并指出哪些位置有刚性冲击，哪些位置有柔性冲击。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：定性地画出其加速度和位移线图；说明此种运动规律的名称及特点、a的大小及冲击的性质；说明此种运动规律的适用场合。题2图 题3图4R＝30mm的偏心圆盘，AO＝20mm，试求：基圆半径和升程；推程运动角、回程运动角、远休止角和近休止角；凸轮机构的最大压力角和最小压力角；sva方程；假设凸轮以＝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 r＝T8mm。试问该凸轮廓线会产生什么问题？为什么？为了保证推杆〔图中＝0.001m／mm〕？1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：在B点接触时推杆的速度v；B推杆的运动规律〔推程；凸轮机构在B点接触时的压力角；33图试分析该凸轮机构在推程开头时有无冲击？是哪种冲击？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40mm。求当凸轮转角＝60°、120180°时凸轮机构的压力角。18030mm，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=6090°时，推杆静止不动。试用解析法求凸轮的基圆半径r。0h＝20mm，推程运动角偏距e=20mm。试计算：等速运动规律时的最大压力角

0

=50mm，近似假定最大压力角

max

max消灭在推杆速度到达最大值的位置，推程分别承受等加速等减速、简谐运动及摆线运动规律时的最大压力角 。max1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，OACBD垂直，11且OCOA/2＝30mm，试计算：1B、D两点的压力角；该凸轮机构推杆的行程h。七、图解题用作图法作出一摇摆平底推杆盘形凸轮机构的凸轮实际廓线，有关

10图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，但需保存作图关心线。1图欲设计如题20°～90°时，推杆以余h=20mmr＝25mm，e=l0mmrT=5mm。试求：〔1〕选定凸轮的转向ω1，并简要说明选定的缘由；2〕用反转法给出当凸轮转角=0°～9°时凸轮的工作廓线〔1°；〔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图所示的凸轮为偏心圆盘。圆心为OR＝30mm，偏心距lOA偏距=10m。试求〔均在图上标注出：

＝10mm，rT

=10mm，h和凸轮的基圆半径r；0推程运动角0

、远休止角01

、回程运动角和近休止角 ；0 02最大压力角

max

的数值及发生的位置。4图所示，一偏心圆盘R=40mm，滚子半径rT

=10mm，lOA

=90mm，lAB

=70mm，转OC的距离lOC

=20mm，圆盘逆时针方向回转。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r；0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AFBe=8mmr0

=15mmOCOD=30mm，∠COD=30°，试求：推杆的升程h，凸轮的推程运动角0

，回程运动角和远休止角0 02推杆推程最大压力角

max

的数值及消灭的位置；推杆回程最大压力角max

的数值及消灭的位置。1题6图为一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构〔=0.001m/m，凸轮的轮廓由四段圆1C1、C2、C3O。试用图解法求：凸轮的基圆半径r0

h；推程运动角0

、远休止角01

、回程运动角和近休止角 ；0 02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图所示为一摇摆平底推杆盘形凸轮机构〔=0.001m/m，凸轮轮廓是一个偏心1圆，其圆心为C，试用图解法求：凸轮从初始位置到达图示位置时的转角及推杆的角位移；推杆的最大角位移及凸轮的推程运动角；090°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AmB和CnD所示。试在图上标出推程运动角

，回程运动角h0 0C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。基圆半径r0

=50mm，推杆平底与导路垂直，凸46图所示。试用作图法设计凸轮的实际廓线。基圆半径 r＝0

8图40mm，推杆长lAB

=80mm，滚子半径rT

＝0180°，回程运动角＝180ABOB垂0直〔如题10图所示，推杆最大摆角=3注：推程1cos/]2 0偏置式滚子推杆盘形凸轮机〔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〕与凸轮上具体对应点号位置，可不必写步骤。12图所示的凸轮机构，其凸轮廓线的ABC为圆心的一段圆弧。写出基圆半径r0

的表达式；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〔设推杆开头上升时=0°，以及传动角；〔2〕ss()vv()aa()，写出凸轮廓线的方程。在题14图所示的凸轮机构中，弧形外表的摇摆推杆与凸轮在B点接触。当凸轮从图示位置90°后，试用图解法求出或标出：推杆与凸轮的接触点；推杆摇摆的角度大小；该位置处，凸轮机构的压力角。题13图 题14图例 解r1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，h=20mmr=25mm，e=10mm，r=5mm。试求：r选定凸轮的转向ω，并简要说明选定的缘由：用反转法画出当凸轮转角1〔15º；

0º~90º时凸轮的工作廓线在图上标注出1

45º时凸轮机构的压力角α。解答：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；μ1=/mm如以下图：当 45º时，αº；12〔μ=/mm，lC，试用图解法求：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推杆的最大角位移 及凸轮的推程运动角；max凸轮从初始位置回转90º时，推杆的角位移 ；90解答：1〕凸轮从初始位置到达图示位置时的转角=33º，推杆的角位移 2；0推杆的最大角位移 º，凸轮的推程运动角=216º；max凸轮从初始位置回转90º时，推杆的角位移 。90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.B11.C 12. A 13..B 14..B 15.A 16.B17.C 18.B 19 .A 20.B 21 .B 22.C二、填空题等速运动规律；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凸轮回转中心；凸轮理论廓线零等速运动规律；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51〕满足机器工作的需要〔〕考虑机器工作的平稳性〔〕考虑凸轮实际廓线便于加工增大基圆半径；减小滚子半径增大基圆半径增大基圆半径，承受合理的偏置方位工作要求高副把握 曲线轮廓凸轮 从动杆 固定机架迫使工作要求 预定要求变化 垂直于行程 径向柱面端面尖顶 滚子平底准确的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26、等加速等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、全都 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、把握 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〕.推断题答案：1．√2．√3．√4．√5．×6．√7．√8．√9．×10．×11．×12．√13．×14．×15．√16．√17．×18．√19．×20．×21．×22．×23．√24．×25．×26．√27．×28．√29．√30．√31．×32．√33．×34．×35．√36．√37．×38．√39．×40．√41．√42．√43．×44．√45．√46．√47．√48．√49．×50．√51．√52.√五改错题答案：必需小于→必需大于与速度方向→与从动杆速度方向最小压力角→最大压力角也越大→也越小也适合于→不愿定适合于要小一个→要大一个就愈大→就愈小是不会一样的→也是一样的六、分析计算题解：由于等速运动规律的位移方程为s=hδ/δ0，所以当δ=0～π/2时，各点的速度一样，均为vh5010mm/s318.310mm/s0 (/2)当δ=0和π/2时，加速度分别为正、负无穷大。等加速等减速运动规律： 22h 2由于 s

0( )2所以，当/4时，

h2h 020vmax

4h20

45010

mm/s636.620mm/s当0～π/2时，amax

4h220

102

mm/s8105.695mm/s余弦加速度运动规律：h 由于 s

21cos0

(0/2,h50mm)3sin(2)所以，令adv/dt0，可得，当/4时，v 50(5010)mm/s500mm/smaxda/d0，可得，当0或/2时，a 1002(100102)mm/s2104mm/s2max正弦加速度运动规律： /)由于sh

0 ，且 /2，所以2 0 0

h[1cos(2)]h[1cos(4)] 0 0 0adv/dt

4hw2

sin(4)0da/d16hw3

cos(4)0所以，令adv/dt0，可得，当/4时，vmax

2h0

250

10

mm/s636.620mm/sda/d0，可得，当/8或3/8时，2 102a 4h 450 mm/s212732.395mm/s2max 0

/2B、CB、C处O、A、D、EO、A、D、E处存在柔性冲击。解：如以下图；等速运动规律，有刚性冲击；只适用于低速状况。解：r0

10mm，h2AO40mm。 题2图解0

0

=001 02

〔3〕以=max

=0°。minAO连线与水平线的夹角为凸轮的转角，则：推杆的位移方程为sAOAOsin20(1sin)推杆的速度方程为v20cos推杆的加速度方程为a202sin当10rad/s，AO处于水平位置时，δ=0180°，所以推杆的速度为v=〔20×10cosδ〕mm/s=±200mm/s题3图解 题4图解解：是合理偏置，由于可使推程段的压力角削减。当以rT=8mm求作凸轮的实际廓线时，由于理论廓线的最小曲率半径 6mm，所以凸轮的实际廓线会消灭穿插现象，可承受减小滚子半minrT或增大基圆半径r0的方法来改进。6解：由渐开线的性质可知，导路的方向线即为渐开线在B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0v r〔方向朝上〕0B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svtr· r0 0〔3〕由于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。解：压力角的计算公式为sh/0

40/,ds/d40/

arctgds/dr0s所以，当0°时，有arctg当60°时，有arctg当120°时，有arctg当180°时，有arctg

40/ 32.8°20(40/)040/ 20.9°20(40/)/340/ 15.26°20(40/)2/340/ 11.98°20(40/)解：基圆半径的计算公式为

ds/d vr0

tg[]stg[]sv等于常数，当0smin=0，故有v 30/t r0tg[]s(/t)tg300mm16.54mm 回程段：由于是等加速、等减速运动规律，当