第八章习题
8-1 设一直动推杆的行程h =32mm，要求推程角，按余弦
加速度运动，远停角，回程角，按等速运动，近休止角，计算后绘出推杆的位移曲线。
o 1200=?o 30s =?o 1500
=′?o 60s =′?8-2 已知对心尖顶从动件的行程h =50mm，推程角20?=π?，凸轮转速min r 600=n 。若从动件分别按等加速等减速、正弦加速度规律运动，试绘出其从动件位移曲线，并在该线图上标明最大速度的数值及其发生的位置。
8-3 在尖顶对心直动从动件盘形凸轮机构中，图8-33所示从动件的运动规律尚不完整。试在图上补全各段的??????a v s ,,曲线，并指出哪些位置有刚性冲击？哪些位置有柔性冲击？
图8-33 图8-34
8-4 在对心直动从动件凸轮机构中，已知从动件重力为7.5N，行程h =50mm，从动件的推程时间为s 12
1，若①尖顶从动件以余弦加速度运动；②尖顶从动件以等加速、等减速规律运动，试比较以上两种
运动规律所能达到的最大速度和保证从动件与凸轮接触所需最大的力。
8-5 设凸轮以角速度ω转动，其推程运动角0?和从动件行程h 均
为已知。当从动件按二次多项式运动规律运动时，其最大和最小加速度出现在什么位置？的数值为多大？
max a 8-6 在直动从动件盘形凸轮机构中，凸轮按顺时针方向转动，已知行程h =20mm，推程角，基圆半径o 450=?mm 50b =r ，偏距，且偏置于使推程压力角减小的一侧。
0mm 2=e 1）试计算等速运动规律时的最大压力角max α；
2）假定最大压力角近似出现在从动件速度达到最大值时的位置，试计算等加速等减速、余弦加速度和正弦加速度运动规律时的最大压力角max α。
8-7 在图8-34所示对心平底直动从动件圆盘凸轮机构中，已知圆盘的半径，圆心与转轴中心的距离，试求从动件的运动方程。当凸轮转速mm 50=R o 90,mm 30===′βO O l a min r 240=n ，试求其最大位移、速度和加速度。
8-8 将 题8-7中的从动件改为尖顶从动件，其他尺寸不变。试求从动件的运动方程，求出机构的最大压力角max α。
8-9 在图8-35所示对心直动滚子从动件盘形凸轮机构中，已知，实际基圆半径mm 80=h mm 400=r ，滚子半径mm 10r =r ，推程角，推杆按正弦加速度规律运动。当凸轮转动时，试计算凸轮廓线与滚子接触点处的坐标值。
o 1200=?o 90=?
A
图8-35
图8-36 8-10 已知凸轮机构中各已知条件与题8-9相同，设偏心距，且偏置在使推程段压力角减小的一方。当时，试计算凸轮廓线与滚子接触点处的坐标值。
mm 20=e o 90=?8-11 与题8-9条件相同。试计算对心平底从动件的盘形凸轮当时，平底与凸轮廓线接触点处的坐标值。若推程与回程运动相同，试确定平底应有的最小长度L 。
o 90=?8-12 如图8-36所示，已知理论廓线的基圆半径，摆动从动件起始位置时，摆杆长mm 50b =r OB AB ⊥mm 100=l ，凸轮逆时针方向转动时，摆杆按余弦加速度规律向上摆动o 180o 30=ψ。试计算时凸轮廓线上点的坐标值。
o 60=?8-13 条件与题8-12相同。将尖顶从动件改为滚子从动件，其滚子半径，试计算时凸轮廓线上点的坐标值。
mm 10=r r o 60=?8-14 已知凸轮以等角速度逆时针转动一周时，对心尖顶推杆在1s 内等速上升10mm，0.5s 内静止不动，0.5s 内等速上升6mm，在回程2s 内等速下降16mm，凸轮机构的最大压力角限制在以下。 o 25
1）绘制其位移线图（标出 ,,0s 0???）；
2）求凸轮的基圆半径；
3）求，时凸轮廓线的坐标值。
o 45=?o 100=?8-15 试设计偏置直动推杆盘形凸轮机构的凸轮的理论廓线曲线。已知凸轮以等角速度沿顺时针方向回转，在凸轮转角过程中，推杆按余弦规律上升；凸轮继续转过时，推杆保持不
动，其后凸轮在回转角期间，推杆又按余弦规律下降至起始位
置。凸轮轴置于推杆轴线右侧，偏距o 1200=?mm 50=h o 30s =?o 600=′?mm 20=e ，基圆半径。 mm 50b =r 8-16 试问在题8-15中，凸轮机构在推程和回程的最大压力角为多大？如果凸轮的轴心线偏于推杆轴线的左侧，其最大压力角有无变化？试对计算结果加以比较。
8-17 现需设计一对心直动滚子推杆盘形凸轮机构，设已知凸轮以等角速度沿顺时针方向回转，推杆的行程mm 50=h ，推程运动角
，推杆位移运动规律为o
900=???????????=0cos 12??h s ，试确定推程所要求的最佳基圆半径r 。又如该机构为右偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构，
偏距，试求其最小基圆半径r 。
b mm 10=e b 8-18 在图8-37所示的绕线机中，导线杆的轴向等速往复移动由 凸轮机构控制。设B、C 两杆轴线之间的距离为300mm，当支杆D 到B、C 两杆的距离相等时，要求导线杆移动的行程为100mm，试设计该凸轮机构的凸轮的轮廓曲线，滚子半径mm 5r =r 。
导线杆300 D
B C
图8-37 图8-38
8-19 图8-38所示机构为加工直动推杆盘形凸轮廓线的装置，其中歪盘和凸轮同速回转，歪盘回转时迫使推杆作往复运动，从而改变了铣刀和凸轮轴线间的距离。试分析这样加工出的凸轮，其推杆将按何种运动规律运动？
8-20 图8-39所示机构各构件的尺寸
mm 100,mm 76,mm 120,mm 50====AD CD BC AB l l l l ，曲柄顺时针转动。盘形凸轮与摇杆CD 固联，其基圆半径mm 800=r ；尖端直动推杆的中心线通过D 点，并与AD 成角。设在摇杆摆动范围内，推杆按简谐运动规律（即加速度按余弦规律变化）运动，行程o 30mm 40=h ，试写出从动件位移s 以曲柄AB 转角1?为变量的表达式。 B A D 凸轮基圆
待求廓线ωC
r 0
图8-39
传动链i =1
歪盘
铣刀 凸轮 推杆
第八章凸轮机构（A卷） 年级第学期专业班级《机械基础》课程提示： （1）考试时间为100分钟。满分值为99分。 （2）请把答案填入答题纸的相应位置。 一、填空题：（每空1分，共8分） 1. 凸轮机构能使从动杆按照实现各种复杂的运动。 2. 在凸轮机构中，凸轮通常作并作等速或。 3. 在凸轮机构中，通过改变凸轮，可使从动件实现设计要求的运动。 4. 在凸轮机构中，按凸轮形状分类，凸轮可分为、和 三类。 二、单选题：（每题2分，共30分） 1. 有关凸轮机构的论述，正确的是（）。 A．不能用于高速启动 B．从动件只能作直线移动 C．凸轮机构是高副机构 2. 作等速运动规律的从动件位移曲线形状是（）。 A．抛物线B．斜直线C．双曲线 3. 作等加速等减速运动规律的从动件位移曲线形状是（）。 A．斜直线B．抛物线C．双曲线 4. 等加速等减速运动的凸轮机构（）。 A．存在刚性冲击B．存在柔性冲击C．没有冲击 5. 凸轮机构中，（）凸轮机构在生产实际中最为常见，应用广泛。A．移动B．圆柱C．盘形 6. 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 7. 凸轮的（）决定了从动件的运动规律。 A．轮廓曲线B．转速C．形状 8. 凸轮机构（）根据实际需要实现任意拟定从动件的运动规律。A．可以B．不可以 9. 通常情况下，避免滚子从动件凸轮机构运动失真的合理措施是（）。A．增大滚子半径B．减小滚子半径C．增大基圆半径 10. 凸轮机构主要由（）、从动件和机架等组成。 A．曲柄B．摇杆C．凸轮 11. 等速运动的凸轮机构一般适用于凸轮作（）、轻载的场合。A．低速回转B．中速回转C．高速回转 12. 一个凸轮只能实现（）任意预定的运动规律。 A．三种B．二种C．一种 13. 凸轮机构中，从动件构造最简单的是（）。 A．平底从动件B．滚子从动件C．尖顶从动件 14. 内燃机的配气机构采用了（）。 A．凸轮机构B．铰链四杆机构C．齿轮机构 15. 凸轮机构中，常用于高速传动的从动件是（）。 A．滚子从动件B．平底从动件C．尖顶从动件 三、判断题：（每题1分，共12分） 1. 在凸轮机构中，凸轮作主动件。( ?)
第4章凸轮机构与其他常用机构 4.1 凸轮机构的应用与分类 4.1.1 凸轮机构的应用 凸轮机构能将主动件的连续等速运动变为从动件的往复变速运动或间歇运动。在自动机械、半自动机械中应用非常广泛。凸轮机构是机械中的一种常用机构。 图4.1所示为内燃机配气凸轮机构。凸轮1以等角速度回转时，凸轮1的轮廓驱动从动件2（阀杆）按预期的运动规律启闭阀门。 图4.1 内燃机配气凸轮机构 图4.2所示为绕线机中用于排线的凸轮机构。当绕线轴3快速转动时，绕轴线上的齿轮带动凸轮1缓慢地转动，通过凸轮轮廓与尖顶A之间的作用，驱使从动件2往复摇动，因而使线均匀地绕在绕线轴上。
图4.2绕线机中排线凸轮机构 图4.3所示为驱动动力头在机架上移动的凸轮机构。圆柱凸轮1与动力头连接在一起，可以在机架3上作往复移动。滚子2的轴被固定在机架3上，滚子2放在圆柱凸轮的凹槽中。凸轮转动时，由于滚子2的轴是固定在机架上的，故凸轮转动时带动动力头在机架3 上作往复移动，以实现对工件的钻削。动力头的快速引进、等速进给、快速退回、静止等动作均 取决于凸轮上凹槽的曲线形状。
图4.3动力头用凸轮机构 图4.4所示为应用于冲床上的凸轮机构示意图。凸轮1固定在冲头上，当冲头上下往复运动时，凸轮驱使从动件2以一定的规律作水平往复运动，从而带动机械手装卸工件。 图4.4冲床上的凸轮机构
从以上所举的例子可以看出：凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。从动件与凸轮轮廓为高副接触传动，理论上讲可以使从动件获得所需要的任意的预期运动。 凸轮机构的优点是只需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；其缺点是凸轮轮廓与从动件之间为点接触或线接触，易于磨损，故通常用于受力不大的控制机构。 4.1.2 凸轮机构的分类 凸轮机构的类型很多，并且这些类型又常常交叉在一起，下面介绍常见的分类方法。 1．按凸轮形状分类 （1）盘形凸轮：凸轮的最基本型式。该类凸轮是一个绕固定轴转动并且具有变化半径的盘形零件，如图4.1和4.2所示。 （2）圆柱凸轮：将移动凸轮卷成圆柱体即成为圆柱凸轮，如图4.3所示。 （3）移动凸轮：当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，凸轮相对机架作直线运动，这种凸轮称为移动凸轮，如图4.4所示。 2．按从动件形状分类 （1）尖顶从动件：该类从动件结构最简单，尖顶能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，以实现从动件的任意运动规律，但尖顶易磨损，仅适用于作用力很小的低速凸轮机构。 （2）滚子从动件：从动件的一端装有可自由转动的滚子，滚子与凸轮之间为滚动摩擦，磨损小，可以承受较大的载荷，因此得到广泛应用。 （3）平底从动件：从动件的一端为一平面，直接与凸轮轮廓相接触。若不考虑摩擦，凸轮对从动件的作用力始终垂直于端平面，传动效率高，且接触面间容易形成油膜，利于润滑，故常用于高速凸轮机构。其缺点是不能用于凸轮轮廓有凹曲线的凸轮机构中。 （4）曲面从动件：尖顶从动件的改进形式，较尖顶从动件不易磨损。 以上分类如表4.1纵排所示。
第八章 凸轮机构及其设计 一、思考题答案 1．答：推杆常用运动规律有：等速运动、等加速等减速运动、余弦加速度运动（简谐运动）规律等。等速运动规律简单，但有刚性冲击，只适用于低速的场合；等加速等减速运动和余弦加速度运动规律，由于加速度仍有突变，引起较大的惯性力，但所产生的冲击较等速运动要小得多，为柔性冲击，这两种运动规律适合于中、低速场合。 2．答：等速运动规律有刚性冲击，等加速等减速运动和余弦加速度运动规律有柔性冲击。 3．答：设计滚子推杆盘形凸轮机构时，若r r =ρ，则0=a ρ，实际廓线形成一尖点，极易磨损，这种现象称为凸轮机构的变尖现象。若r r <ρ，则0min ρ，既保证0>a ρ。 4．答：在不考虑摩擦时，凸轮作用于推杆上的正压力方向与推杆上受力点的速度方向之间的夹角称为凸轮机构的压力角。在其他条件相同的情况下，当载荷一定时，压力角越大，则推动推杆所需的驱动力也越大，机构的效率也越低，因此，在设计凸轮机构时，应限制其最大压力角不得超过某一许用直。 5．答：平底推杆凸轮机构的压力角为始终为零，故这种凸轮机构不存在自锁问题。 6．答：从受力的观点考虑,直动推杆的导轨长度l 应大一些，而悬臂尺寸b 小一些好。 二、练习题答案 解： （1）从动件2在图示位置的速度v 2= ； （2）从动件2向上的运动规律是 运动规律； （3）凸轮机构在图示位置的压力角α= ； （4）如把尖顶从动件尖端B 处改为平底(⊥于构件2），则从动件的运动规律是否改变？为什么？
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。
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。
第六章凸轮机构 一、填空 1·凸轮是具有或轮廓且作为的构件。 2·含有的机构称为凸轮机构。凸轮机构主要由或个基本构件组成.在凸轮机构中凸轮通常为件并作或. 3·仅具有尺寸变化并绕其旋转的凸轮称为盘形凸轮。盘形凸轮分为和两种。 9·从动件的位移S与凸轮转角9的关系可用表示。等速运动规律的位移曲线为一条减速运动规律的位移曲线是。 4当盘形凸轮的回转中心趋于时即成为移动凸轮。移动凸轮通常作还动，多用于机械中。 7·以凸轮轮廓上最小半径所画的圆称为凸轮的。 5·凸轮和凸轮统称柱体凸轮。 10·等速运动规律凸轮机构在从动件速度变化时将产生冲击，因此只适用于凸轮作`和从动件质量较小和的场合。 二、判断 1，凸轮机构广泛用于机械自动控制。( ) 2·凸轮机构是高副机构，凸轮与从动件接触处难以保持良 好的润滑而易磨损。( ) 3·凸轮机构仅适用于实现特殊要求的运动规律而又传力不 太大的场合，且不能高速启动。( ) 4·移动凸轮可以相对机架作直线往复运动。( ) 5·平底从动件润滑性能好，摩擦阻力较小，并可用于实现 任意运动规律。( ) 6·柱体凸轮机构，凸轮与从动件在同一平面或相互平行的 平面内运动。( ) 7.采用等加速等减速运动规律，从动件在整个运动过程中 速度不会发生突变，因而没有冲击。( ) 三、选择 1·传动要求速度不高、承载能力较太的场合常应用的从动 件形式为( ). A·尖顶式D滚子式C平底式D·曲面式 2·按等速运动规律工作的凸轮机构( ). 八，会严比刚性冲击B会产生柔性冲击C，不会产生冲 赤D、适用于凸轮作高速转动的场合 3·等加速等减速运动规律的位移曲线是( ). A·斜直线b抛物线C·圆D，正弦曲线 4·属于空间凸轮机构的有( ). A·移动凸轮机构B·端面凸轮机构C·圆柱凸轮机构D·盘形槽凸轮机沟 6·组成图6-2所示机械传动装置的典型机构有( ).
机械基础第八章凸轮机构同步习题黄战 第八章凸轮机构 §8-1凸轮机构概述 §8-2凸轮机构的分类与特点 1、凸轮机构中，主动件通常作__________ 。 A、等速转动或移动 B、变速转动 C、变速移动 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、内燃机的配气机构采用了（）机构。 A、凸轮 B、铰链四杆 C、齿轮 4、凸轮机构中，从动件构造最简单的是（）从动件。 A、平底 B、滚子 C、尖顶 5、从动件的运动规律决定了凸轮的（）。 A、轮廓曲线 B、转速 C、形状 6、凸轮机构中，（）从动件常用于高速传动。 A、滚子 B、平底 C、尖顶 7、凸轮机构主要与（）和从动件等组成。 A、曲柄 B、摇杆 C、凸轮 &有关凸轮机构的论述正确的是（）。 A、不能用于高速启动 B、从动件只能做直线运动 C、凸轮机构是高副机构 二、判断题 1、（）在凸轮机构中，凸轮为主动件。 2、（）凸轮机构广泛应用于机械自动控制。 3、（）移动凸轮相对机架作直线往复移动。 4、（）在一些机器中，要求机构实现某种特殊的复杂的运动规律，常采用凸轮机构。 5、（）根据实际需要，凸轮机构可以任意拟定从动件的运动规律。 6、（）凸轮机构中，主动件通常作等速转动或移动。 三、填空题 1、凸轮机构主要有________ 、_________ 和____________ 三个基本构件所组成。
2、在凸轮机构中，凸轮为____________ ，通常作等速__________ 或___________ 。 机械基础第八章凸轮机构同步习题黄战 3、在凸轮机构中，通过改变凸轮_______________ ，使从动件实现设计要求的运动。 4、在凸轮机构中，按凸轮形状分类，凸轮有__________________ 、________________ 和三种。 5、凸轮机构工作时，凸轮轮廓与从动件之间必须始终___________ ，否则，凸轮机构就不能正常工作。 6、凸轮机构主要的失效形式是_______ 和______________ 。 §8-3凸轮机构工作过程及从动件运动规律 1从动件作等速运动规律的位移曲线形状是（）。 A、抛物线 B、斜直线 C、双曲线 2、从动件作等加速等减速运动的凸轮机构（）。 A、存在刚性冲击 B、存在柔性冲击 C、没有冲击 3、从动件作等速运动规律的凸轮机构，一般适用于（）、轻载的场合。 A、低速 B、中速 C、高速 4、从动件作等加速等减速运动规律的位移曲线是（）。 A.、斜直线B、抛物线C、双曲线 二、判断题 1（）凸轮机构中，从动件作等运动规律是指从动件上升时的速度和下降时速度必定 相等。 2、（）凸轮机构中，从动件作等速运动规律的原因是凸轮座等速转动。 3、（）凸轮机构中，从动件等加速等减速运动规律是指从动件上升时作等加速运动， 而下降时作等减速运动。 4、（）凸轮机构产生的柔性冲击，不会对机器产生破坏。 5、（）凸轮机构从动件的运动规律可按要求任意拟定。 三、填空题 1凸轮机构中，从动件的运动规律是多种多样的，生产中常用的有_____________ 和_________________ 等。 2、凸轮机构中，从动件作等速运动规律是指从动件在运动过程中速度v为_______ 。 3、从动件的运动规律决定凸轮的_____________ 。 4、凸轮机构中最常用的运动形式为凸轮作__________________ 运动，从动件作___________ 。
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。
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
00901、凸轮机构中的压力角是和 所夹的锐角。 00902、凸轮机构中，使凸轮与从动件保持接触的方法有和 两种。 00903、在回程过程中，对凸轮机构的压力角加以限制的原因是 。 00904、在推程过程中，对凸轮机构的压力角加以限制的原因是 。 00905、在直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的理论廓线与实际廓线间的关系是 。 00906、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。 00907、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。 00908、盘形凸轮的基圆半径是上距凸轮转动中心的最小向径。 00909、根据图示的d d 2s ? ? 2 -运动线图，可判断从动件的推程运动是 _________________________________， 从动件的回程运动是____________________________________________。 00910、从动件作等速运动的凸轮机构中，其位移线图是线，速度线图是 线。 00911、当初步设计直动尖顶从动件盘形凸轮机构中发现有自锁现象时，可采用
、、 等办法来解决。 00912、在设计滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线中，若出现 时，会发生从动件运动失真现象。此时，可采用 方法避免从动件的运动失真。 00913、用图解法设计滚子从动件盘形凸轮轮廓时，在由理论轮廓曲线求实际轮廓曲线的过程中，若实际轮廓曲线出现尖点或交叉现象，则与的选择有关。 00914、在设计滚子从动件盘形凸轮机构时，选择滚子半径的条件是 。 00915、在偏置直动从动件盘形凸轮机构中，当凸轮逆时针方向转动时，为减小机构压力角，应使从动件导路位置偏置于凸轮回转中心的侧。 00916、平底从动件盘形凸轮机构中，凸轮基圆半径应由来决定。 00917、凸轮的基圆半径越小，则凸轮机构的压力角越，而凸轮机构的尺寸越。 00918、凸轮基圆半径的选择，需考虑到、，以及凸轮的实际廓线是否出现变尖和失真等因素。 00919、当发现直动从动件盘形凸轮机构的压力角过大时，可采取：，等措施加以改进；当采用滚子从
第八章凸轮机构测试题 姓名分数 一、选择题 1、组成凸轮机构的基本构件有 ( B )个。 A、 2个 B、 3个 C、 4个 2、与平面连杆机构相比,凸轮机构的突出优点就是( A )。 A、能严格的实现给定的从动件运动规律 B、能实现间歇运动 C、能实现多种运动形式的变换 D、传力性能好 3、与连杆机构相比,凸轮机构最大的缺点就是( B、 )。 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 4、凸轮轮廓与从动件之间的可动联接就是 ( B )。 A、移动副 B、高副 C、转动副 D、可能就是高副也可能就是低副 5、若要盘形凸轮机构的从动件在某段时间内停止不动,对应的凸轮轮廓应就是 ( D )。 A、一段直线 B、一段圆弧 C、一段抛物线 D、一段以凸轮转动中心为圆心的圆弧 6、从动件的推程采用等速运动规律时,在 ( D )会发生刚性冲击。 A、推程的起始点 B、推程的中点 C、推程的终点 D、推程的起点与终点 7、凸轮机构中通常用作主动件的就是( A )。 A、凸轮 B、从动杆 C、轨道 D、固定机架 8、等加速等减速运动规律的位移曲线就是( B )。 A、斜直线 B、抛物线 C、双曲线 D、直线 9、凸轮机构中从动件的最大升程叫( C )。 A、位移 B、导程 C、行程 D、升程 10、按等速运动规律工作的凸轮机构会产生( B )。 A、柔性冲击 B、刚性冲击 C、中性冲击 D、剧烈冲击 11、( A )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 12、对于较复杂的凸轮轮廓曲线,也能准确的获得所需的运动规律的从动杆 ( A ) 。 A、尖顶从动杆 B、滚子从动杆 C、平底从动杆 D、曲面从动杆 13、自动车床横刀架进给机构采用的凸轮机构就是( A ) A、圆柱凸轮机构 B、移动凸轮机构 C、盘形凸轮机构 D、球面凸轮机构 14、( C )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、尖顶从动件 B、滚子从动件 C、平底从动件 15、多用于传力小,速度低,传动灵敏场合的就是( A )。 A、尖顶从动件 B、滚子从动件 C、平底从动件 D、曲面从动件 16、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( C )。 A、尖顶式 B、滚子式 C、平底式 17、从动件预定的运动规律取决于 ( C ) A、凸轮转速 B、凸轮形状 C、凸轮轮廓曲线 D、凸轮的基圆
第四章凸轮机构 第一节凸轮机构的特点、类型及应用 一、凸轮机构的组成、特点及应用 凸轮机构是由凸轮、从动件和机架组成的高副机构。凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的主动件，一般作等速连续转动，也有作往复移动的。在设计机械时，根据运动的需要，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任何预期的运动规律。 图4-1所示为内燃机配气机构。盘形凸轮1作等速转动，通过其向径的变化可使从动杆2按预期规律作上、下往复移动，从而达到控制气阀开闭的目的。图4-2所示为靠模车削机构，工件1回转，移动凸轮3作为靠模被固定在床身上，刀架2在弹簧作用下与凸轮轮廓紧密接触。当拖板4纵向移动时，刀架2在靠模板（凸轮）曲线轮廓的推动下作横向移动，从而切削出与靠模板曲线一致的工件。图4-3所示为自动送料机构，带凹槽的圆柱凸轮1作等速转动，槽中的滚子带动从动件2作往复移动，将工件推至指定的位置，从而完成自动送料任务。图4-4所示为分度转位机构，蜗杆凸轮1转动时，推动从动轮2作间歇转动，从而完成高速、高精度的分度动作。 图4-1 内燃机配气机构图4-2靠模车削机构 图4-3 自动送料机构图4-4 分度转位机构 由以上实例可以看出：凸轮机构主要用于转换运动形式。它可将凸轮的转动，变成从动件的连续或间歇的往复移动或摆动：或者将凸轮的移动转变为从动件的移动或摆动。 凸轮机构的主要优点是：只要适当地设计凸轮轮廓，就可以使从动件实现生产所要求的运动规律，且结构简单紧凑、易于设计，因此在工程中得到广泛运用。
其缺点是：凸轮与从动件是以点或线相接触，不便润滑，容易磨损；凸轮为曲线轮廓，它的加工比较复杂，并需要考虑保持从动件与凸轮接触的锁合装置；由于受凸轮尺寸的限制，从动件工作行程较小。因此凸轮机构多用于需要实现特殊要求的运动规律而传力不大的控制与调节系统中。 二、凸轮机构的分类 凸轮机构的类型繁多，常见的分类方法如下。 1．按凸轮的形状分类 （1）盘形凸轮（图4-1）凸轮是一个径向尺寸变化且绕固定轴转动的盘形构件。盘形凸轮机构的结构比较简单，应用较多，是凸轮中最基本的形式。 （2）移动凸轮（图4-2）凸轮相对机架作直线平行移动。它可看作是回转半径无限大的盘形凸轮。凸轮作直线往复运动时，推动从动件在同一运动平面内也作往复直线运动。有时也可将凸轮固定，使从动件导路相对于凸轮运动。 （3）圆柱凸轮（图4-3）在圆柱体上开有曲线凹槽或制有外凸曲线的凸轮。圆柱绕轴线旋转，曲线凹槽或外凸曲线推动从动件运动。圆柱凸轮可使从动件得到较大行程，所以可用于要求行程较大的传动中。 （4）曲面凸轮（图4-4）当圆柱表面用圆弧面代替时，就演化成曲面凸轮。 2．按从动件的结构型式分类 （1）尖顶从动件（图4-5a、e）从动件与凸轮接触的一端是尖顶的称为尖顶从动件。它是结构最简单的从动件。尖顶能与任何形状的凸轮轮廓保持逐点接触，因而能实现复杂的运动规律。但因尖顶与凸轮是点接触，滑动摩擦严重，接触表面易磨损，故只适用于受力不大的低速凸轮机构。 （2）滚子从动件（图4-5b、f）它是用滚子来代替从动件的尖顶，从而把滑动摩擦变成滚动摩擦，摩擦阻力小，磨损较少，所以可用于传递较大的动力。但由于它的结构比较复杂，滚子轴磨损后有噪声，所以只适用于重载或低速的场合。 （3）平底从动件（图4-5c、g）它是用平面代替尖顶的一种从动件。若忽略摩擦，凸轮对从动件的作用力垂直于从动件的平底，接触面之间易于形成油膜，有利于润滑，因而磨损小，效率高，常用于高速凸轮机构，但不能与内凹形轮廓接触。 （4）球面底从动件（图4-5d、h）从动件的端部具有凸出的球形表面，可避免因安装位置偏斜或不对中而造成的表面应力和磨损都增大的缺点，并具有尖顶与平底从动件的优点，因此这种结构形式的从动件在生产中应用也较多。 图4-5从动件的结构型式 3．按从动件的运动形式和相对位置分类 作往复直线运动的称为直动从动件（图4-5a、b、c、d）；作往复摆动的称为摆动从动件
第八章凸轮机构测试题(附答案)
第八章凸轮机构测试题 姓名分数 一、选择题 1、组成凸轮机构的基本构件有 ( B )个。 A. 2个 B. 3个 C. 4个 2、与平面连杆机构相比，凸轮机构的突出优点是（ A ）。 A. 能严格的实现给定的从动件运动规律 B. 能实现间歇运动 C. 能实现多种运动形式的变换 D. 传力性能好 3、与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是（ B. ）。 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 4、凸轮轮廓与从动件之间的可动联接是 ( B )。 A. 移动副 B. 高副 C. 转动副 D. 可能是高副也可能是低副 5、若要盘形凸轮机构的从动件在某段时间内停止不动，对应的凸轮轮廓应是 ( D )。 A. 一段直线 B. 一段圆弧 C. 一段抛物线 D. 一段以凸轮转动中心为圆心的圆弧 6、从动件的推程采用等速运动规律时，在 ( D )会发生刚性冲击。 A. 推程的起始点 B. 推程的中点 C. 推程的终点 D. 推程的起点和终点 7、凸轮机构中通常用作主动件的是（ A ）。 A、凸轮 B、从动杆 C、轨道 D、固定机架 8、等加速等减速运动规律的位移曲线是（ B ）。
A、斜直线 B、抛物线 C、双曲线 D、直线 9、凸轮机构中从动件的最大升程叫（ C ）。 A、位移 B、导程 C、行程 D、升程 10、按等速运动规律工作的凸轮机构会产生（ B ）。 A、柔性冲击 B、刚性冲击 C、中性冲击 D、剧烈冲击 11、（ A ）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 12、对于较复杂的凸轮轮廓曲线，也能准确的获得所需的运动规律的从动杆（ A ）。 A、尖顶从动杆 B、滚子从动杆 C、平底从动杆 D、曲面从动杆 13、自动车床横刀架进给机构采用的凸轮机构是（ A ） A、圆柱凸轮机构 B、移动凸轮机构 C、盘形凸轮机构 D、球面凸轮机构 14、（ C ）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、尖顶从动件 B、滚子从动件 C、平底从动件 15、多用于传力小，速度低，传动灵敏场合的是（ A ）。 A、尖顶从动件 B、滚子从动件 C、平底从动件 D、曲面从动件 16、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（ C ）。 A、尖顶式 B、滚子式 C、平底式 17、从动件预定的运动规律取决于（ C ） A、凸轮转速 B、凸轮形状
4.1如图4.3(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4.3 【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4.3(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4.3(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。 4.2对于图4.4(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。
第八章凸轮机构 §8-1 凸轮机构概述 §8-2 凸轮机构的分类与特点 1、凸轮机构中，主动件通常作。 A、等速转动或移动 B、变速转动 C、变速移动 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、内燃机的配气机构采用了（）机构。 A、凸轮 B、铰链四杆 C、齿轮 4、凸轮机构中，从动件构造最简单的是（）从动件。 A、平底 B、滚子 C、尖顶 5、从动件的运动规律决定了凸轮的（）。 A、轮廓曲线 B、转速 C、形状 6、凸轮机构中，（）从动件常用于高速传动。 A、滚子 B、平底 C、尖顶 7、凸轮机构主要与（）和从动件等组成。 A、曲柄 B、摇杆 C、凸轮 8、有关凸轮机构的论述正确的是（）。 A、不能用于高速启动 B、从动件只能做直线运动 C、凸轮机构是高副机构 二、判断题 1、（）在凸轮机构中，凸轮为主动件。 2、（）凸轮机构广泛应用于机械自动控制。 3、（）移动凸轮相对机架作直线往复移动。 4、（）在一些机器中，要求机构实现某种特殊的复杂的运动规律，常采用凸轮机构。 5、（）根据实际需要，凸轮机构可以任意拟定从动件的运动规律。 6、（）凸轮机构中，主动件通常作等速转动或移动。 三、填空题 1、凸轮机构主要有、和三个基本构件所组成。 2、在凸轮机构中，凸轮为，通常作等速或。
3、在凸轮机构中，通过改变凸轮，使从动件实现设计要求的运动。 4、在凸轮机构中，按凸轮形状分类，凸轮有、和三种。 5、凸轮机构工作时，凸轮轮廓与从动件之间必须始终，否则，凸轮机构就不能正常工作。 6、凸轮机构主要的失效形式是和。 §8-3 凸轮机构工作过程及从动件运动规律 1、从动件作等速运动规律的位移曲线形状是（）。 A、抛物线 B、斜直线 C、双曲线 2、从动件作等加速等减速运动的凸轮机构（）。 A、存在刚性冲击 B、存在柔性冲击 C、没有冲击 3、从动件作等速运动规律的凸轮机构，一般适用于（）、轻载的场合。 A、低速 B、中速 C、高速 4、从动件作等加速等减速运动规律的位移曲线是（）。 A.、斜直线B、抛物线C、双曲线 二、判断题 1、（）凸轮机构中，从动件作等运动规律是指从动件上升时的速度和下降时速度必定相等。 2、（）凸轮机构中，从动件作等速运动规律的原因是凸轮座等速转动。 3、（）凸轮机构中，从动件等加速等减速运动规律是指从动件上升时作等加速运动，而下降时作等减速运动。 4、（）凸轮机构产生的柔性冲击，不会对机器产生破坏。 5、（）凸轮机构从动件的运动规律可按要求任意拟定。 三、填空题 1、凸轮机构中，从动件的运动规律是多种多样的，生产中常用的有 和等。 2、凸轮机构中，从动件作等速运动规律是指从动件在运动过程中速度v为。 3、从动件的运动规律决定凸轮的。 4、凸轮机构中最常用的运动形式为凸轮作运动，从动件作。
第4章凸轮机 在各种机器中，尤其是自动化机器中，为实现各种复杂的运动要求，常采用凸轮机构，其设计比较简便。只要将凸轮的轮廓曲线按照从动件的运规律设计出来，从动件就能较准确的实现预定的运动规律。本章将着重研究盘状凸轮轮廓曲线绘制的基本方法和凸轮设计中的相关问题。 4—1 凸轮机构的应用与分类 一、凸轮机构的应用 图所示为内燃机配气凸轮机构。当具有一定曲线轮廓的凸轮1以等角速度回 转时，它的轮廓迫使从动作2（阀杆）按内燃机工作循环的要求启闭阀门。 凸轮一般作连续等速转动，从动件可作连续或间歇的往复运动或摆动。凸轮 机构广泛用于自动化和半自动化机械中作为控制机构。但凸轮轮廓与从动件间为 点、线接触而易磨损，所以不宜承受重载或冲击载荷。 二、凸轮机构的分类 凸轮机构的类型很多，通常按凸轮和从动件的形状、运动形式分类。 ⒈按凸轮的形状分类 （1）盘形凸轮 它是凸轮的最基本型式。这种凸轮是一个绕固定轴转动并且具有变化半径的盘形零件。 （2）移动凸轮 当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，凸轮相对机架作直线运动，这种凸轮称为移动凸轮。 （3）圆柱凸轮 将移动凸轮卷成圆柱体即成为圆柱凸轮。 ⒉按从动件形状分类 （1）尖顶从动件 尖顶能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，因而能实 现任意预期的运动规律。但因为尖顶磨损快，所以只宜 用于受力不大的低速凸轮机构中。 （2）滚子从动件 所示。在从动件的尖顶处安装一个滚子从动件，可 以克服尖顶从动件易磨损的缺点。滚子从动件耐磨损， 可以承受较大载荷，是最常用的一种从动件型式。 （3）平底从动件 这种从动件与凸轮轮廓表面接触的端面为一平面，所以它不能与凹陷的凸轮轮廓相接触。这种从动件的优点是：当不考虑摩擦是，凸轮与从动件之间的作用力始终与从动件的平底相垂直，传动效率较高，且接触面易于形成油膜，利于润滑，故常用于高速凸轮机构。 ⒊按从动件运动形式 可分为直动从动件（对心直动从动件和偏置直动从动件）和摆动从动件两种。 凸轮机构中，采用重力、弹簧力使从动件端部与凸轮始终相接触的方式称为力锁合；采用特殊几何
第五章凸轮机构 思考题 5-1、凸轮机构中，按凸轮结构型式有哪几种？P52 5-2、凸轮机构中，从动件根据其端部结构型式有哪几种？P53 5-3、凸轮机构中，基本运动参数有哪些？P54 5-4、凸轮机构中，从动件常用运动规律有哪些？各有什么特点？P54-56 5-5、用作图法设计凸轮的基本原理是什么？P57 5-6、在直动滚子从动件凸轮机构中，凸轮的理论廓线与实际廓线有何关系？P58 5-7、在直动从动件盘形凸轮机构中，试问同一凸轮采用不同端部形状的从动件时，其从动件运动规律是否相同？为什么？P57-58 5-8、何谓凸轮机构的压力角？它在凸轮机构的设计中有何重要意义？试分别标出三种凸轮机构在图示位置的压力角(凸轮转向如箭头所示)。(应用压力角的概念作图) 题5-8图 答案参考图 5-9、凸轮的基圆半径，凸轮机构的压力角与凸轮机构的尺寸之间有何关系？P60 习题 5-1、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圆，圆心在O 点。半径R=40mm，凸轮绕回转中心A以逆时针方向旋转，L OA=25mm，滚子半径r r=10mm，试求： (1)凸轮的基圆半径r0；
(2)从动件的行程及位移线图； (3)在图上画出图示位置时压力角的位置和大小。 题5-1图 答案参考图 解：（1）mm L r R r O A r 252510400=-+=-+= （2）如图所示，位移线图略。 （3）如图所示。 5-3、一偏置直动尖项从动件盘形凸轮机构如图所示。已知凸轮为一偏心圆盘，圆盘半径R=30mm ，几何中心为A ，回转中心为O ，从动件偏距OD=e=10mm ，OA=10mm 。凸轮以等角速度ω逆时针方向转动。当凸轮在图示位置，即AD ⊥CD 时，试求： (1)凸轮的基圆半径r 0； (2)图示位置的凸轮机构压力角α； (3)图示位置的凸轮转角φ； (4)图示位置的从动件的位移s ； (5)该凸轮机构中的从动件偏置方向是否合理，为什么？ 题5-3图 答案参考图 解：（1）mm L R r O A 2010300=-=-= （2）、（3）、（4）如图所示。 （5）不合理，因为该凸轮机构的偏置为负偏，升程压力角较大；偏置为正偏时升程压力角较小。
图3-3 仿形刀架 第三章 凸轮机构 §3-1 凸轮机构的应用与分类 一、凸轮机构的应用与特点 凸轮机构广泛应用于各种自动机械和自动控制装置中。如图3-1所示的内燃机配气机构，凸轮1是向径变化的盘形构件，当它匀速转动时，导致气阀的推杆2在固定套筒3内上下移动，使推杆2按预期的运动规律开启或关闭气阀（关闭靠弹簧的作用），使燃气准时进入气缸或废气准时排出气缸。如图3-2所示的自动送料机构，构件1是带沟槽的凸轮，当其匀速转动时，迫使嵌在其沟槽内的送料杆2作往复的左右移动，达到送料的目的。如图3-3 图3-1 内燃机配气机构 图3-2 自动送料凸轮机构 所示，构件1是具有曲线轮廓且只能作相对往复直线运动的凸轮，当刀架3水平移动时，凸轮1的轮廓使从动件2带动刀头按相同的轨迹移动，从而切出与凸轮轮廓相同的旋转曲面。 由上可知，凸轮是具有某种曲线轮廓或凹槽的构件，一般作连续匀速转动或移动，通过高副接触使从动件作连续或不连续的预期运动。凸轮机构通常由凸轮、从动件和机架组成。 从动件的运动规律由凸轮的轮廓或沟槽的形状决定。所以只需设计合适的凸轮轮廓曲线，即可得到任意预期的运动规律，且凸轮机构简单紧凑，这就是凸轮机构广泛应用的优点。但是凸轮与从动件之间的接触是高副，易 于磨损，所以常用于传力不大的控制机构。 二、凸轮机构的分类 凸轮的类型很多，常按以下三种方法来分类： 1．按凸轮的形状来分 （1）盘形凸轮（图3-1） 凸轮绕固定轴心转动且向径是变化的，其从动件在垂直于凸轮轴的平面内运动。是最常用的基本形型式。 （2）移动凸轮（图3-3） 凸轮作往复直线移动，它可看作是轴心在无穷远处的盘形凸轮。 （3）圆柱凸轮（图3-2） 凸轮是在圆柱上开曲线凹槽，或在圆柱端面上做出曲线轮廓的构件。