第三章凸轮机构习题

第一章平面机构的自由度和速度分析题1-1在图示偏心轮机构中，1为机架，2为偏心轮，3为滑块，4为摆轮。

试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。

题1—2图示为冲床刀架机构，当偏心轮1绕固定中心A转动时，构件2绕活动中心C摆动，同时带动刀架3上下移动。

B点为偏心轮的几何中心，构件4为机架。

试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。

题1—3计算题1－3图a）与图b）所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）。

题1－3图a）题1－3图b）题1—4计算题1—4图a、图b所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出），并判断机构的运动是否确定，图中画有箭头的构件为原动件。

题1—5 计算题1—5图所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）,并标出原动件。

题1—5图 题解1—5图题1-6 求出图示的各四杆机构在图示位置时的全部瞬心。

第二章 连杆机构题2-1在图示铰链四杆机构中，已知 l BC =100mm ，l CD =70mm ，l AD =60mm ，AD 为机架。

试问：（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB 为曲柄，求l AB 的最大值；（2）若此机构为双曲柄机构，求l AB 最小值； （3）若此机构为双摇杆机构，求l AB 的取值范围。

题2-2 如图所示的曲柄滑块机构： （1）曲柄为主动件，滑块朝右运动为工作 行程，试确定曲柄的合理转向，并简述其理由；（2）当曲柄为主动件时，画出极位夹角θ，最小传动角g min ； （3）设滑块为主动件，试用作图法确定该机构的死点位置 。

D题2-1图题2-3图示为偏置曲柄滑块机构，当以曲柄为原动件时，在图中标出传动角的位置，并给出机构传动角的表达式，分析机构的各参数对最小传动角的影响。

题2-4设计一曲柄摇杆机构，已知机构的摇杆DC长度为150mm，摇杆的两极限位置的夹角为45°，行程速比系数K=1.5，机架长度取90mm。

案
１F、２F、３T、４F、
５T 、6F 、 7F 、8T 、 三、选择题 9T 、10T
１B、２A、３A、
４C、５AD 、6A 、
7A 、8D 、
9A 、10B
7.凸轮机构几种常用的从动件运动规律中，____高速的情况；而_______可在高速下应用 。 8.反转法绘制凸轮廓线是给_____加上一个与凸轮的 角速度等值反向并绕凸轮轴心转动的角速度。
9.设计滚子从动件盘形凸轮机构的凸轮廓线时，若 发现凸轮廓线有变尖现象，则在尺寸参数上应采取 的措施是____或____。
4、凸轮机构的压力角是指理论廓线上滚子从动 件接触点的法线AB 与从动件上对应点速度方向 OB之间所夹的锐角，如图所示。
5、当凸轮的实际廓线保持不变而将滚子半径rr 由 10mm 增大至15mm后，lAB将随之由50mm 增至 55mm ，因此从动件3 的运动将随之变化；若希 望从动件3 的运动规律保持不变，则应让理论廓 线保持不变，作该理论廓线的法向等距曲线并使 之距离等于15mm 得到新的实际廓线。
答案
9.为使凸轮机构的结构紧凑和受力条件好，设计时 应满足__。
A. C. B. D.
10.某凸轮机构的滚子损坏后换上一个较大的滚子， 则该机构_______ 。
A. B. C. D. 压力角不变，运动规律不变 压力角变，运动规律变 压力角不变，运动规律变 压力角变，运动规律不变 答案
答
一、判断题
第三章
凸轮机构设计
教学基本要求
重点与难点分析 典型例题分析
自测试题
典型例题分析
例3-1 图3-1 所示的对心直动滚子从动件盘形凸轮 机构中，凸轮的实际轮廓线为一圆，其圆心在A点， 半径R=40mm，凸轮转动方向如图所示， lOA=25mm，滚子半径rr=10mm，试

宁夏大学机械工程学院基础部《机械原理》课程第三章机构的运动分析习题答案1. 在图示的凸轮机构中，已知各构件尺寸，长度比例尺μl ，凸轮1的角速度ω1，逆时针方向转动，试确定：（1）全部瞬心的数目（要写出计算公式）；（2）全部瞬心的位置（标注在图上）；（3）从动杆2的速度υ2的表达式。

解：分332)13(32)1N (N (1)K ----=-⨯=-=（2）瞬心位置如图----3分 （3）l 13121P122P P V V μω•==----3分2.在图示的四杆机构中，已知各构件尺寸，长度比例尺为μl ，构件1的角速度为ω1，逆时针方向转动，试确定：（1）全部瞬心的数目（要写出计算公式）；（2）全部瞬心的位置（标注在图上）；（3）从动杆3的角速度ω3的表达式。

解：分332)13(32)1N (N (1)K ----=-⨯=-=（2）瞬心位置如图----4分（3）2241424124l24144l 24122P P P P P P P P ωωμωμω==----3分3. 试求下图机构中的所有速度瞬心。

1234ω1P 12 P 24P 13P 14P 34P 23P 23 ∝P 23P 124. 画出下图所示机构的指定速度瞬心。

(1)画出图（a ）中的全部瞬心；(2)画出图(b)中的瞬心2426,P P5.在下图的四杆机构中，己知65,90,125,AB CD AD BC l mm l mm l l mm ==== 顺时针方向转动，试用瞬心法求： （1）当15oϕ=，点C 的速度C v(2) 当15o ϕ=时，构件BC(即BC 线上或其延长线上)速度最小的一点E 的位置及其速度值； (3)当0C v =时角ϕ的值。

110/,rad s ω=6. 已知下图所示机构各构件的尺寸，并知原动件1以速度'1v 匀速运动，试确定： (1)在图示位置时机构全部瞬心的位置；(2)构件2的角速度2ω、角加速度2α及其上C 点的速度C v 和加速度C a (写出表达式。

4.1 图示为从动件在推程时的部分运动线图，其远、近休止角均不等于零。

试根据s 、v 和a 之间的关系定性地补全该运动线图，并指出何处存在刚性冲击，何处存在柔性冲击。

题4.1图 题4.2图4.2 设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮转向及从动件初始位置如图所示。

已知偏距mm e 10=，基圆半径mm r 400=，滚子半径mm r T 10=。

从动件运动规律如下： 150=Φ， 60,120,30=Φ'=Φ'=Φs s ，从动件推程以简谐运动规律上升，行程mm h 20=；回程以等加速等减速运动规律返回原处。

试绘制从动件位移线图及凸轮轮廓曲线。

4.3 设计一尖底摆动从动件盘形凸轮机构，凸轮转向及从动件初始位置如图所示。

已知mm l OA 75=，mm r mm l AB 30,580==。

从动件运动规律如下： 120,0,180=Φ'=Φ=Φs ， 60=Φ's ，从动件推程以简谐运动规律顺时针摆动，最大摆角 15m ax =ψ；回程以等加速等减速运动规律返回原处。

试绘制从动件位移线图及凸轮轮廓曲线。

题4.3图4.4 设计一平底摆动从动件盘形凸轮机构，凸轮转向及从动件初始位置如图所示。

已知mm l OA 75=，mm r 300=，从动件运动规律如下： 0,180,0,180=Φ'=Φ'=Φ=Φs s ；从动件推程以简谐运动规律顺时针摆动， 15m ax =ψ；回程以等加速等减速运动规律返回原处。

试设计凸轮轮廓曲线并确定从动件的长度。

题4.4图4.5 画出图示凸轮机构中凸轮的基圆，并在图上标出凸轮由图示位置转过45角时凸轮轮廓上的接触点位置及凸轮机构的压力角 。

题4.5图4.6 图示两个凸轮机构中凸轮均为偏心圆盘，转向如图。

已知mm l mm R OA 10,30==，mm l mm l mm r mm e BC OB T 40,50,5,15====。