第3章 凸轮机构及其设计
1、图（a）和图（b）分别为滚子对心直动从动件盘形凸轮机构和滚子偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知：R=100mm，OA=20mm，e=10mm，rT=10mm，试用图解法确定；当凸轮自图示位置（从动件最低位置）顺时针方向回转90°时两机构的压力角及从动件的位移值。
（a） (b)
题1图
2、图示给出了某直动推杆盘形凸轮机构的推杆的速度线图，当凸轮以1等速转动时，试求：
（1） 定性地画出该推杆的位移线图和加速度线图；
（2） 说明此种运动规律的名称和特点（指v，a的大小，以及冲击性质等）；
（3） 说明该种运动规律的适用场合。
题3图
3、设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮回转方向及从动件初始位置如图所示。已知偏距e=10mm，基圆半径r0=40mm，滚子半径rT=10mm，从动件运动规律如下：Φ=150°，ΦS=30°，Φ’=120°，Φ′S=60°，从动件在推程以简谐运动规律上升，行程h=20mm；回程以等加速等减速运动规律返回原处，试绘出从动件位移线图及凸轮轮廓曲线。
4、设计一平底直动从动件盘形凸轮机构，凸轮回转方向及从动件初始位置如图所示。已知基圆半径r0=60mm，行程h=20mm，Φ=150°，ΦS=30°，Φ’=120°，Φ′S=60°，从动件在推程以简谐运动规律上升，回程以等加速等减速运动规律返回原处，试绘出该机构凸轮轮廓曲线并决定从动件底面应有的长度。
题4图 题5图
5、设计一平底摆动从动件盘形凸轮机构，凸轮回转方向和从动件初始位置如图所示。已知lOA=75，r0=30mm，从动件运动规律如下：Φ=180°，ΦS=0°，Φ’=180°，Φ′S=0°，从动件推程以简谐运动规律顺时针摆动，ψmax=15°；回程以等加速等减速运动规律返回原处。试绘出凸轮轮廓曲线并确定从动件的长度。
第四章 凸轮机构及其设计
题4-9 解：推杆在推程段及回程段运动规律的位移方程为：
1）推程： （0º≤ ≤150º）
2）回程：等加速段 （0º≤ ≤60º）
等减速段 （60º≤ ≤120º）
计算各分点的位移值如下：
总转角
0º 15º 30º 45º 60º 75º
s 0 1.6 3.2 4.8 6.4 8
总转角 90º 105º 120º 135º 150º 165º
s 9.6 11.2 12.8 14.4 16 16
总转角 180º 195º 210º 225º 240º 255º
s 16 15.5 14 11.5 8 4.5
总转角 270º 285º 300º 315º 330º 360º
s 2 0.5 0 0 0 0
取 =1 mm /mm作图如题图4-9所示。
想一想：
1）什么是正偏置和负偏置？各有何优缺点？
2）凸轮廓线上出现什么情况时将会引起刚性冲击？
3）凸轮廓线上任一点的压力角是如何确定的？
题图4-9
题4-10 解：推杆在推程及回程的运动规律的位移方程为：
1）推程 （0º≤ ≤150º）
2）回程 （0º≤ ≤120º）
计算各分点的位移值如下：
总转角
0º 15º 30º 45º 60º 75º
s 0 0.171 1.158 3.262 6.349 10.00
总转角 90º 105º 120º 135º 150º 165º
s 13.65 16.74 18.842 19.83 20 19.24
总转角 180º 195º 210º 225º 240º 255º
s 17.07 13.83 10.00 6.173 2.929 0.761
总转角 270º 285º 300º 315º 330º 360º
s 0 0 0 0 0 0
机械设计基础
姓名： 学号： 班级：
凸轮机构
一、选择题
1.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
2. 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
3．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
4.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）
5.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
6.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
第5章 凸轮机构
（一）教学要求
1．了解凸轮机构的工作原理
2．掌握常用从动件运动规律及特性
3．掌握盘形凸轮轮廓的设计
4．了解凸轮机构的尺寸的确定
（二）教学的重点与难点
1．凸轮的工作原理
2．用反转法设计凸轮轮廓
3．凸轮的尺寸对其机构的影响
（三）教学内容
5.1概述
5.1.1 概念
1． 凸轮机构的组成：凸轮是由从动件、机架、凸轮三部分组成的高幅机构。
2．凸轮：是一种具有曲线轮廓或凹糟的构件，它通过与从动什的高副接触，在运动时可以使从动件获得连续或不连续的任意预期运动。
3．特点：结构相当简单，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。但另一方面，由于凸轮机构是高副机构，易于磨损，因此只适用于传递动力不大的场合。
4．凸轮机构的应用
例： 内燃机配气机构 （如下图所示）
靠模车削机构（如下图所示）
自动送料机构（如下图所示）
分度转位机构（如下图所示）
5.1.2 凸轮机构的分类
1、按照凸轮的形状分为：
(1)盘形凸轮
凸轮中最基本的形式。凸轮是绕固定铂转动且向径变化的盘形零件，凸轮与从动件互作平面运动，是平面凸轮机构。
(2)移动凸轮
可看作是回转半径无限大的盘形凸轮，凸轮作往复移动，是平面凸轮机构。
(3)圆柱凸轮
可看作是移动凸轮绕在圆柱体上演化而成的，从动件与凸轮之间的相对运动为空间运动，是一种空间凸轮机构。
(4)曲面凸轮
当圆柱表面用圆弧面代替时，就演化成曲面凸轮，它也是一空间凸轮机构。
2、按锁合方式的不同凸轮可分为：
(1)力锁合凸轮，如靠重力、弹簧力锁合的凸轮等；
(2)几何锁合凸轮，如沟槽凸轮、等径及等宽凸轮、共轭凸轮等。
3、按从动件型式分为：
(1)尖顶从动件
(2)滚子从动件
(3)平底从动件
根据从动件运动型式不同分为直动从动件和摆动从动件。
5.1.3 凸轮和滚子的材料
凸轮机构的主要失效形式：磨损和疲劳点蚀
