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
五、（12分）图示为一偏心圆盘凸轮机构，凸轮的回转方向如图所示。要求：
（1）说明该机构的详细名称；
（2）在图上画出凸轮的基圆，并标明图示位置的凸轮机构压力角和从动件2的位移；
（3）在图上标出从动件的行程 h及该机构的最小压力角的位置。
五、总分12分。(1)2 分；(2)6 分；(3)4 分
(1) 偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构。
(2) r0，，s如图所示。
(3) h及min发生位置如图示。 五、（10分）试在图示凸轮机构中，
（1）标出从动件与凸轮从接触点C到接触点D时，该凸轮转过的转角；
（2）标出从动件与凸轮在D点接触的压力角；
（3）标出在D点接触时的从动件的位移 s。
五、总分10分。(1)4 分；(2)3 分；(3)3 分
(1)如图示。 (2)如图示。 (3) s如图示。
- 5、图示为一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构。试在图上：
（1）画出并标明基圆 r0；
（2）作出并标明凸轮按 方向转过60后，从动件与凸轮廓线接触处的压力角；
（3）作出并标明滚子从图示位置反转到B处与凸轮接触时，对应的凸轮转角。
1. 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。
1. 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。
1. 四、（10分）在图示凸轮机构中，已知：20BOAOmm，60 AOB，且A B(为圆弧；CO=DO=40mm,60COD,CD(为圆弧；滚子半径rr=10mm，从动件的推程和回程运动规律均为等速运动规律。
（1）求凸轮的基圆半径；
（2）画出从动件的位移线图。
四、总分10分。(1)2分；(2)8分
(1) r0=AO+rr=20+10=30 mm
机械设计基础试题库
凸轮机构
一、填空题(每空一分)
1.凸轮机构主要是由_凸轮__、_从动件___和固定机架三个基本构件所组成。
2.按凸轮的外形，凸轮机构主要分为_盘形__、_移动__凸轮等基本类型。
3.从动杆与凸轮轮廓的接触形式有_尖顶__、_滚子__和平底、球面底四种。
4.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__。
5.凸轮理论轮廓曲线上的点的某点的法线方向(即从动杆的受力方向）与从动杆速度方向之间
的夹角称为凸轮在该点的_压力角___。
6.随着凸轮压力角α增大，有害分力F2将会_增大__而使从动杆自锁“卡死”，通常对移动
式从动杆，推程时限制压力角α。
7.等速运动凸轮在速度换接处从动杆将产生__刚性_冲击，引起机构强烈的振动。
二、选择题：(每空一分)
1.A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D.以上均不对
2．A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D.以上均不对
3.理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的运动
规律A。
A.相同B.不相同。
4.对于转速较高的凸轮机构，为了减小冲击和振动，从动件运动规律最好采用C运动规
律。
A.等速B.等加速等减速C.正弦加速度。
5.凸轮机构中从动件作等加速等减速运动时将产生B冲击。它适用于E场合。
A.刚性B.柔性C.无刚性也无柔性D.低速E.中速F.高速
6.滚子从动件盘形凸轮机构的滚子半径应B凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径。
A.大于B.小于C.等于
7.直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角A。
A.永远等于B.等于常数C.随凸轮转角而变化
三、已知凸轮机构如图，在图上标注出：（5分）
A点的压力角αA，并量出其值
凸轮从图示位置转过90°后的压力角α
