第3章凸轮机构答案

机械原理凸轮机构习题与答案（五篇材料）第一篇：机械原理凸轮机构习题与答案解：曲柄的存在的必要条件是1）最短杆与追长杆的杆长之和应小于或等于其余两杆的长度之和；2)连架杆与机架必有最短杆1）.杆件1为曲柄2）.在各杆长度不变的情况下，选取c杆做为机架就可以实现双摇杆机构试以作图法设计一偏置尖底推杆盘形凸轮的轮廓曲线。

已知凸轮以等角速度顺时针回转，正偏距e=10,基园半径r0=30mm.推杆运动规律为：凸轮转角δ=0~150时，推杆00.凸轮转角δ=180~300时推杆等速上升16mm;.凸轮转角δ=150~180时推杆远休；等加速回程16mm;.凸轮转角δ=300~360时推杆近休。

解：解题步骤1）首先绘制位移S与转角δ的关系曲线S-δ曲线。

2）根据S-δ曲线、凸轮基园半径和正偏距，绘制凸轮的轮廓曲线。

000000凸轮仅用了0度，90度，150度，180度，300度几个点绘制轮廓曲线，同学们绘制时英多用些点（一般取12个点，再勾画轮廓曲线）第二篇：机械原理_凸轮机构设计机械原理课程设计——凸轮机构设计（一）目录 (1)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（一）、题目及原始数据 (2)（二）、推杆运动规律及凸轮廓线方程 (3)（三）、（四）、（五）、（六）、（七）、（八）、计算程序方框图..........................5 计算源程序..............................6 程序计算结果及分析......................10 凸轮机构图..............................15 心得体会................................16 参考书. (16)（一）、题目及原始数据试用计算机辅助设计完成偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构的设计，凸轮以1rad/s的角速度沿逆时针方向转动。

要求：（1）、推程运动规律为等加速等减速运动，回程运动规律为五次多项式运动规律；（2）、打印出原始数据；（3）、打印出理论轮廓和实际轮廓的坐标值；（4）、打印出推程和回程的最大压力角，以及出现最大压力角时凸轮的相应转角；（5）、打印出凸轮实际轮廓曲线的最小曲率半径，以及相应的凸轮转角；（6）、打印出凸轮运动的位移；（7）、打印最后所确定的凸轮的基圆半径。

第三章凸轮机构及其设计3 - 1 判断题(正确的在其题号后括号内打√，否则打×)（1）为了避免从动件运动失真，平底从动件凸轮轮廓不能内凹。

( )（2）若凸轮机构的压力角过大，可用增大基圆半径来解决。

( )（3）从动件作等速运动的凸轮机构有柔性冲击。

( )（4）凸轮的基圆一般是指以理论轮廓上最小向径所作的圆。

( )（5）滚子从动件盘形凸轮的理论轮廓是滚子中心的轨迹。

( )解答：（1）√（2）√（3）×（4）√（5）√3 - 2 填空题（1）对于外凸凸轮，为了保证有正常的实际轮廓，其滚子半径应理论轮廓的最小曲率半径。

（2）滚子从动件盘形凸轮机构的基圆半径是从到的最短距离。

（3）在凸轮机构中，从动件按等加速等减速运动规律运动时，有冲击。

（4）绘制凸轮轮廓曲线时，常采用法，其原理是假设给整个凸轮机构加上一个与凸轮转动角速度ω的公共角速度，使凸轮相对固定。

（5）直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角为，其基圆半径应按条件确定。

解答：（1）小于（2）凸轮回转中心到凸轮理论轮廓（3）柔性冲击（4）反转法相反的（5）0 按全部廓线外凸的条件设计基圆半径3 - 3 简答题（1）凸轮机构中，常用的从动件运动规律有哪几种？各用于什么场合？解答：1）等速运动规律刚性冲击（硬冲）低速轻载2）等加速、等减速运动规律柔性冲击中低速轻载3）简谐（余弦）运动规律柔性冲击中低速中载4）正弦加速度运动规律无冲击中高速轻载5）3-4-5多项式运动规律无冲击中高速中载（2）何谓凸轮机构的压力角？压力角的大小与凸轮基圆半径r0有何关系？压力角的大小对凸轮的传动有何影响？解答：在不计摩擦时，凸轮作用在从动件上推力作用线与从动件受力点的绝对速度方向所夹锐角称为压力角，称为凸轮机构的压力角。

基圆半径愈大，机构压力角愈小，但机构愈不紧凑；基圆半径愈小，机构压力角愈大，机构易自锁，效率低，但机构紧凑。

（3）滚子从动件盘形凸轮机构与尖底从动件盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线是否相同？为什么？解答：不同。

凸松机构司感解答3-1题图 3 — 1所示为从动件在推程的部分运动线图，凸轮机构的6s 。

0。

，如，NO。

，试根据s、v和a之间的关系定性地补全该运动曲线；并指出该凸轮机构工作时，在推程的那些位置会出现刚性冲击？那些位置会出现柔性冲击？刚性冲击:A 柔性冲击:B、C、D3-3 题图所示为凸轮机构的起始位置，试用反转法直接在图上标出:1）凸轮按a方向转过45•时从动件的位移I2）凸轮按a方向转过45。

时凸轮机构的压力角.a)b)34 题图所承为®动从动件原形凸轮机构.凸轮为一半径: 为代的偏心圆盘,38盘的转动中心在。

点.几何中心在C点.凸轮转向如图示.试在图上作出从动件的初始位置，芥在图上标出圈示•位置时凸轮转过的转角伊和从动件摆过的摆角心理论麻线A'3-5题图3-5所示的对心滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际轮廓为一圆，圆心在A点，半径7?=40mm,凸轮转动方向如图所示，/oA=25mm，滚子半径r r= 1 0 mm,试问：1) 凸轮的理论曲线为何种曲线？2) 凸轮的基圆半径么=?3) 在图上标出图示位置从动件的位移s,并计算从动件的升距h=?4) 用反转法作出当凸轮沿①方向从图示位置转过90。

时凸轮机构的压力角, 并计算推程中的最大压力角E=?5) 若凸轮实际廓线不变，而将滚子半径改为15mm,从动件的运动规律有无变化？A03—7在租图所示的三个凸轮机构中.巳知R=40mm. a = 20mm, o=15mm,o=20mm ，试用反转法求从动件的位移曲线尸如（中），并进 行比较（要求选用同一比例尺，画在同一坐标系中,均以从动件量低位量 为起始点）.・8）b) c)3-8 —偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构，已知凸轮以等角速度逆时针转动，基圆半径r/?=50mm,滚子半径r,= 10mm,凸轮的轴心偏于从动件轴线的左侧，偏距e=10mmo从动件运动规律如下：当凸轮转过120°时，从动件以余弦加速度运动规律上升30mm；凸轮再转30。

第03章 凸轮机构及其设计一、填空题1．凸轮机构中的压力角是 和 所夹的锐角。

2．凸轮机构中，使凸轮与从动件保持接触的方法有 和 两种。

3．在回程过程中，对凸轮机构的压力角加以限制的原因是 。

4．在推程过程中，对凸轮机构的压力角加以限制的原因是 。

5．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 。

6．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。

7．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。

8．盘形凸轮的基圆半径是 上距凸轮转动中心的最小向径。

9．根据图示的ϕϕ-22d d s 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______________。

题9图10．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。

11．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。

12．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。

13．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。

14．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 。

15．平底从动件盘形凸轮机构中，凸轮基圆半径应由 来决定。

16．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 。

17．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。

18．在许用压力角相同的条件下，从动件可以得到比从动件更小的凸轮基圆半径。

或者说，当基圆半径相同时，从动件正确偏置可以凸轮机构的推程压力角。

19．直动尖顶从动件盘形凸轮机构的压力角是指；直动滚子从动件盘形凸轮机构的压力角是指；而直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角等于。

图【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岀其余的两个，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(3)可知，在创段内(0 <5^2), /因推杆的速度V 二0,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(n∕23〃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5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(3 n/2 <5<2n)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5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3线图如图⑹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, 故在这儿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，特另U 是要会作常用运动规律的位移、速度以及加速度线图。

对于图(R 所示的凸轮机构，要求: (1) 写岀该凸轮机构的名称； (2) 在图上标岀凸轮的合理转向。

第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．设计较为复杂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．制造方便，易获得较高的精度D．从动件的行程可较大3 盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。

A．摆动尖顶推杆B．直动滚子推杆C．摆动平底推杆D．摆动滚子推杆4 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5 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）6 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，传力能力大。

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。

A. 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基础是（）。

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（）。

3-1试分别标出四种凸轮机构在图示位置的压力角α。

a)b)c)d)a)b)c)d)3-2图示尖底直动从动件盘形凸轮机构，C 点为从动件推程的起始点。

完成下列各题：(1)在图上标出凸轮的合理转向；(2)试在图上作出凸轮的基圆与偏心圆，并标注其半径r b 与e ；(3)在图上作出轮廓上D 点与从动杆尖顶接触时的位移s 和压力角α；(4)在原图上画出凸轮机构的推程运动角Φ。

题3-2图3-3由图所示直动盘形凸轮的轮廓曲线，在图上画出此凸轮的基圆半径r b、各运动角即推程运动角Φ、远休止角ΦS、回程运动角Φ′和近休止角Φ′S及从动件升程h。

题3-3图3-4图示的对心滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际轮廓为一圆，圆心在A 点，半径R＝40mm，凸轮转动方向如图所示，l OA＝25mm，滚子半径r r＝10mm，试问：(1)凸轮的理论曲线为何种曲线？(2)凸轮的基圆半径r b＝？(3)在图上标出图示位置从动件的位移S，并计算从动件的升距h？(4)用反转法作出当凸轮沿ω方向从图示位置转过90°时凸轮机构的压力角。

题3-4图解：(1)理论轮廓曲线为：以A点为圆心，半径为R＋r r的圆。

(2)此时所求的基圆半径为理论轮廓曲线的r b．r b＝R－OA+r r＝40-25+10＝25mm(3)从动件的位移S如图所示。

升程h＝R+OA+r r-r b＝40+25+10-25＝50mm(4)从动件导路沿-ω方向转过90°到B，压力角α'如图中所示。

3-5如图所示偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构。

已知凸轮实际轮廓线为一圆心在O 点的偏心圆，其半径为R ，从动件的偏距为e ，试用图解法：(1)确定凸轮的合理转向；(2)画出凸轮的基圆；(3)标出当从动件从图示位置上升到位移s 时,对应凸轮机构的压力角α；（要求量出具体的数值）题3-5图3-8试以作图法设计一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构。

已知凸轮以等角速度逆时针回转，正偏距e =10mm ，基圆半径r 0=30mm ，滚子半径r r =10mm 。