东南大学机械设计考试凸轮机构

凸轮机构一、单项选择题1、已知一滚子接触偏置直动从动件盘形凸轮机构，若将凸轮转向由顺时针改为逆时针，则从动件（）。

A. 运动规律发生变化，而最大行程不变B. 最大行程发生变化，而运动规律不变C. 最大行程和运动规律均不变D. 最大行程和运动规律均发生变化2、对于滚子从动件盘形凸轮机构，滚子半径（）理论轮廓曲线外凸部分的最小曲率半径。

A. 必须小于B. 必须大于C. 可以等于D. 可以大于3、凸轮机构若发生自锁，则其原因是（）。

A. 驱动力矩不够B. 压力角太大C. 压力角太小 C. 基圆半径太大4、对于平底直动从动件盘形凸轮机构，移动导路的平移（）。

A. 会改变从动件运动规律B. 会影响机构压力角的大小C. 会影响从动件的行程D. 不会影响从动件运动规律和机构压力角的大小5、凸轮机构中从动件作等加速等减速运动时（）。

A. 存在刚性冲击B. 存在柔性冲击C. 不存在冲击D. 既有刚性冲击又有柔性冲击6、凸轮机构中从动件作等速运动时（）。

A. 存在刚性冲击B. 存在柔性冲击C. 不存在冲击D. 既有刚性冲击又有柔性冲击7、对于远、近休止角均不为零的凸轮机构，当从动件推程按简谐运动规律运动时，在推程开始和结束位置（）。

A. 不存在冲击B. 存在刚性冲击C. 存在柔性冲击D. 仅推程开始存在柔性冲击8、已知一滚子接触摆动从动件盘形凸轮机构，因滚子损坏，更换了一个外径与原滚子不同的新滚子，则更换滚子后从动件（）。

A. 运动规律发生变化，而最大摆角不变B. 最大摆角发生变化，而运动规律不变C. 最大摆角和运动规律均不变D. 最大摆角和运动规律均发生变化二、填空题1、当凸轮机构的从动件在推程按等速规律运动时，在推程位置存在刚性冲击。

2、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轮廓。

3、设计滚子从动件盘形凸轮机构时，与滚子相包络的凸轮廓线称为轮廓。

4、滚子从动件盘形凸轮的基圆半径是上距凸轮转动中心的最小向径。

5、从动件作等速运动的凸轮机构中，从动件的位移线图是线。

6、从动件作等速运动的凸轮机构中，从动件的位移线图是线。

7、从动件作等加速等减速运动的凸轮机构中，从动件的位移线图是线。

8、凸轮的基圆半径越小，则凸轮机构的压力角越。

三、简答题1、在尖顶接触直动从动件盘形凸轮机构中，若凸轮作顺时针方向转动，从动件向上移动为工作行程，则凸轮的回转轴心应相对从动件导路向左偏置还是向右偏置为好？为什么？试绘图加以说明。

解：向右偏置为好，可减小推程压力角。

——3分——3分2、何谓凸轮机构的压力角？为什么要规定许用压力角？回程许用压力角为什么可以大一些？驱使从动件运动的作用力方向与受力点速度方向之间的夹角。

反映力的有效利用程度和传动质量，压力角越小越好。

故需规定最大值。

——3分回程靠几何锁合或力锁合。

——3分3、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？同一凸轮采用不同端部形状的从动件时，从动件运动规律是不相同的，实际轮廓相同，理论轮廓可能不同，从动件上的接触位置可能变化。

4、已知一滚子接触偏置直动从动件盘形凸轮机构，若将凸轮（不是偏心圆盘）转向由顺时针改为逆时针，则从动件运动规律和从动件最大行程是否发生变化？为什么？凸轮轮廓的设计对应于确定的凸轮转向，凸轮转向不同轮廓不同。

当凸轮反转时，推程运动角等运动参数会发生变化，从动件运动规律改变，但行程不变。

四、分析题1、图示偏心圆盘凸轮机构，已知圆盘半径R =50mm ，偏心距e =25mm ，凸轮转向为顺时针。

试确定：(1) 从动件的行程h ＝ mm ；(2) 当凸轮由图示位置转过90︒时，凸轮机构的压力角等于 ； (3) 当凸轮由图示位置转过90︒时，从动件的位移为 mm 。

解：mm)13(2525255030)50/25(sin mm502)(221-=--=︒====--+=-s e e R e R h α2、图(a)、(b)所示为两个对心直动从动件偏心圆盘凸轮机构，其中图(a)为尖顶从动件，图(b)为滚子从动件，滚子半径r T ＝10mm ；两图中偏心圆盘凸轮的几何尺寸相同，O 为凸轮几何中心，O 1为凸轮转动中心，直线AC ⊥BD ，O 1O ＝OA /2，圆盘半径R ＝60mm 。

试分析比较两图中凸轮基圆半径r 0、从动件行程h 及C 点压力角αC 的异同。

(a) (b)解：图(a)——︒=====060302/10C mmh mmR A O r α——3分图(b)——︒===+=0604010C T mmh mmr A O r α——2分两图中从动件行程h 及C 点压力角αC 的相同，凸轮基圆半径不同——1分3、下列三种凸轮机构：(1)分别画出凸轮的基圆；(2)分别标出在图示位置时的机构压力角。

图(a)、(b)压力角等于零，图(c)压力角如图。

——1分×64、图示为凸轮机构直动从动件的速度线图。

(1) 示意画出从动件的加速度线图；(2) 判断哪些位置有冲击存在，是柔性冲击还是刚性冲击；(3) 在图上的F 位置时，从动件有无惯性力作用？有无冲击存在？——2分×3t (ϕ)v5、如图，R=40，OA=25，r=10。

问：（1）凸轮的理论廓线为何种曲线？（2）基园半径？（3）从动件升程？（4）推程中的最大压力角？（5）若凸轮的实际廓线不变，将滚子半径改为15，从动件的运动规律有无变化？（1）凸轮的理论廓线为R+r=50的园。

（2）基园半径为25。

（3）从动件升程50。

（4）推程中的最大压力角：高副低代后得到曲柄滑块机构OAB，当曲柄与导路垂直时压力角最大，为30度。

（5）若凸轮的实际廓线不变，将滚子半径改为15，从动件的运动规律有变化。

6、如图，B0为起始位置。

问：（1）在B’1点接触时所对应的凸轮转角。

（2）在B2点时凸轮机构的压力角。

（1）作偏距圆和理论廓线，过B’1点作法线n-n得B1点，B1点即为滚子中心位置，过B1点作偏距圆切线，该位置线与从动件起始位置线间的夹角即为凸轮转角，此角也可在偏距圆上度量。

（2）在B2点时凸轮机构的压力角见图。

8.1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8.1图解补全后的从动件推程运动线图如右图所示。

由图可知在A处加速度有无穷大突变，存在刚性冲击；在B、C、D处加速度有有限值突变，存在柔性冲击。

45角时凸轮轮廓8.10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上的接触点位置及凸轮机构的压力角 。

解8.11 图示尖底偏置直动从动件盘形凸轮，AFB 、CD 为圆弧。

AD 、BC 为直线，A 、B 为直线与圆弧AFB 的切点。

已知30,20,15,80=∠====COD mm OD OC mm r mm e 。

试求：1)从动件的升程h ，凸轮推程运动角Φ，回程运动角Φ'及近休止角s Φ'；2)凸轮与从动件在A 、D 、C 、B 点接触时机构的压力角A α、D α、C α、B α；3)推程最大压力角max α的数值及出现位置；4)回程最大压力角maxα'的数值及出现位置。

题8.11图解 1) mm 64.5815820222222022=---=---=e r e l h OD06.50)]15202/()64.51520[cos )20/15(cos )]2/()[(cos )/(cos 2221102202101=⨯⨯-++=-++=''∠+∠=Φ----r l h r l l r D O A AOD OD OD OD其中D '、A '分别为圆弧DC 和基圆与从动件导路的交点。

75.32)]15202/()64.51520[cos )20/15(cos )]2/()[(cos )/(cos 2221102202101=⨯⨯-+-=-+-=''∠-∠=Φ'----r l h r l l r D O A COB OD OD OD18.2472360=∠-∠-=Φ'AOD COD s2)23.32)/(sin 01==-r e A α；83.17)/(sin )/(sin 90101)(=--=---OD OD D l e l r α（D 点作为直线AD 上的点）；58.23)/(sin 1)(==-+OD D l e α（D 点作为圆弧DC 上的点）；58.23)/(sin 1)()(===-+-OD D C l e αα（C 点作为圆弧DC 上的点）；99.64)/(sin )/(sin 90101)(=+-=--+OD OD C l e l r α（C 点作为直线BC 上的点）；23.32)/(sin 01==-r e B α。

3) 推程最大压力角max α的数值及出现位置推程阶段（直线段AD 上的点接触）压力角的变化规律为：A α(逐渐减小)0⇒(逐渐增大))(-⇒D α(突变增大))(+⇒D α，由以上计算数值可知推程最大压力角出现在A 点接触位置，其值为23.32max ==A αα。

4) 回程最大压力角maxα'的数值及出现位置 回程阶段（直线段CB 上的点接触）压力角的变化规律为：)(-C α(突变增大))(+⇒C α(逐渐减小)B α⇒，由以上计算数值可知回程最大压力角出现在C 点接触位置，其值为99.64)(max =='+C αα。