凸轮机构及其设计答案
机械原理：第6章 凸轮机构
的压力角α ？ 3.求出r0 、s 和α之间的关系式？
本题目主要考察对基圆、压力角及位移等 基本概念的理解和压力角的计算方法。 解
（1）图示位置的r0 、s 和α如图。
（2）r0 、s 与α之间的关系式为：
tan
v e
lOP e 1
r02 e2 s s r02 e2
例3 图示为摆动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮为偏心圆盘， 且以角速度ω逆时针方向回转。
试在图上标出： 1. 凸轮基圆；
2. 升程运动角和回程运动角；
3. 图示位置时从动件的初始位置角
0和角位移 ；
4. 图示位置从动件的压力角α；
5. 从动件的最大角位移max 。
r0min
( d s)2 e2 tan[ ]
直动滚子从动件盘 形凸轮机构
凸轮基圆半径
r0
m in
s
d2s
d 2
式中
（[ dx )2 ( dy )2 ]3/ 2
d
dx
d
.
d2 y
d 2
d
dy
d
.
d2x
d 2
条件 min
直动平底从动件盘 形凸轮机构
滚子半径的设计
考虑运动失真： rr 0.8min 考虑强度要求： rr (0.1 ~ 0.5)r0
以凸轮转动中心为圆心，以凸轮理论轮廓曲线上的 最小半径为半径所画的圆。半径用r0表示。 从动件从距凸轮转动中心的最近点向最远点的运动过程。 从动件从距凸轮转动中心的最远点向最近点的运动过程。 从动件的最大运动距离。常用 h 表示行程。
基本名词术语
（5）推程角 从动件从距凸轮转动中心的最近点运动到最远点时， 凸轮所转过的角度。用Φ表示。
凸轮机构及其设计填空题在凸轮机构几种基本的从动件
第九章凸轮机构及其设计1.填空题：（1）在凸轮机构几种基本的从动件运动规律中，运动规律产生刚性冲击，运动规律产生柔性冲击，运动规律则没有冲击。
（2）设计滚子推杆盘形凸轮机构的廓线时，若发现凸轮廓线有变尖现象，则在尺寸参数的改变上应采取的措施是或。
（3）滚子从动杆盘形凸轮，它的实际廓线是理论廓线的曲线。
（4）维持凸轮与从动杆高副接触封闭的方法有、。
（5）凸轮机构中的压力角是和所夹的锐角。
（6）理论廓线全部外凸的直动推杆盘形凸轮机构中，滚子半径应取为；若实际廓线出现尖点，是因为；压力角对基圆的影响是。
2.简答题：（1）若凸轮是顺时针方向转动，采用偏置直动推杆时，推杆的导路线应偏于凸轮回转中心的哪一侧较合理？为什么？（2）凸轮的理论廓线与实际廓线有何区别？所谓基圆半径是指哪一条廓线的最小向径？（3）选择基圆半径时，应考虑哪些因素？按什么原则加以选择？（4）平底直动从动件凸轮机构，其压力角恒为零，它还有可能自锁吗？（5）如摆动尖端推杆的推程和回程运动线图完全对称，其推程和回程的凸轮轮廓是否也对称？为什么？（6）当设计直动推杆盘形凸轮机构的凸轮廓线时，若机构的最大压力角超过了许用值，试问可用哪几种措施来减小最大压力角或增大许用压力角？（7）在直动推杆盘形凸轮机构中，试问同一凸轮采用不同端部形状的推秆时，其推杆运动规律是否相同?为什么？3. 图5.8所时偏心圆盘凸轮机构,圆盘半径R=50mm,偏心距e=25mm,凸轮以ω=25rad/s 顺时针方向转过90°时，推杆的速度v=50mm/s。
试问：（1）在该位置时，凸轮机构的压力角为多大？（2）在该位置时，推杆的位移为多大？该凸轮机构推杆的行程h等于多少？4.图5.9所示为一凸轮机构推杆推程位移曲线，OA∥BC，AB平行横坐标轴。
试分析该凸轮机构在何处有最大压力角，并扼要说明理由。
5.有一对心直动尖顶推杆偏心圆凸轮机构，如图5.10（a）所示，O为凸轮几何中心，O1为凸轮转动中心，直线AC⊥BD,O1O=1/2OA，圆盘半径R=60mm。
机械原理课后习题答案部分)
第二章2-1 何谓构件?何谓运动副及运动副元素?运动副是如何进行分类的?答：参考教材5~7页。
2-2 机构运动简图有何用处?它能表示出原机构哪些方面的特征?答：机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况，可进行运动分析，也可用来进行动力分析。
2-3 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况?答：参考教材12~13页。
2-5 在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项?答：参考教材15~17页。
2-6 在图2-22所示的机构中，在铰链C、B、D处，被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的，那么能说该机构有三个虚约束吗?为什么?答：不能，因为在铰链C、B、D中任何一处，被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用，所以只能算一处。
2-7 何谓机构的组成原理?何谓基本杆组?它具有什么特性?如何确定基本杆组的级别及机构的级别? 答：参考教材18~19页。
2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代"?“高副低代”应满足的条件是什么?答：参考教材20~21页。
2-11 如图所示为一简易冲床的初拟设计方案。
设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴 A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头上下运动以达到冲压目的。
试绘出其机构运动简图，分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。
解：1）取比例尺绘制机构运动简图。
2）分析其是否可实现设计意图。
F=3n-( 2P l +P h –p’ )-F’=3×3-(2×4+1-0)-0=0此简易冲床不能运动,无法实现设计意图。
3）修改方案。
为了使此机构运动，应增加一个自由度。
办法是：增加一个活动构件，一个低副。
修改方案很多，现提供两种。
※2-13图示为一新型偏心轮滑阎式真空泵。
其偏心轮1绕固定轴心A转动，与外环2固连在一起的滑阀3在可绕固定轴心C转动的圆柱4中滑动。
《机械原理》第八版课后习题答案
第2章 机构的结构分析(P29)2-12：图a 所示为一小型压力机。
图上，齿轮1与偏心轮1’为同一构件，绕固定轴心O 连续转动。
在齿轮5上开有凸轮轮凹槽，摆杆4上的滚子6嵌在凹槽中，从而使摆杆4绕C 轴上下摆动。
同时，又通过偏心轮1’、连杆2、滑杆3使C 轴上下移动。
最后通过在摆杆4的叉槽中的滑块7和铰链G 使冲头8实现冲压运动。
试绘制其机构运动简图，并计算自由度。
解：分析机构的组成：此机构由偏心轮1’（与齿轮1固结）、连杆2、滑杆3、摆杆4、齿轮5、滚子6、滑块7、冲头8和机架9组成。
偏心轮1’与机架9、连杆2与滑杆3、滑杆3与摆杆4、摆杆4与滚子6、齿轮5与机架9、滑块7与冲头8均组成转动副，滑杆3与机架9、摆杆4与滑块7、冲头8与机架9均组成移动副，齿轮1与齿轮5、凸轮(槽)5与滚子6组成高副。
故解法一：7=n 9=l p 2=h p12927323=-⨯-⨯=--=h l p p n F解法二：8=n 10=l p 2=h p 局部自由度1='F11210283)2(3=--⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l(P30) 2-17：试计算如图所示各机构的自由度。
图a 、d 为齿轮-连杆组合机构；图b 为凸轮-连杆组合机构（图中在D 处为铰接在一起的两个滑块）；图c 为一精压机机构。
并问在图d 所示机构中，齿轮3与5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目是否相同？为什么？解： a) 4=n 5=l p 1=h p11524323=-⨯-⨯=--=h l p p n Fb) 5=n 6=l p 2=h p12625323=-⨯-⨯=--=h l p p n F12625323=-⨯-⨯=--=h l p p n Fc) 5=n 7=l p 0=h p10725323=-⨯-⨯=--=h l p p n Fd) 6=n 7=l p 3=h p13726323=-⨯-⨯=--=h l p p n F(C 可看做是转块和导块,有1个移动副和1个转动副)齿轮3与齿轮5的啮合为高副（因两齿轮中心距己被约束，故应为单侧接触）将提供1个约束。
齿轮及凸轮机构试题和答案
齿轮机构及其设计答案渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是: 两齿轮的模数相等和压力角相等。
一对平行轴斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是:两轮法面上的模数和压力角分别相等,螺旋角大小相等,方向相反(外啮合)或相同(内啮合),一对直齿圆锥齿轮传动的正确啮合条件是两轮大端的模数和压力角相等。
3.蜗杆蜗轮传动的正确啮合条件是 : 其中间平面内蜗轮与蜗杆的模数和压力角分别相等, 当两轴交错为90度时,还应使蜗杆的导程角等于涡轮螺旋角。
标准渐开线直齿圆锥齿轮的标准模数和压力角定义在大端。
一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时，两轮的节圆总是相切并相互作纯滚动的，而两轮的中心距不一定总等于两轮的分度圆半径之和。
7．共轭齿廓是指一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓。
8. 用齿条刀具加工标准齿轮时，齿轮分度圆与齿条中线相切，加工变位齿轮时，中线与分度圆不相切。
被加工的齿轮与齿条刀具相"啮合"时，齿轮节圆与分度圆重合。
9. 有两个模数、压力角、齿顶高系数及齿数相等的直齿圆柱齿轮，一个为标准齿轮1，另一个为正变位齿轮2，试比较这两个齿轮的下列尺寸，哪一个较大、较小或相等:db1 = db2；da1 < da2；d1=d2；df1 < df2；sa1 > sa2；s1 > s2。
10. 标准齿轮除模数和压力角为标准值外，还应当满足的条件是分度圆上齿厚等于齿槽宽,即s=e 。
11. 斜齿轮在法面上具有标准模数和标准压力角。
12. 若两轴夹角为90度的渐开线直齿圆锥齿轮的齿数为Z1=25， Z2=40，则两轮的分度圆锥角= 32度 ; = 58度。
13. 一对直齿圆锥齿轮传动时的分度圆锥角应根据齿轮齿数和两轴交角来决定。
14. 如图所示两对蜗杆传动中，(a)图蜗轮的转向为逆时针；(b)图蜗杆的螺旋方向为右旋。
15. 用标准齿条型刀具加工标准齿轮时，其刀具的中线与轮坯分度圆之间做纯滚动.第二章答案：1）平面运动副的最大约束数为 2 ，最小约束数为 1 。
第9章 凸轮机构及其设计(有答案)
1．图示凸轮机构从动件推程运动线图是由哪两种常用的基本运动规律组合而成？并指出有无冲击。
如果有冲击，哪些位置上有何种冲击？从动件运动形式为停-升-停。
(1) 由等速运动规律和等加速等减速运动规律组合而成。
(2) 有冲击。
(3) ABCD 处有柔性冲击。
2. 有一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构，为改善从动件尖端的磨损情况，将其尖端改为滚子，仍使用原来的凸轮，这时该凸轮机构中从动件的运动规律有无变化？简述理 由。
(1) 运动规律发生了变化。
(见下图 )(2)采用尖顶从动件时，图示位置从动件的速度v O P 2111=ω，采用滚子从动件时，图示位置的速度'='v O P 2111ω，由于O P O P v v 111122≠'≠',；故其运动规律发生改变。
3. 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。
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。
4. 画出图示凸轮机构从动件升到最高时的位置，标出从动件行程h，说明推程运动角和回程运动角的大小。
总分5分。
(1)2 分；(2)1 分；(3)1 分；(4)1 分(1) 从动件升到最高点位置如图示。
(2) 行程h如图示。
(3)Φ＝δ0－θ(4)Φ'＝δ'＋θ120时是渐开线，5.图示直动尖顶从动件盘形凸轮机构，凸轮等角速转动，凸轮轮廓在推程运动角Φ=︒从动件行程h=30 mm，要求：（1）画出推程时从动件的位移线图s-ϕ；（2）分析推程时有无冲击，发生在何处？是哪种冲击？-总分10分。
(1)6 分；(2)4 分(1)因推程时凸轮轮廓是渐开线，其从动件速度为常数v=r0⋅ω，其位移为直线，如图示。
(2) 推程时，在A 、B 处发生刚性冲击。
6. 在图示凸轮机构中，已知：AO BO ==20mm ，∠AOB ＝60ο；CO =DO =40mm ,∠=COD 60ο；且A B (、CD (为圆弧；滚子半径r r =10mm ，从动件的推程和回程运动规律均为等速运动规律。
凸轮机构及其设计习题解答
如图(a)所示的凸轮机构推杆的速度曲线由五段直线组成。
要求：在题图上画出推杆的位移曲线、加速度曲线；判断哪几个位置有冲击存在，是刚性冲击还是柔性冲击；在图示的F位置，凸轮与推杆之间有无惯性力作用，有无冲击存在?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出其余的两个，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(a)可知，在OA段内(0≤δ≤π/2)，因推杆的速度v=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(π/2≤δ≤3π/2)，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δ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(3π/2≤δ≤2π)，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δ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a线图如图(b)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，故在这几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，特别是要会作常用运动规律的位移、速度以及加速度线图。
机械原理第八版答案与解析
机械原理第八版答案与解析Prepared on 22 November 2020机械原理第八版 西北工业大学平面机构的结构分析1、如图a 所示为一简易冲床的初拟设计方案，设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图并提出修改方案。
解 1）取比例尺l μ绘制其机构运动简图（图b ）。
2）分析其是否能实现设计意图。
图 a ）由图b 可知，3=n ，4=l p ，1=h p ，0='p ，0='F 故：00)0142(33)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。
图 b ）3）提出修改方案（图c ）。
为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c 给出了其中两种方案）。
图 c1） 图 c2）2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
图a ）解：3=n ，4=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F图 b ）解：4=n ，5=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F3、计算图示平面机构的自由度。
将其中的高副化为低副。
机构中的原动件用圆弧箭头表示。
3－1解3－1：7=n ，10=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F ，C 、E 复合铰链。
3－2解3－2：8=n ，11=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F ，局部自由度 3－3解3－3：9=n ，12=l p ，2=h p ，123=--=h l p p n F 4、试计算图示精压机的自由度解：10=n ，15=l p ，0=h p 解：11=n ，17=l p ，0=h p （其中E 、D 及H 均为复合铰链） （其中C 、F 、K 均为复合铰链）5、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组。
机械原理第八版答案与解析
第八版西北工业大学平面机构的结构分析1、如图a所示为一简易冲床的初拟设计方案，设计者的思路是：动力由齿轮1输入, 使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。
解1 ）取比例尺i绘制其机构运动简图（图b）。
2 ）分析其是否能实现设计意图。
图a）由图 b 可知，n3，p 4，p h 1，p 0，F 0故：F 3n （2p l p h p） F 3 3 （2 4 1 0） 0 0因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B、C、D组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。
图b）3）提出修改方案（图c ）。
为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c给出解 3— 1: n 7， p i 10，P h 解 3 — 2: n 8，p i 11， P h3n 了其中两种方案)图cl ) 图c2 )2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度图a )3、计算图示平面机构的自由度。
将其中的高副化为低副。
机构中的原动件用圆弧箭头表示。
解：n 3，p 4， P h 0， F 3n 2p i P h 1 解：n 4，p i 5， p h 1， F 3n 2p i P h 1 3n 2p i2P i解3-3: n 9 , p 12 , p h 2, F 3n 2p i P h 14、试计算图示精压机的自由度解：n 10，p l 15，p h 0解：n 11，P i 17，P h 0（其中E、D及H均为复合铰链）（其中C F、K均为复合铰链）5、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组。
又如在该机构中改选EG为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前者有所不同。
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第4章凸轮机构及其设计一、思考题思4－1 滚子从动件盘形凸轮机构凸轮的理论轮廓曲线与实际轮廓曲线之间存在什么关系?两者是否相似?答：（1）滚子从动件盘形凸轮理论轮廓曲线与实际轮廓曲线在法向方向上相差滚子的半径。
（2）两者相似，但并不时时相似。
思4－2 已知一滚子摆动从动件盘形凸轮机构，因滚子损坏，现更换了一个外径与原滚子不同的新滚子。
试问更换滚子后从动件运动规律和最大摆角是否发生变化?为什么?答：（1）更换滚子后从动件的运动规律发生变化，最大摆角不变。
（2）原因如下：更换滚子后凸轮的理论轮廓曲线发生变化，所以从动件的运动规律发生变化，而最大摆角由凸轮决定，所以最大摆角不变。
思4－3 何为凸轮机构的压力角?为什么要规定许用压力角?回程许用压力角为什么可大一些?凸轮机构的压力角与凸轮的压力角有何区别?答：（1）凸轮机构的压力角是指接触点的法线方向与从动件上作用点的速度方向之间所夹的锐角。
（2）当压力角增大到接近极限压力角时，即使尚未发生自锁，驱动力也会急剧增大，导致轮廓严重磨损、效率迅速降低，因此要规定许用压力角。
（3）从动件的回程不是由凸轮驱动的，不会发生自锁，因此回程压力角可取大一些。
（4）凸轮机构的压力角与从动件有关，随着从动件的变化，凸轮机构的压力角也会发生变化，而凸轮压力角是指凸轮本身的压力角，不会随着从动件的变化而变化。
思4－4 在图思4－1中尖底直动从动件圆盘凸轮机构中，凸轮作逆时针转动，试从减小推程压力角方面考虑从动件导路相对于凸轮回转中心的偏置方向是否合理。
又若将凸轮转向改为顺时针，从动件运动规律是否发生变化?为什么?思4－1答：（1）图中为正偏置，有利于减小推程压力角，偏置方向合理。
（2）若凸轮转向改为顺时针，从动件运动规律发生变化。
原因如下：改变凸轮的转向，其推程廓线段和回程廓线段互换，由于有偏置，这两个轮廓线段是不同的。
思4－5 平底从动件盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线为何一定要外凸?而滚子从动件盘形凸轮机构凸轮理论轮廓曲线却允许内凹，且在内凹段一定不会出现运动失真?答：（1）平底从动件盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线必须外凸，这样平底才能与轮廓上各点接触，以保证从动件完全实现预期的运动规律，如果平底从动件盘形凸轮轮廓曲线内凹会发生运动失真。
第九章 凸轮机构
第九章凸轮机构及其设计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. 滚子推杆盘形凸轮的基圆半径是从_________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. 在尖底直动从动件盘形凸轮机构中，若压力角______，可用加大基圆半径的办法解决。
5. 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。
6. 凸轮的理论轮廓的最小曲率半径应当___________从动件的滚子半径。
7. 滚子从动件的滚子中心轨迹,在反转法作图时是凸轮的_________轮廓。
8. 滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮实际轮廓是_________轮廓的_________曲线。
9. 从受力的观点来看,直动盘形凸轮机构应采用_________从动件。
10. 在凸轮机构中,从动件按_______运动规律运动时有刚性冲击,按运动规律运动时无冲击。
11. 平底从动件盘形凸轮机构中,平底的宽度应为________________。
12. 设计凸轮轮廓曲线的方法有________法和_________法。
13. 当凸轮机构的压力角过大时,机构易出现_________现象。
14. 在用解析法求解凸轮轮廓时,除了用直角坐标系外,还可用_______坐标系。
15. 当设计滚子从动件盘形凸轮机构时，基圆半径取值过小，则可能产生和现象。
16. 当设计滚子从动件盘形凸轮机构时，基圆半径取值过小，则可能产生和现象。
17. 滚子从动件盘形凸轮机构，若滚子半径为r r，为使凸轮实际廓线不变尖，则理论廓线的最小曲率半径ρmin应满足的条件是：。
18. 凸轮机构的从动件作余弦加速度运动时，产生的冲击性质属于冲击。
19. 在直动对心滚子从动件盘形凸轮机构设计中，若基圆半径取得过小，有可能产生和问题。
凸轮机构及其设计
凸轮机构及其设计1.与连杆机构相比，凸轮机构的最大缺点是。
正确答案：BA.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，凸轮机构的最大优点是。
正确答案：AA.可实现各种预期的运动规律B.制造方便，易获得较高的精度C.便于润滑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。
正确答案：CA.摆动尖顶推杆B.直动滚子推杆C.直动平底推杆D.摆动滚子推杆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。
正确答案：CA.等速运动规律B.等加速等减速运动规律C.摆线运动规律D.简谐运动规律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。
正确答案：AA.增大基圆半径B.改变凸轮转向C.改用滚子推杆D.改为偏置直动尖顶推杆6.当凸轮机构的推杆推程按等加速等减速运动规律运动时，推程开始和结束位置。
正确答案：BA.存在刚性冲击B.存在柔性冲击C.既有刚性冲击又有柔性冲击D.不存在冲击7.若增大凸轮机构的推程压力角a，则推杆上所受的有害分力将。
正确答案：AA.增大B.减小C.不变D.不确定8.设计凸轮廓线时，若增大凸轮的基圆半径，则廓线曲率半径将。
正确答案：AA.增大B.减小C.不变D.不确定9.下述几种运动规律中会产生柔性冲击。
正确答案：BA.等速运动规律B.等加速等减速运动规律C.摆线运动规律D.3-4-5次多项式运动规律10.下述的设计步骤中，不属于凸轮机构的反转法。
正确答案：DA.设计凸轮廓线时，可假设凸轮静止不动B.使推杆相对于凸轮沿-ω方向作反转运动C.推杆在其导轨内作预期的运动 D.作出机构的压力角11.在滚子推杆盘形凸轮机构中，当凸轮理论廓线外凸部分的曲率半径大于滚子半径时，推杆的运动规律将产生“失真”现象。
正确答案：错对错12.凸轮机构中，推杆按等加速等减速运动规律运动是使推杆先作等加速上升，然后再作等减速下降。
《凸轮机构及其设计》作业习题
《凸轮机构及其设计》作业习题1.思考题3-1 什么是刚性冲击、柔性冲击？常见的运动规律哪些出现刚性冲击？哪些出现柔性冲击？ 3-2 什么是凸轮的理论轮廓曲线？尖顶从动件、滚子从动件和平底从动件凸轮机构的实际轮廓曲线和理论轮廓曲线有何区别？3-3 何谓凸轮机构的压力角？滚子从动件凸轮机构的压力角如何度量？压力角变化对凸轮机构有何影响？3-4 何谓正偏置？何谓负偏置？若凸轮以顺时针转动，采用偏置直动从动件时，从动件的导路线应偏向凸轮回转中心的哪一侧较合理？为什么？3-5 为什么不能为了机构紧凑，而任意减小盘形凸轮的基圆半径？3-6 设计滚子从动件盘形凸轮机构时，如实际轮廓上出现尖点，将可能出现什么后果？面对这一实际结果，设计上应如何加以处理？2.填空题3-7 在凸轮机构的几种基本的从动件运动规律中， 运动规律使凸轮机构产生刚性冲击， 运动规律产生柔性冲击， 运动规律则没有冲击。
3-8 以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为凸轮的_______。
3-9 平底对心直动从动件盘形凸轮机构中，其压力角等于 。
3-10 凸轮机构主要是由_______、_______和固定机架三个基本构件所组成。
3-11 凸轮理论轮廓曲线上的某点的法线方向(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_______。
3-12 从动件与凸轮轮廓的接触形式有_______、_______和平底三种。
3-13 凸轮机构从动件等速运动的位移为一条_______线，从动件等加速等减速运动的位移曲线为一条_______线。
3-14 凸轮与从动件接触处的运动副属于_______。
3-15 按凸轮与从动件维持高副接触的方式分类,凸轮机构可有_______锁合和_______锁合两种。
3-16 凸轮机构的等加速等减速运动，是从动件_______先作等加速上升，然后再_______作等减速下降完成的。
3．是非判断题(正确的在括号内画√，错误的画×)3-17 在滚子从动件盘形凸轮机构中，当凸轮理论轮廓曲线外凸部分的曲率半径大于滚子半径时，从动件的运动规律将出现“失真”现象。
第九章 凸轮机构及其设计
5
3
4、试画出图四所示凸轮机构中凸轮 1 的理论廓线，用反转法标出从动件 2 的最大 升程 h 以及相应的推程运动角 δ0。在图示位置时传动压力角 α 为多少？
图四
图五
5、如图五所示偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构，凸轮以角速度逆时针方向转动。 1）试在图中画出凸轮的理论廓线、偏置圆和基圆； 2） 用反转法标出当凸轮从图示位置转过 90 度时机构的压力角和从动件的位移 s。
8、 凸轮机构的压力角 越大， 机构传力性能越 滚子和尖顶推杆凸轮机构的压力角大小将随接触位置而 轮时，若增大基园半径，最大压力角 max 将
9 、 凸 轮 机 构 从 动 件 的 端 部 结 构 形 式 一 般 有 _________ ____________ _ ____、____ ___________
图一
图二
2、在图二所示凸轮机构，要求：1）给出该凸轮机构的名称；2）画出的凸轮基圆； 3）画出在图示位置时凸轮机构的压力角和从动件（推杆） 的位移。 3、图示凸轮机构中，已知凸轮实际轮廓是以 O 为圆心， 半径 R=25mm 的圆，滚子半径 r=5mm，偏距 e=10mm，凸 轮沿逆时针方向转动。要求：1）在图中画出基圆，并计 算其大小；2）分别标出滚子与凸轮在 C、D 点接触时的凸 轮机构压力角 ；3）分别标出滚子与凸轮在 C、D 点接触 时的从动件的位移 s 。
二、填空题
1、 作图绘制凸轮廓线时， 常采用_________法。 即假定凸轮_____ 从动件作_________ ___________ ____和______ _____ __，
_________ 的复合运动。
2、尖顶直动推杆盘型凸轮机构的基圆半径增大时，压力角将__________；当 压力角过大时，可采用____________________________加以改进。
机械原理总复习题及解答第四章
机械原理总复习题及解答第四章第4章凸轮机构及其设计4.1填空题4.1.1．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。
4.1.2．盘形凸轮的基圆半径是上距凸轮转动中⼼的最⼩向径。
4.1.3．根据图4.1的??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______________。
图4.1题4.1.9图4.1.4．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。
4.2判断题4.2.1.．偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构中，其推程运动⾓等于凸轮对应推程廓线所对中⼼⾓；其回程运动⾓等于凸轮对应回程廓线所对中⼼⾓。
( )4.2.2．在直动从动件盘形凸轮机构中进⾏合理的偏置，是为了同时减⼩推程压⼒⾓和回程压⼒⾓。
( )4.2.3．当凸轮机构的压⼒⾓的最⼤值超过许⽤值时，就必然出现⾃琐现象。
（）4.2.4．凸轮机构中，滚⼦从动件使⽤最多，因为它是三种从动件中的最基本形式。
（）4.2.5．直动平底从动件盘形凸轮机构⼯作中，其压⼒⾓始终不变。
（）4.2.6．滚⼦从动件盘形凸轮机构中,基圆半径和压⼒⾓应在凸轮的实际廓线上来度量。
（）4.2.7．滚⼦从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓曲线的等距曲线。
因此，只要将理论廓线上各点的向径减去滚⼦半径，便可得到实际轮廓曲线上相应点的向径。
（）4.2.8．从动件按等加速等减速运动规律运动时，推程的始点、中点及终点存在柔性冲击。
因此，这种运动规律只适⽤于中速重载的凸轮机构中。
（）4.2.9．从动件按等加速等减速运动规律运动是指从动件在推程中按等加速运动，⽽在回程中则按等减速运动，且它们的绝对值相等。
（）4.2.10．从动件按等速运动规律运动时，推程起始点存在刚性冲击，因此常⽤于低速的凸轮机构中。
（）4.2.11．在对⼼直动尖顶从动件盘形凸轮机构中，当从动件按等速运动规律运动时，对应的凸轮廓线是⼀条阿⽶德螺旋线。
凸轮机构及其设计
第6章 凸轮机构及其设计习 题1．判断题（1）凸轮机构中，只要合理设计凸轮廓线，则推杆可以实现各种复杂形式的运动规律。
（√） （2）推杆是在凸轮轮廓的推动下实现预定运动的，所以凸轮廓线形状的不同，推杆所实现的运动也就不同。
（√）（3）以凸轮转动中心为圆心，以凸轮最小半径为半径所做的圆称为凸轮的基圆。
（√） （4）凸轮机构运动时，加速度突变为有限值，引起的惯性冲击也是有限值，称这种冲击为刚性冲击。
（×）（5）凸轮机构的压力角是指推杆在其与凸轮接触点处所受正压力的方向（接触点处凸轮轮廓的法线方向）与推杆上力作用点的速度方向所夹锐角。
（√）（6）适当减少滚子半径可避免凸轮轮廓曲线出现尖点或失真现象。
（√） 2．单选题（1）与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是（B ）。
A.惯性力难以平衡 B.点、线接触，易磨损 C.设计较为复杂 D.不能实现简谐运动 （2）与其他机构相比，凸轮机构的最大优点是（A ）。
A.可实现各种预期的运动 B.便于润滑C.制造方便，易获得较高精度D.推杆行程较大 （3）（C ）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（D ）。
A.偏置比对心大B.对心比偏置大C.一样大D.不一定（5）凸轮机构的推杆选用等速运动规律时，其运动（A ）。
A.将产生刚性冲击 B.将产生柔性冲击C.没有冲击D.既有刚性冲击又有柔性冲击 3．简答题（1）凸轮机构推杆常用的运动规律有哪些？他们各自有什么特点？适合用于什么场合？ （2）何为凸轮廓线变尖现象和推杆运动的失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以避免？（3）何谓凸轮机构传动中的刚性冲击和柔性冲击？试补全图6-29所示各段δ-s 、δ-v 、δ-a曲线，并指出哪些地方有刚性冲击，哪些地方有柔性冲击？（4）什么是正偏置和负偏置？在图6-30所示机构中，若为了减小推杆推程压力角，凸轮的转向应该如何？（5）何为凸轮的理论廓线？何为凸轮的实际廓线？两者的区别和联系是怎样的？（6）何为凸轮机构的压力角？若发现凸轮机构的压力角超过许用值，可采用什么措施减小推程压力角？（7）试说明对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构和偏置尖顶直动推杆盘形凸轮机构在绘制凸轮轮廓的方法上有什么不同？（8）理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心直动推杆盘形凸轮机构，其推杆的运动规律是否相同？为什么？（9）不同运动规律进行组合推杆运动曲线时，应遵循的原则是什么？ 4．计算题（1）试以作图法设计一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构凸轮的轮廓曲线。
凸轮机构
第五章凸轮机构及其设计基本要求了解凸轮机构的应用及其分类。
介绍推杆常用的运动规律及其选择。
学会用图解法设计盘形凸轮的轮廓曲线。
掌握凸轮机构基本尺寸的确定。
基本概念题与答案1.什么是基圆、基圆半径？答：以凸轮理论廓线的最小向径为半径所作的圆，叫基圆，其半径称为基圆半径。
2.什么是推程、升程（又称行程）推程运动角？答：从动件由距凸轮转动中心最低位置到最远位置的过程称作推程，推程过程中从动件的最大位移称升程（行程）。
推程过程中凸轮转过的角度称为推程运动角。
3.什么是远休止角、回程运动角、近休止角？答：远休止角：从动件在距凸轮回转中心最远的位置停留不动，这时对应的凸轮转角称为远休止角。
回程运动角：从动件以一定运动规律降回初始位置，这时凸轮转过的角度。
近休止角：从动件在距凸轮回转中心最近的位置停留不动，这时对应的凸轮转角称为近休止角。
4.什么是刚性冲击和柔性冲击？答：刚性冲击：由加速度产生的惯性力突变为无穷大，致使机构产生的强烈冲击。
柔性冲击：由加速度产生的惯性力为有限值的变化，使机构产生的冲击。
5.凸轮轮廓的形状起什么作用？由什么来决定？答：作用：实现从动件的运动规律，取决于从动件的运动规律。
6.图解法设计凸轮廓线的方法是什么？什么是反转法？答：方法：反转法，凸轮不动，从动件连同机架一起按凸轮的角速度的相反方向绕凸轮回转中心转动，而从动件仍按预定的运动规律相对机架运动，从动件尖顶的轨迹即为凸轮廓线，这种方法称为凸轮廓线的反转法设计。
7.直动从动件盘形凸轮廓线设计的已知条件是什么？设计中注意什么？答：（1）从动件的运动规律，即从动件的位移线图。
（2）基圆半径。
（3）从动件导路偏距e 和位置。
（4）凸轮等角速度转动及其转向。
注意：（1）取μs、μL、μδ比例尺、按已知条件作图。
（2）反转法。
（3）从动件位移在基圆外截取。
（4）所有位移点用光滑曲线连接成凸轮廓线。
8.滚子从动件盘形凸轮廓线设计，以哪一点作为尖顶来设计理论廓线？答：以滚子中心为尖顶来进行设计。
凸轮机构及其设计习题及答案.
05凸轮机构及其设计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dd 2 s��2�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____________________________________________。
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.在偏置直动从动件盘形凸轮机构中�当凸轮逆时针方向转动时�为减小机构压力角�应使从动件导路位置偏置于凸轮回转中心的侧。
16.平底从动件盘形凸轮机构中�凸轮基圆半径应由来决定。
17.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。
18.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。
19.当发现直动从动件盘形凸轮机构的压力角过大时�可采取��等措施加以改进�当采用滚子从动件时�如发现凸轮实际廓线造成从动件运动规律失真�则应采取�等措施加以避免。
机械原理课后答案——第五章 凸轮机构及其设计
2) 标出图b 推杆从图示位置升高位移s 时，凸轮的转角和 凸轮机构的压力角。
应用反转法求出推杆从 图示位置升高位移s 时，滚子 中心在反转运动中占据的位置。
由于滚子中心所在的推 杆导路始终与偏距圆相切，过 滚子中心作偏距圆切线，该切 线即是推杆反转后的位置。
9-8
作AOA’=90º ，并 使AO=A’O，则A’为推 杆摆动中心在反转过程 中占据的位置。 作出凸轮的理论廓线和 凸轮的基圆。以A’为圆 心，A到滚子中心的距 离为半径作圆弧，交理 论廓线于C’点，以C’为 圆心，r为半径作圆弧 交凸轮实际廓线于B’点。 则B’点为所求。
9-8
作出凸轮的理论 廓线和凸轮的基圆。 以A’为圆心，A到滚子 中心的距离为半径作 圆弧，分别交基圆和 理论廓线于C、C’点， 则C’A’C为所求的位 移角。
过C’作公法线 O’C’，过C’作A’C’的 垂线，则两线的夹角 为所求的压力角。
9-9 解：采用等加速等减速运动规律，可使推题9-7 9-8 9-9
9-7 试标出 a 图在图示位置时凸轮机构的压力角，凸轮从 图示位置转过90后推杆的位移；标出图b 推杆从图示位置 升高位移s 时，凸轮的转角和凸轮机构的压力角。
a
b
1) a 图在图示位置时凸轮机构的压力角， 凸轮机构的压力角: 在 不计摩擦的情况下，从动件 所受正压力方向与力作用点 的速度方向之间所夹的锐角。
v max 2 h / 0 2 16 1 .5 /( 5 π / 6 ) 18.34mm/s
a 4 h 2 / 02 4 16 1 .5 2 /( 5 π / 6 ) 2 21.03mm/s
2
从动件所受正压力方向： 滚子中心与凸轮几何中心的 连线。
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第八章 凸轮机构及其设计
一、思考题答案
1．答：推杆常用运动规律有：等速运动、等加速等减速运动、余弦加速度运动（简谐运动）规律等。
等速运动规律简单，但有刚性冲击，只适用于低速的场合；等加速等减速运动和余弦加速度运动规律，由于加速度仍有突变，引起较大的惯性力，但所产生的冲击较等速运动要小得多，为柔性冲击，这两种运动规律适合于中、低速场合。
2．答：等速运动规律有刚性冲击，等加速等减速运动和余弦加速度运动规律有柔性冲击。
3．答：设计滚子推杆盘形凸轮机构时，若r r =ρ，则0=a ρ，实际廓线形成一尖点，极易磨损，这种现象称为凸轮机构的变尖现象。
若r r <ρ，则0<a ρ，此时将产生交叉的廓线，在制造时将被切去，致使推杆不能按预期的运动规律运动，这种现象称为失真现象。
设计时应使r r >min ρ，既保证0>a ρ。
4．答：在不考虑摩擦时，凸轮作用于推杆上的正压力方向与推杆上受力点的速度方向之间的夹角称为凸轮机构的压力角。
在其他条件相同的情况下，当载荷一定时，压力角越大，则推动推杆所需的驱动力也越大，机构的效率也越低，因此，在设计凸轮机构时，应限制其最大压力角不得超过某一许用直。
5．答：平底推杆凸轮机构的压力角为始终为零，故这种凸轮机构不存在自锁问题。
6．答：从受力的观点考虑,直动推杆的导轨长度l 应大一些，而悬臂尺寸b 小一些好。
二、练习题答案
解：
（1）从动件2在图示位置的速度v 2= ； （2）从动件2向上的运动规律是 运动规律； （3）凸轮机构在图示位置的压力角α= ； （4）如把尖顶从动件尖端B 处改为平底(⊥于构件2），则从动件的运动规律是否改变？为什么？
图8-2
8-2
解：1）该凸轮机构的名称：偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构； 2）、3）、4）见图8-2。
8-3
解：推杆在推程段及回程段运动规律的位移方程为：
1）推程：0/δδh s =
)1500(00≤≤δ2）回程：等加速段 20
2/2δδ′−=h h s )600(00≤≤δ 等减速段 2020
/)(2δδδ′−′=h s )12060(00≤≤δ计算各分点的位移值如下：
Σδ 00 015 030 045 0600750
90
0105 0120 0135 0150 0
165s
0 1.6 3.2 4.8
6.4
8 9.6 11.2
12.814.4 16 16
Σδ
01800195021002250240025502700285030003150
330360
s
16
15.5
14
11.5 8
4.5
2
0.5
0 0
图8-3
8-4
解：杆在推程及回程的运动规律的位移方程为：
1）推程：
550440330)/6()/15()/10(δδδδδδh h h s +−=)1500(00≤≤δ2）回程： 2/]/cos(1[0
δπδ′+=h s )1200(00≤≤δ计算各分点的位移值如下：
总转角
Σδ
000
150
300
450
600
750
900105012001350
1500165
s
0 0.17 1.16 3.26 6.35 10.0 13.66 16.74 18.842 19.83 20
19.23
Σδ
01800195021002250240025502700285030003150330360
s
17.07
13.83
10.0
6.17
2.93
0.765
0 0 0 0 0 0
图8-4
8-5
解： a)由凸轮的回转中心O 作推杆轴线的 垂线,得垂足E ,凸轮在E 点的速度v E 沿推杆的推 程方向,故知图示凸轮机构为正偏置,e
为正值(反 之为负偏置,e 为负值)。
由教材上的式(8-33) 知,
221/2
0(/)tan ()ds d e
r e s
δα−=−+ 在推杆运动规律一定的情况下,若为正偏置(e 为 正),由于推程时(/ds d δ)为正,式中分子
(/ds d δ)-e < /ds d δ,故压力角α减小。
而在回程 时,由于(/ds d δ)为负,式中分子为
|(/ds d δ)-e |=| /ds d δ|+|e |>| /ds d δ|, 故压力角增大。
负偏置时则相反,即
正偏置 推程压力角减小 回程压力角增大 图8-5 负偏置 推程压力角增大 回程压力角减小。