凸轮机构习题解讲解学习
第6章 凸轮机构
（3）该机构的最大压力角αmax与最小压力角 αmin；
（4）从动件的推程运动角和回程运动 角；
（5）从动件的最大速度vmax。
解
第二十八页，共36页。
解 （1） rbRO A8 03 050mm
（2） A 1 B 1 (1 1 10 2 5 )2 1 5 1.5 46 0 A 0B 0 (5 0 15 2 )2 1 5 5.7 51
例1 图示偏置直动滚子从动件盘形 凸轮机构中，凸轮以角速度ω 逆时 针方向转动。
试在图上画出： （1）画出理论轮廓曲线、基圆与偏距圆；
（2）标出凸轮图示位置压力角α1和位 移s1以及转过150°时的压力角α2 和位 移 s2 。
解
第十九页，共36页。
思路与技
本题目主要考察对凸轮廓线、基圆、偏距 圆、压力角及位移等基本概念的理解和对反转
0
ω
n
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从动件运动规律的选择与设计原则
从动件的最大速度vmax应尽量小
从动件的最大加速度amin应尽量小，且无突变 从动件的最大跃度jmax应尽量小
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凸轮机构的反转法原理
-ω
1
B0
ωO
B1 B 1
2
3
()s()
结论
B 3 B 2 B 2 B3
从动件尖顶相对凸轮的运 动轨迹形成了凸轮的轮廓曲 线。
hA 1B 1A 0B 08.8 4m 5 m
（3） max mi n 45
（4） ==180°
（5）当凸轮从从动件最低位置转过90°时， 从动件与凸轮的相对瞬心P至A点的距 离达到最大
A P O2 A3 02
vma x A P 13 024.4 22 m6m
凸轮练习题及答案
凸轮练习题及答案凸轮是机械工程中常用的一种机构，它能够将旋转运动转化为直线运动，广泛应用于各种机械设备中。
为了提高学生对凸轮的理解和运用能力，下面将介绍一些凸轮练习题及其答案。
第一题：求凸轮的基本参数已知凸轮的工作半径为50mm，凸轮轴的转速为1000rpm，求凸轮的线速度和加速度。
解答：凸轮的线速度可以通过下式计算：线速度= 2π × 半径× 转速线速度= 2 × 3.14 × 50 × 1000 / 60 = 523.33 mm/s凸轮的加速度可以通过下式计算：加速度 = 4π² × 半径× 转速²加速度= 4 × 3.14² × 50 × (1000 / 60)² = 172,417.03 mm/s²第二题：凸轮的运动曲线已知凸轮的轮廓是一个半径为30mm的圆，凸轮轴的转速为500rpm，求凸轮在60°、120°和180°时的凸点坐标。
解答：凸轮的凸点坐标可以通过下式计算：x = 半径× cos(角度)y = 半径× sin(角度)当角度为60°时：x = 30 × cos(60°) = 15 mmy = 30 × sin(60°) = 25.98 mm当角度为120°时：x = 30 × cos(120°) = -15 mmy = 30 × sin(120°) = 25.98 mm当角度为180°时：x = 30 × cos(180°) = -30 mmy = 30 × sin(180°) = 0 mm第三题：凸轮的运动周期已知凸轮的工作半径为40mm，凸轮轴的转速为800rpm，求凸轮完成一次完整运动所需的时间。
机械原理凸轮机构习题与答案（五篇材料）
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。
(整理)第七章--凸轮机构
第七章凸轮机构1、填充题1）凸轮机构从动件按余弦加速度规律运动时，在运动开始和终止的位置，加速度有突变，会产生柔性冲击。
2）根据从动件凸轮廓线保持接触方法的不同，凸轮机构可分为力封闭和几何形状封闭两大类型。
写出两种几何形状封闭的凸轮机构槽道凸轮和等径凸轮。
3）为了使凸轮廓面与从动件底面始终保持接触，可以利用从动件自身的重力，弹簧力，或依靠凸轮上的几何形状来实现。
4）凸轮机构的主要优点为只要适当地设计出凸轮廓线，就可以是从动件可以各种预期的运动规律。
主要缺点为从动件与凸轮之间是高副（点接触、线接触），易磨损，所以凸轮机构多用在传力不大的场合。
5)为减小凸轮机构的推程压力角，可将从动杆由对心改为偏置，正确的偏置方向是将从动杆偏在凸轮转动中心的正偏置侧。
6）凸轮机构的从动件按等加速等减速运动规律运动，在运动过程中，加速度将发生突变，从而引起柔性冲击。
7）当凸轮机构的最大压力角超过许用压力角时，可采取以下措施来减小压力角增大基圆半径、改变偏置方向。
8)凸轮基圆半径是从凸轮转动中心到理论廓线的最短距离。
9）平底垂直于导路的直动杆盘形凸轮机构，其压力角等于 0 。
10）在凸轮机构推杆的四种常用运动规律中，等速运动运动规律有刚性冲击；等加速等减速、余弦加速度运动规律有柔性冲击；正弦加速度运动规律无冲击。
11）凸轮机构推杆运动规律的选择原则为首先要满足机器的工作要求，同时还应使机器具有良好的动力特性和使所设计的凸轮便于加工。
12）设计滚子推杆盘形凸轮机构凸轮廓线时，若发现工作廓线有变尖现象时，则尺寸参数上应采取的措施是适当增大基圆半径或适当减小滚子半径。
2、选择题及简答1）滚子从动件盘形凸轮的理论廓线和实际廓线之间的关系为（）a)两条廓线相似 b)两条廓线相同c)两条廓线之间的径向距离相等 d)两条廓线之间的法向距离相等2）何谓凸轮机构的压力角？其在凸轮机构的设计中有何重要意义？一般是怎样处理的？3）设计直动推杆盘形凸轮机构时，在推杆运动规律不变的条件下，要减小推程压力角，可采用哪两种措施？4）图1中两图均为工作廓线为圆的偏心凸轮机构，试分别指出它们的理论廓线是圆还是非圆，运动规律是否相同。
3凸轮机构习题答案
3-1 什么样的构件叫凸轮？什么样的机构是凸轮机构？凸轮机构的功用是什么？答：凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。
凸轮机构一般是由凸轮，从动件和机架三个构件组成的高副机构。
凸轮通常作连续等速转动，从动件根据使用要求设计使它获得一定规律的运动，凸轮机构能实现复杂的运动要求，广泛用于各种自动化和半自动化机械装置中。
凸轮机构主要作用是使从动杆按照工作要求完成各种复杂的运动，包括直线运动、摆动、等速运动和不等速运动。
3-2 滚子从动件的滚子半径大小对凸轮工作有什么影响？若某一凸轮机构的滚子损坏后，是否可以任取一滚子来代替？为什么？答：对于滚子从动件的凸轮机构，滚子半径的大小常常影响到凸轮实际轮廓曲线的形状，设计时要选择合适的滚子半径T r ，否则会出现运动失真的情况。
对于滚子从动件的凸轮机构，如果滚子损坏不能任取一滚子代替。
因为如果选取滚子与原有滚子尺寸不同，从动件的运动规律会发生变化；如果希望从动件的运动规律不变，需要选取与原有凸轮相匹配的的滚子，或者修改凸轮，即凸轮在原理论廓线不变的情况下，作其法向等距曲线并使之距离等于新滚子半径得到新的实际轮廓曲线，重新加工凸轮，后者较繁琐，不宜采取。
3-3 凸轮压力角越小越好吗？为什么？答：凸轮压力角越小越好。
凸轮机构压力角：推杆在与凸轮的接触点上所受的正压力与推杆上该点的速度方向所夹的锐角。
压力角越大，将造成所受的正压力越大，甚至达到无穷大而出现自锁，因而，从减小推力，避免自锁，使机构具有良好的受力状况来看，压力角越小越好。
3-4 为什么平底直动从动件盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线一定要外凸？滚子直动从动件盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线却允许内凹，而且内凹段一定不会出现运动失真？答：对于平底直动从动件盘形凸轮机构，只有凸轮廓线外凸，才能保证凸轮轮廓曲线上的所有点都能与从动件平底接触；对于滚子直动从动件盘形凸轮机构，凸轮实际廓线是沿理论廓线，以滚子半径为间距，作其法向等距曲线得到的，当凸轮轮廓曲线内凹时，实际廓线各点的曲率半径为对应理论廓线各点曲率半径与滚子半径之和，因而不管滚子半径多大，实际廓线各点的曲率半径都大于零，所以可以正常运动并且不会出现失真现象。
凸轮机构及其设计习题解答
第4章凸轮机构及其设计习题解答(总8页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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。
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。
机械原理-凸轮机构例题
第三章凸轮机构典型例题例 1 在图示的对心移动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际廓线为一圆，其圆心在A点，半径R=40mm，凸轮转动方向如图所示，l OA=25mm，滚子半径r t=10mm，试问：（1）凸轮的理论廓线为何种曲线？（2）凸轮的基圆半径r b=?（3）从动件的升距h=?解：选取适当的比例尺作机构图如图（b）所示（1）理论廓线η为半径为R+r t =40+10=50mm的圆。
（2）凸轮的基圆半径r b凸轮理论廓线的最小向径称为凸轮的基圆半径，如图所示线段OC即为理论廓线η的最小向径，也就是凸轮的基圆半径r b。
由图（b）可知r b=l AC－l AO =（R+r t）－l AO=（40+10）－25=25mm（3）从动件的升距h从动件上升的最大距离h称为从动件的升距，它等于理论廓线η的最大与最小向径之差。
因此，h=（l AO+R+r t）－r b=25+40+10－25=50mm例 2 如图（a）所示为凸轮机构推杆的速度曲线，它由四段直线组成。
要求：画出推杆的位移线图和加速度线图；判断那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。
解：由图（a）所示推杆的速度线图可知在OA段内，因推杆的速度v=0，故此段为推杆的近休止，推杆的位移及加速度均为零，即s=0，a=0，如图（b）（c）所示。
在AD段内，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，位移线图为抛物线运动曲线，而加速度线图为正的水平直线段；在BC线段内，速度线图为水平直线段，故推杆继续等速上升，位移线图为上升的斜直线，而加速度线图为与δ轴重合的线段；在CD 段内，因速度线图为下降的斜直线，故推杆继续等减速上升，位移线图为抛物线运动曲线，而加速度线图为负的水平直线段。
做出推杆的推程段的位移及加速度线图，如图（b）（c）所示。
第3章 凸轮机构图解例题
第3章例题
1 对于图所示的凸轮机构，要求：
（1）写出该凸轮机构的名称；
（2）在图上标出凸轮的合理转向。
（3）画出凸轮的基圆；
（4）画出从升程开始到图示位置时从动件的位
移s，相对应的凸轮转角φ ，B点的压力角α 。
（5）画出从动件的升程H。
图3.4
解：（1）偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构。
（2）为使推程压力角较小，凸轮应该顺时针转动。
（3）以O为圆心，以OB为半径画圆得理论轮廓。
连结OA并延长交理论轮廓于B0点，再以转动中心A 为圆心，以AB0为半径画圆得基圆，其半径为r0(见图3.4(b))。
（4）B0点即为从动件推程的起点，图示位置时从动件的位移和相应的凸轮转角分别为s，φ ，见图3.4(b)，B点处的压力角α =0。
（5）AO连线与凸轮理论轮廓的另一交点为B1，过B1作偏距圆的切线交基圆于C1点，因此B1C1为升程H。
【评注】这是凸轮机构分析题目中一道基本题。
题目中所涉及到的凸轮机构的名称、基圆、压力角、位移等皆是基本概念，因此做此类题时，应对本章的概念掌握牢靠。
凸轮机构名称的命名，一般的顺序为从动件的运动形式+从动件的形式+凸轮的形式；
凸轮的合理转向系指使推程压力角较小的凸轮转向。
当偏置与推程时凸轮和从动件的相对速度瞬心位于凸轮轴心的同侧时，凸轮机构的压力角较小。
凸轮的基圆是指凸轮理论轮廓的基圆，所以应先求出凸轮的理论轮廓。
另外，过B0，B1点作偏距圆的切线时，应注意此切线相对于A点的位置。
在本题中，过B1点作偏距圆的切线应在A点的下方。
第6章凸轮--习题及答案(全)
− sin ϕ ⎤ ⎡ x ' ⎤ ⎢ ⎥ cos ϕ ⎥ ⎦ ⎣ y '⎦
⎡ x ' ⎤ ⎡ a − l cos(ψ 0 + ψ ) ⎤ ⎥ ⎢ y '⎥ = ⎢l sin(ψ + ψ ) ⎣ ⎦ 0 ⎣ ⎦ 对于推摆式，图 a） ， ⎡ x ' ⎤ ⎡ a − l cos(ψ 0 + ψ ) ⎤ ⎢ y '⎥ = ⎢ −l sin(ψ + ψ ) ⎥ ⎣ ⎦ ⎣ 0 ⎦
o
解：根据题意，做出从动件的位移曲线，如图所示。 其中， µ s = 0.0005m/mm ， µϕ = 5.7 /mm
o
凸轮一转所需时间
t = 4.5s
凸轮角速度
ω = 360o /4.5=80deg/s=1.396rad/s
计算 B、C、D、E 点的凸轮转角，B 点处的转角 ϕ B = 360 ×
（2）回程的位移方程式为
⎧ ⎡ ⎛ 2π ⎞ ⎤ T 1 sin ⎜ ' T ⎟ ⎥ Φ 0 + Φ s ≤ ϕ ≤ 360o ⎪ψ = ψ max ⋅ ⎢1 − ' + ⎨ ⎝ Φ0 ⎠⎦ ⎣ Φ 0 2π ⎪ T = ϕ − ( Φ0 + Φs ) ⎩
代入数值得：
⎡ ϕ − 240o 1 ⎤ ⎛ 360o 360o o⎞ ψ = 30 × ⎢1 − + sin ϕ − × 240 ⎥ ⎜ ⎟ o 120o 2π 120o ⎝ 120 ⎠⎦ ⎣ ϕ − 240o 30o = 30o − + sin 3ϕ 240o ≤ ϕ ≤ 360o 4 2π
o
o
r0 =
h = 14.89mm ϕCD tgα max
凸轮机构设计习题
A. rr< ρmin B. rr>> ρmin C. rr= ρmin
D.不一定
答案
7.凸轮机构压力角对凸轮尺寸的影响反映在：如果 机构压力角减少其它参数不变时，基圆将_____。
A. 增大 B. 减少 C. 不变 D. 不一定
8.若要盘形凸轮机构的从动件在某段时间内停止不 动，对应的凸轮轮廓应是______。
4.位移曲线图是表示_____与____之间关系的曲线。 当从动件为等速运动规律时，其位移曲线是一条 ____线；若为等加速等减速运动规律时，其位移曲 线是一条____线。 5.在凸轮机构从动件的常用运动规律中，______运 动规律有刚性冲击；_____运动规律有柔性冲击； _____运动规律无冲击 。
答案
5.凸轮的基圆半径就是凸轮理论轮廓线上的最小曲 率半径 。 6.滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓 的等距曲线，因此，实际轮廓上各点的向径就等于 理论轮廓上各点的向径减去滚子半径 。
7.当从动件采用等速运动规律时，则机构自始至终 工作平稳不会产生刚性冲击 。
8.一般说来，在凸轮机构中，尖顶从动件可适应任 何运动规律而不致发生运动失真 。
图3-1
解： 1、滚子从动件盘形凸轮机构的凸轮理论廓线 与实际廓线是两条法向等距的曲线，该法向距离
等于滚子半径rr ，故理论廓线为半径为 40+10=50mm的圆，如图所示。 2、凸轮理论轮廓线的最小向径称为凸轮的基圆半 径rb，因此，连接偏心圆的圆心A和凸轮转动中心 O，并延长使其与理论廓线相交于C点，则OC即 为凸轮的基圆半径rb。由图可知：rb=lAC- lOA =40+10-25=25mm 3、图示，h=(lOA+R+rr)-rb=25+40+10-25= 50 mm
机械原理补充习题(凸轮机构)答案
第9章 凸轮机构一、主要内容：1、根据推杆运动规律利用反转法设计凸轮轮廓曲线2、特定凸轮机构，绘出其实际廓线（理论廓线）、图示位置凸轮机构的压力角，位移、以及凸轮从图示位置转过某个角度后凸轮机构的压力角和位移。
二、作图题 (说明：不必写作图步骤，但必须保留作图线)9-1、图示凸轮机构，凸轮轮廓是一个圆，圆心在A 点，在图上标注：（1）、凸轮的基圆r 0、实际廓线η，理论廓线η’ （2）、图示位置凸轮机构的压力角α，位移s（3）、凸轮从图示位置转过90。
后凸轮机构的压力角α’和位移s ’9-2、图示凸轮机构，凸轮轮廓是一个圆，圆心在A 点，在图上标注图示凸轮机构，要求在图上标注 基园r 0，图示位置压力角α，位移s ，凸轮从图示位置转过90o 后机构的压力角α’和位移s ’9-3 .图示偏心圆盘凸轮机构，圆盘半径R =50mm ， e =25mm ，在图上标注凸轮的基圆r 0、从动件的行程h凸轮从图示位置转过90。
后凸轮机构的压力角α’和位移s ’，并且求出具体数值。
习题9-1 习题9-2 mm)13(2525255030)50/25(sin mm 502)(221-=--=︒====--+=-s e e R e R h α习题9-49-4 图示偏心圆盘凸轮机构，在图上标注（1）凸轮的基圆r 0、实际廓线η，理论廓线η’、偏距园e ；（2）图示位置从动杆的位移S 和压力角α；（3）从动杆由最低位置到图示位置，凸轮已转过的角度δ9-5如图所示为一凸轮机构，凸轮的轮廓为一个圆，圆心为O 1，凸轮的转动中心为O 。
在图上标注（1）凸轮的基圆r 0、实际廓线η，理论廓线η’、偏距园e ；（2）凸轮转过30。
时推杆的位移S 和压力角α ；9-6 图示偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮以角速度逆时针方向转动。
试在图上：（1）画出理论轮廓曲线、基圆与偏距圆；（2）标出凸轮从图示位置转过90°时的压力角 和位移 s 。
孙桓《机械原理》笔记和课后习题(含考研真题)详解(凸轮机构及其设计)【圣才出品】
第9章凸轮机构及其设计9.1 复习笔记一、凸轮机构的应用及分类1．凸轮机构的应用（1）相关概念①凸轮a．定义凸轮是指一个具有曲线轮廓或凹槽的构件；b．运动形式凸轮通常为主动件作等速转动，也有作往复摆动或移动的。
②推杆被凸轮直接推动的构件称为推杆，常为从动件。
③反凸轮机构凸轮为从动件而以推杆为主动件的机构称为反凸轮机构。
（2）凸轮机构的特点①优点a．适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就能使推杆得到各种预期的运动规律；b．响应快速，机构简单紧凑。
②缺点a．凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损；b．凸轮制造较困难。
（3）凸轮机构的应用发展①提出了许多适于在高速条件下采用的推杆运动规律以及一些新型凸轮机构；②凸轮机构的计算机辅助设计和制造、反求设计已获得普遍地应用，提高了设计和加工的速度及质量。
2．凸轮机构的分类（1）按凸轮的形状分①盘形凸轮a．具有变化向径的盘形构件绕固定轴线回转；b．作往复直线移动的盘形凸轮，称为移动凸轮。
②圆柱凸轮a．在圆柱面上开有曲线凹槽，或是在圆柱端面上作出曲线轮廓的构件；b．是一种空间凸轮机构，可认为是将移动凸轮卷于圆柱体上形成的。
（2）按推杆的形状分①尖顶推杆a．构造最简单，易磨损；b．只适用于作用力不大和速度较低的场合。
②滚子推杆a．磨损较小，可用来传递较大的动力；b．滚子常采用特制结构的球轴承或滚子轴承。
③平底推杆a．凸轮与平底的接触面间易形成油膜，润滑较好；b．常用于高速传动中。
（3）按推杆的运动形式分①作往复直线运动的直动推杆若轴线通过凸轮的回转轴心，则称为对心直动推杆，否则称为偏置直动推杆。
②作往复摆动的摆动推杆（4）根据凸轮与推杆保持接触的方法不同分①力封闭凸轮机构利用推杆的重力、弹簧力来使推杆与凸轮保持接触；②几何封闭的凸轮机构利用凸轮或推杆的特殊几何结构使凸轮与推杆保持接触。
二、推杆的运动规律1．研究推杆运动的意义（1）根据工作要求选定合适的凸轮机构的形式、推杆的运动规律和有关的基本尺寸；（2）根据选定的推杆运动规律设计凸轮的轮廓曲线；（3）推杆运动的选择，关系到凸轮机构的工作质量。
凸轮机构习题解讲解学习
在图示的凸轮机构中，圆弧底摆动推杆与凸轮在B点接触。当 凸轮从图示位置逆时针转过900时，试用图解法标出：1）推杆 在凸轮上的接触点；2）摆杆位移角的大小；3）凸轮机构的压 力角。
解：1）接触点：
2）摆杆位移角:
3）压力角:
r
y v
B
o’
B’
a
o
例已知图示偏心圆盘凸轮机构的各部分尺寸，试在图上用 作图法求： （1）凸轮机构在图示位置时的压力角 ； （2）凸轮的基圆；
（3）从动件从最下位置摆到图示位置时所摆过的角度y；
（4）凸轮相应转过的角度。
解：
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。 已知凸轮以等角速度顺时针回转，正偏距e=10mm，基圆半径ro=30mm，滚 子半径rr=10mm：推杆运动规律为：凸轮转角d=00～1500时，推杆等速上升 16mm；d=1500一1800时推杆远休；d=1800～3000时推杆等加速等减速回程 16mm；d=3000～3600时推杆近休。
-
例 图示凸轮机构，要求：画出从升程开始到图示位置时 从动件的位移s，相对应的凸轮转角，B点的压力角。
解：
标出(a) 图图示位置时凸轮机构的压力角，凸轮从图示位 置转过900后推杆的位移；并标出(b)图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。
解：
a
s
s
d
a w
w
(a) 正偏置
(b) 正偏置
解：
例 在图示凸轮机构中，画出凸轮从图示位置转 过90°时凸轮机构的压力角。
解：
例 图示偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮以角速度 逆时针方向转动。试在图上：
（1）画出理论轮廓曲线、基圆与偏距圆； （2）标出凸轮从图示位置转过90°时的压力角 和位移 s。
凸轮-知识题和答案解析
凸轮——周练一、判断题（准确的选A，错误的选B。
每空4分，共60分）1.一只凸轮只有一种预定的运动规律。
（）2.凸轮在凸轮机构中是从动件。
（）3.盘形凸轮机构从动杆的运动规律，主要决定于凸轮半径的变化规律。
（）4.凸轮机构工作目的，就是获得预定的运动规律。
（）5.凸轮转速的高低，影响从动杆的运动规律。
（）6.盘形凸轮的结构尺寸与基圆半径成犯比。
（）7.由于盘形凸轮制造方便，所以最适用于较大行程的传动。
（）8.适合尖顶式从动杆工作的轮廓曲线，也必然适合于滚子式从动杆工作。
（）9.凸轮轮廓线上某点的压力角，是该点的法线方向与速度方向之间的夹角。
（）10.凸轮轮廓曲线上各点的压力角是不变的。
（）11.选择滚子从动杆滚子的半径时，必须使滚子半径小于凸轮实际轮廓曲线外凸部分的最小曲率半径。
（）12.压力角的大小影响从动杆的运动规律。
（）13.压力角的大小影响从动杆的正常工作和凸轮机构的传动效率。
（）14.滚子从动杆滚子半径选用得过小，将会使运动规律“失真”。
（）15.凸轮的基圆尺寸越大，推动从动杆的有效分力也越大。
（）16.等加速等减速运动规律会引起柔性冲击，因而这种运动规律适用于中速、轻载凸轮机构（）二、单项选择题（从给出的A、B、C、中选一个答案。
每空4分，共60分）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（）A、偏置比对心大B、对心比偏置大C、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，可用于高速场合的是（）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，可采用的解决措施是（）A、增大基圆半径B、改变凸轮转向C、改为偏置直动尖顶推杆7.从动杆的行程不能太大的是（）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的是（）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的是（）A、盘形凸轮机构B、移动凸轮机构C、圆柱凸轮机构10.摩擦阻力较小，传力能力大的是（）A、尖顶式从动杆B、滚子式从动杆C、平底式从动杆11.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12.凸轮轮廓曲线上各点的压力角是（）A、不变的B、变化的C、不确定13.凸轮压力角的大小与基圆半径的关系是（）A、基圆半径越小，压力角偏小B、基圆半径越大，压力角偏小C、不确定14.压力角增大时，对（）A、凸轮机构的工作不利B、凸轮机构的工作有利C、凸轮机构的工作无影响15.使用下列凸轮机构，凸轮的理论轮廓曲线与实际轮廓曲线是不相等的是（）A、尖顶式从动杆B、滚子式从动杆C、平底式从动杆16.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三、填空题（每空4分，共76分）1.凸轮机构是副机构。
杨可桢《机械设计基础》(第6版)笔记和课后习题详解(凸轮机构)
第3章凸轮机构3.1 复习笔记【通关提要】本章主要介绍了凸轮机构的常用运动规律、凸轮压力角以及图解法设计凸轮轮廓。
学习时需要掌握不同运动规律的特点、凸轮压力角与凸轮作用力和凸轮尺寸的关系以及图解法设计凸轮轮廓等内容。
本章主要以选择题、填空题、简答题和计算题的形式考查，复习时需把握其具体内容，重点记忆。
【重点难点归纳】一、凸轮机构的应用和类型（见表3-1-1）表3-1-1 凸轮机构的应用和类型二、从动件的运动规律1．基本概念（见表3-1-2）表3-1-2 从动件运动规律的基本概念图3-1-1 凸轮轮廓与从动件位移线图2．推杆的运动规律（见表3-1-3）表3-1-3 推杆的运动规律三、凸轮机构的压力角压力角指作用在从动件上的驱动力与该力作用点绝对速度之间所夹的锐角。
对于高副机构，压力角即接触轮廓法线与从动件速度方向所夹的锐角，如图3-1-2所示。
1．压力角与作用力的关系F′′＝F′tanα式中，F′′为有害分力；F′为有用分力。
图3-1-2 凸轮机构的压力角对于直动从动件凸轮机构，建议取许用压力角[α]＝30°；对于摆动从动件凸轮机构，建议取许用压力角[α]＝45°。
2．压力角与凸轮机构尺寸的关系如图3-1-2所示，直动从动件盘形凸轮机构的压力角计算公式为tane α=式中，s为对应凸轮转角φ的从动件的位移；r0为基圆半径；e为从动件导路偏离凸轮回转中心的距离，称为偏距。
注：①导路与瞬心P在凸轮轴心O点同侧，取“－”号，此时可使推程压力角α减小；②导路与瞬心P在凸轮轴心O点异侧，取“＋”号，此时可使推程压力角α增大。
四、图解法和解析法设计凸轮轮廓（见表3-1-4）表3-1-4 图解法和解析法设计凸轮轮廓。
第9章凸轮机构习题解答
第9章凸轮机构及其设计的重点知识2.推杆的运动形式基本概念：基圆、基圆半径、推程、行程、推程运动角、回程、回程运动角、休止、远3．凸轮轮廓曲线设计设计原理：反转法原理设计方法：（1）画出基圆及基圆起始位置，取合适的坐标系；（2）根据反转法原理，求出推杆反转时角时的理论廓线方程式。
（3）根据几何关系求出实际廓线方程式。
4．主要参数的选择●压力角从减少推杆和避免自锁的观点来看，压力角愈小愈好。
●基圆半径在满足压力角小于许用压力角的条件下，尽可能使基圆半径小些，以使凸轮机构的尺寸不至过大。
在实际的设计工作中，还需考虑到凸轮机构的结构、受力、安装、强度等方面的要求。
●滚子推杆滚子半径为了避免凸轮廓线变尖和失真现象，滚子半径应小于理论廓线的最小曲率半径。
设计时应尽量使滚子半径小些。
但考虑到强度、结构等限制，通常按经验公式确定滚子半径，设计中验算理论廓线的最小曲率半径。
●平度推杆平底尺寸作图或计算得推杆平底中心至推杆平底与凸轮廓线的接触点间的最大距离后，利用经验公式计算平底的尺寸。
另外，平底推杆凸轮机构有时也会产生失真现象。
凸轮机构的习题参考1．设计一偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构。
已知凸轮以等角速度w顺时针转动，基圆半径r b=50mm,滚子半径r r=10mm, 凸轮轴心偏于从动件轴线右侧，偏距e=10mm.从动件运动规律如下：当凸轮转过120°时，从动件以简谐运动规律上升30mm；当凸轮接着转过30°时，从动件停歇不动；当凸轮再转过150°时，从动件以等加速减速运动返回原处；当凸轮转过一周中其余角度时，从动件又停歇不动。
2．在图3.13所示的凸轮机构中，已知摆杆AB在起始位置时垂直于OB，l OB=40mm, l AB=80mm,滚子半径r r=10mm，凸轮以等角速度w顺时针转动。
从动件运动规律如下：当凸轮转过180°时，从动件以摆线运动规律向上摆动30°；当凸轮再转过150°时，从动件又以摆线运动规律返回原来位置，当凸轮转过其余30°时，从动件停歇不动。
机械原理典型例题(第五章凸轮)10-20
（3）凸轮转过90°时，从动件的位移 为h K。
（4）从动件在F点接触时为最大位移， 即行程为h，此时αF=0。
例2 图（a）所示对心直动尖底从动件偏心圆盘凸轮机构，O为凸轮几何合中心，O1 为凸轮转动中心，直线AC⊥BD,O1O=OA/2，圆盘半径R=OA=60mm。 （1）根据图（a）及上述条件确定基园半径r0，行程h， C点压力角αc和D点接触时 的压力角αD，位移hD；（2）若偏心圆盘凸轮几何尺寸不变，仅将从动件由尖底改为 滚子，见图（b）,滚子半径rT=10mm。试问，上述参数r0，h，αc，和hD，αD是否 改变？对于有改变的参数试分析其增大还是减小？
习题评讲
5-8：标出在图a位置时凸轮的压力角，凸轮从图示位置转过90°后推杆的 位移；标出图b中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。
α
α
s
s
a
φ
b
机械原理典型例题（第五章） ——凸轮机构
2011.10
例1 图示偏心圆盘凸轮机构中，已知圆盘凸轮以ω=2rad/s转动，转 向为顺时针方向，圆盘半径R=50mm；当凸轮由图示位置转过90° 时，从动件的速度为ν=50mm/s。试求：（1）凸轮的偏心距e；（2） 凸轮转过90°时，凸轮机构的压力角αk ；（3）凸轮转过90°时，从 动件的位移hk；（4）从动件的行程h。
1.选择题
(4) 若直动从动件盘形凸轮机构采用正配置，可____A___压力角。
机械设计基础IA--第三章凸轮机构--习题与答案
第3章凸轮机构一、判断题（正确T，错误F）1.凸轮机构出现自锁是由于驱动力小造成的。
（）2.在凸轮从动件运动规律中，等速运动的加速度冲击最小。
（）3.适用于高速运动的凸轮机构从动件运动规律为余弦加速度运动。
（）4.基圆是凸轮实际廓线上到凸轮回转中心距离最小为半径的圆。
（）5.若要使凸轮机构压力角减小，应增大基圆半径。
（）6.凸轮机构的从动件按简谐运动规律运动时，不产生冲击。
（）二、单项选择题1. 设计凸轮机构，当凸轮角速度和从动件运动规律已知时，则。
A.基圆半径越大，压力角越大B.基圆半径越小，压力角越大C.滚子半径越小，压力角越小D.滚子半径越大，压力角越小2. 凸轮机构的从动件选用等加速等减速运动规律时，其从动件的运动。
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. 在设计直动滚子从动件盘形凸轮机构时，若发生运动失真现象，可以。
A.增大滚子半径B.减少基圆半径C.增大基圆半径D.增加从动件长度4. 在下列凸轮机构中，从动件与凸轮的运动不在同一平面中的是。
A.直动滚子从动件盘形凸轮机构B.摆动滚子从动件盘形凸轮机构C.直动平底从动件盘形凸轮机构D.摆动从动件圆柱凸轮机构5. 与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是。
A.设计较为复杂B.惯性力难以平衡C.点、线接触，易磨损D.不能实现间歇运动6. 有限值的突变引起的冲击为刚性冲击。
A.位移B.速度C.加速度D.频率7.对于转速较高的凸轮机构，为减小冲击振动，从动件运动规律宜采用运动规律。
A.等速B.等加速等减速C.正弦加速度8.若从动件的运动规律为等加速等减速运动规律、简谐运动规律或正弦加速度运动规律，当把凸轮转速提高一倍时，从动件的加速度是原来的倍。
A. 1B. 2C. 4D. 89.当凸轮基圆半径相同时，采用适当的从动件导路偏置可以凸轮机构推程的压力角。
A.减小B.增加C.保持原来10.滚子从动件盘形凸轮机构的滚子半径应凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径。
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解：
例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，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。 解：
-
例 图示凸轮机构，要求：画出从升程开始到图示位置时 从动件的位移s，相对应的凸轮转角，B点的压力角。
解：1）接触点：
2）摆杆位移角:
3）压力角:
r
y v
B
o’
B’
a
o
例已知图示偏心圆盘凸轮机构的各部分尺寸，试在图上用 作图法求： （1）凸轮机构在图示位置时的压力角 ； （2）凸轮的基圆；
（3）从动件从最下位置摆到图示位置时所摆过的角度y；
（4）凸轮相应转过的角度。
解：
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。 已知凸轮以等角速度顺时针回转，正偏距e=10mm，基圆半径ro=30mm，滚 子半径rr=10mm：推杆运动规律为：凸轮转角d=00～1500时，推杆等速上升 16mm；d=1500一1800时推杆远休；d=1800～3000时推杆等加速等减速回程 16mm；d=3000～3600时推杆近休。
解：
标出(a) 图图示位置时凸轮机构的压力角，凸轮从图示位 置转过900后推杆的位移；并标出(b)图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。
解：
a
s
s
d
a w
w
(a) 正偏置
(b) 正偏置
在图示的凸轮机构中，圆弧底摆动推杆与凸轮在B点接触。当 凸轮从图示位置逆时针转过900时，试用图解法标出：1）推杆 在凸轮上的接触点；2）摆杆位移角的大小；3）凸轮机构的压 力角。
解：
例 图示偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮以角速度 逆时针方向转动。试在图上：
（1）画出理论轮廓曲线、基圆与偏距圆； （2）标出凸轮从图示位置转过90°时的压力角 和位移 s。
解：
例 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）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；
凸轮机构
例 用作图法求出图 示两凸轮机构从图 示位置转过45°时的 压力角。
解：
例 在图示凸轮机构中标出凸轮转过90°时凸轮 机构的压力角
解：
例 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。
解：
例 在图示凸轮机构中，画出凸轮从图示位置转 过90°时凸轮机构的压力角。
设计：
s 16
13 14
12 11 10
9
1
2 3
8
7 6 5
d
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213 14 1
1500
300 1200
600