第9章 凸轮机构及其设计(有答案)
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。
第九章凸轮机构及其设计
第九章凸轮机构及其设计第一节凸轮机构的应用、特点及分类1.凸轮机构的应用在各种机械，特别是自动机械和自动控制装置中，广泛地应用着各种形式的凸轮机构。
例1内燃机的配气机构当凸轮回转时，其轮廓将迫使推杆作往复摆动，从而使气阀开启或关闭(关闭是借弹簧的作用)，以控制可燃物质在适当的时间进入气缸或排出废气。
至于气阀开启和关闭时间的长短及其速度和加速度的变化规律，则取决于凸轮轮廓曲线的形状。
例2自动机床的进刀机构当具有凹槽的圆柱凸轮回转时，其凹槽的侧面通过嵌于凹槽中的滚子迫使推杆绕其轴作往复摆动，从而控制刀架的进刀和退刀运动。
至于进刀和退刀的运动规律如何，则决定于凹槽曲线的形状。
2.凸轮机构及其特点(1)凸轮机构的组成凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。
凸轮通常作等速转动，但也有作往复摆动或移动的。
推杆是被凸轮直接推动的构件。
因为在凸轮机构中推杆多是从动件，故又常称其为从动件。
凸轮机构就是由凸轮、推杆和机架三个主要构件所组成的高副机构。
(2)凸轮机构的特点1）优点：只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且机构简单紧凑。
2）缺点：凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损，所以凸轮机构多用在传力不大的场合。
3.凸轮机构的分类凸轮机构的类型很多，常就凸轮和推杆的形状及其运动形式的不同来分类。
（1）按凸轮的形状分1）盘形凸轮（移动凸轮）2）圆柱凸轮盘形凸轮是一个具有变化向径的盘形构件绕固定轴线回转。
移动凸轮可看作是转轴在无穷远处的盘形凸轮的一部分，它作往复直线移动。
圆柱凸轮是一个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，它可看作是将移动凸轮卷于圆柱体上形成的。
盘形凸轮机构和移动凸轮机构为平面凸轮机构，而圆柱凸轮机构是一种空间凸轮机构。
盘形凸轮机构的结构比较简单，应用也最广泛，但其推杆的行程不能太大，否则将使凸轮的尺寸过大。
（2）按推杆的形状分1）尖顶推杆。
这种推杆的构造最简单，但易磨损，所以只适用于作用力不大和速度较低的场合（如用于仪表等机构中）。
机械原理,孙恒,西北工业大学版第9章凸轮机构及其设计
从动件----直动、摆 动 。
凸轮机构特点：机构简单紧凑，推杆能达到各种预期 的运动规律。 但凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损。
2、凸轮机构的分类
按凸轮形状分：盘形凸轮、平板凸轮、圆柱凸轮 按推杆形状分：尖顶推杆、滚子推杆、平底推杆
封闭方式：力封闭（如弹簧）、几何封闭
§9-2 推杆运动规律 名词介绍：
3、解析法设计凸轮轮廓曲线 ① 偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构
建立 oxy 坐标系， B0 点 为凸轮推程段廓线起 始点。 rr -----滚子半径
x ( s0 s) sin e cos y ( s0 s) cos e sin
此式为凸轮理 论廓线方程式。 e—偏心距
得推杆推程运动规律：
S h / 0 v h / 0 a0
等速运动规律有刚性 冲击。（加速度有无 穷大值的突变）
同理可推得等速运动回程时运动规律：
S h(1 / 0 ) v h / 0 a0
（2）二次多项式运动规律 二次多项式表达式：
S C 0 C1 C 2 2 v ds / dt C1 2C 2 a dv / dt 2C 2
2
2
等减速回程： 2 2 S 2h( 0 ) / 0
) /0 v 4h ( 0 a 4h / 0
2
2
2
(3) 五次多项式运动规律
s C0 C1 C2 2 C3 3 C4 4 C5 5 v C1 2C2 3C3 2 4C4 3 5C5 4 a 2C2 2 6C3 2 12C4 2 2 20C5 2 3
回程时的运动方程：
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机械原理--- 1第2章机构的结构分析一、正误判断题：在括号内正确的画“√”,错误的画“×”1.在平面机构中一个高副引入二个约束;×2.任何具有确定运动的机构都是由机架加原动件再加自由度为零的杆组组成的; √3.运动链要成为机构,必须使运动链中原动件数目大于或等于自由度;×4.平面机构高副低代的条件是代替机构与原机构的自由度、瞬时速度和瞬时加速度必需完全相同;√5.当机构自由度F＞0,且等于原动件数时,该机构具有确定运动;√6.若两个构件之间组成了两个导路平行的移动副,在计算自由度时应算作两个移动副;×7.在平面机构中一个高副有两个自由度,引入一个约束;√8.在杆组并接时,可将同一杆组上的各个外接运动副连接在同一构件上;×9.任何机构都是由机架加原动件再加自由度为零的基本杆组组成;因此基本杆组是自由度为零的运动链;√10.平面低副具有2个自由度,1个约束;×二、填空题1.机器中每一个制造单元体称为零件 ;2.机器是在外力作用下运转的,当外力作功表现为盈功时,机器处在增速阶段,当外力作功表现为亏功时,机器处在减速阶段;3.局部自由度虽不影响机构的运动,却减小了高副元素的磨损 ,所以机构中常出现局部自由度;4.机器中每一个独立的运动单元体称为构件 ;5.两构件通过面接触而构成的运动副称为低副；通过点、线接触而构成的运动副称为高副;6.平面运动副的最大约束数为 2 ,最小约束数为 1 ;7.两构件之间以线接触所组成的平面运动副,称为高副,它产生 2 个约束;三、选择题1.机构中的构件是由一个或多个零件所组成,这些零件间 B 产生任何相对运动;A.可以B.不能C.变速转动或变速移动2.基本杆组的自由度应为 C ;A.－1B. +1C. 03.有两个平面机构的自由度都等于1, 现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构,则其自由度等于 B ;A. 0B. 1C. 24.一种相同的机构 A 组成不同的机器;A.可以B.不能C.与构件尺寸有关5.平面运动副提供约束为 C ;A．1 B．2 C．1或26.计算机构自由度时,若计入虚约束,则机构自由度就会 C ;A．不变 B．增多 C．减少7.由4个构件组成的复合铰链,共有 B 个转动副;A．2 B．3 C．48.有两个平面机构的自由度都等1,现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构,则其自由度等于 B ;A 0B 1C 2第3章平面机构的运动分析一、判断题正确打√,错误打×1．速度瞬心是指两个构件相对运动时相对速度为零的点; √2. 利用瞬心既可以对机构作速度分析,也可对其作加速度分析; ×二、选择题1. 平面六杆机构有共有 C 个瞬心;A．6 B．12 C．15三、填空题1. 当两构件以转动副相连接时,两构件的速度瞬心在转动副的中心处 ;2. 不通过运动副直接相连的两构件间的瞬心位置可借助三心定理来确定;第5章机械的效率和自锁一、填空题1．从效率的观点来看,机械的自锁条件时效率≤ 0;2．机械发生自锁时,机械已不能运动,这时它所能克服的生产阻抗力≤0;第7章机械的运转及其速度波动的调节一、正误判断题：在括号内正确的画“√”,错误的画“×”1.为了使机器稳定运转,机器中必须安装飞轮;×2.机器中安装飞轮后,可使机器运转时的速度波动完全消除;×3.机器稳定运转的含义是指原动件机器主轴作等速转动;×4.机器作稳定运转,必须在每一瞬时驱动功率等于阻抗功率;×5.为了减轻飞轮的重量,最好将飞轮安装在机械的高速轴上;√二、选择题1、在最大盈亏和机器运转速度不均匀系数不变前提下,将飞轮安装轴的转速提高一倍,则飞轮的转动惯量将等于原飞轮转动惯量的 C ;2 C.1/42、为了减轻飞轮的重量,飞轮最好安装在 C 上;A.等效构件上B.转速较低的轴上C.转速较高的轴上3、若不改变机器主轴的平均角速度,也不改变等效驱动力矩和等效阻抗力矩的变化规律,拟将机器运转速度不均匀系数从降到,则飞轮转动惯量将近似等于原飞轮转动惯量的 A ;.100 C104、有三个机械系统,它们主轴的最大角速度和最小角速度分别是：11025转/秒,975转/秒;2转/秒,转/秒;3525转/秒 475转/秒;其中运转最不均匀的是 C ;A.1B.2C.35、对于存在周期性速度波动的机器,安装飞轮主要是为了在 B 阶段进行速度调节;A．起动 B．稳定运转 C．停车6、为了减小机械运转中周期性速度波动的程度,应在机械中安装 B ;A．调速器 B．飞轮 C．变速装置三、填空题1. 机器的周期性性速度波动可以用飞轮来调节, 非周期性速度波动必须用调速器来调节;2.把具有等效转动惯量 ,其上作用有等效力矩的绕固定轴转动的等效构件,称为原机械系统的等效动力学模型3.在机器中安装飞轮能在一定程度上减小机器的周期性速度波动量;4.对于机器运转的周期性速度波动,一个周期内驱动力与阻力所做的功是相同的;第8章平面连杆机构及其设计一、正误判断题：在括号内正确的画“√”,错误的画“×”1.曲柄摇杆机构的极位夹角一定大于零;×2.具有急回特性的四杆机构只有曲柄摇杆机构、偏置曲柄滑块机构和摆动导杆机构;√3.四杆机构处于死点位置时,机构的传动角一定为零√4.对于双摇杆机构,最短构件与最长构件长度之和一定大于其余两构件长度之和;×5.双摇杆机构一定不存在整转副; ×6.平面四杆机构的压力角大小不仅与机构中主、从动件的选取有关,而且还随构尺寸及机构所处位置的不同而变化;√7.摆动导杆机构一定存在急回特性;√8.在四杆机构中,当最短杆长度与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时,且以最短杆的邻边为机架,该机构为曲柄摇杆机构;×9.对心曲柄滑块机构无急回运动; √10.一个铰链四杆机构若为双摇杆机构,则最短杆长度与最长杆长度之和一定大于其余两杆长度之和; ×11.平面四杆机构处于死点位置时,机构的传动角等于零;√12.对心曲柄滑块机构,当曲柄为主动件时机构无急回特性; √13.满足“最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和”的铰链四杆机构一定有曲柄存在;×14.在铰链四杆机构中,当行程速比系数K＞1时,机构一定有急回特性; √二、填空题1.在曲柄滑块机构中,滑块的极限位置出现在曲柄与连杆共线位置;2.在曲柄摇杆机构中,若以摇杆为原动件,则曲柄与连杆共线位置是死点位置;3.在曲柄摇杆机构中,当摇杆为主动件,且曲柄与连杆两次共线时,则机构出现死点位置;4.当四杆机构的压力角α=90°时,传动角等于 0° ,该机构处于死点位置;5.铰链四杆机构ABCD中,已知：l AB=60mm,l BC=140mm,l CD=120mm,l AD=100mm;若以AB杆为机架得双曲柄机构；若以CD杆为机架得双摇杆机构；若以AD杆为机架得曲柄摇杆机构;6.铰链四杆机构的基本形式有曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构;三、选择题1.当四杆机构处于死点位置时,机构的压力角 B ;A.为0°B.为90°C.与构件尺寸有关2.铰链四杆机构中若最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和时,则机构中 B ;A.一定有曲柄存在B. 一定无曲柄存在C. 是否有曲柄存在还要看机架是哪一个构件3.曲柄摇杆机构 B 存在急回特性;A . 一定 B. 不一定 C. 一定不4.平面四杆机构所含移动副的个数最多为 B ;A. 一个B. 两个C. 基圆半径太小5.四杆机构的急回特性是针对主动件作 A 而言的;A.等速转动B. 等速移动C.变速转动或变速移动6.对于双摇杆机构,最短构件与最长构件长度之和 B 大于其它两构件长度之和;A . 一定 B. 不一定 C. 一定不7.如果铰链四杆运动链中有两个构件长度相等且均为最短,若另外两个构件长度也相等,则当两最短构件相邻时,有 B 整转副;A. 两个B.三个C. 四个8.平行四杆机构工作时,其传动角 A ;A . 是变化值 B. 始终保持90度 C.始终是0度9.一曲柄摇杆机构,若改为以曲柄为机架,则将演化为 A ;A．双曲柄机构 B．曲柄摇杆机构 C．双摇杆机构10.曲柄摇杆机构中,当曲柄为主动件时,最小传动角出现在 A 位置;A．曲柄与机架共线 B．摇杆与机架共线 C．曲柄与连杆共线11.设计连杆机构时,为了具有良好的传动条件,应使 A ;A.传动角大一些,压力角小一些B.传动角和压力角都小一些C.传动角和压力角都大一些12.平面连杆机构的行程速比系数K值的可能取值范围是 A ;A．1≤K≤3 B．1≤K≤2 C．0≤K≤113.铰链四杆机构中有两个构件长度相等且最短,其余构件长度不同,若取一个最短构件作机架,则得到 C 机构;A 曲柄摇杆B 双曲柄C 双摇杆14.对心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时,其最大传动角为 A ;m axA 90°B 45°C 30°15.下面那种情况存在死点 C ;A 曲柄摇杆机构,曲柄主动B 曲柄滑块机构,曲柄主动C 导杆机构,导杆主动16.要将一个曲柄摇杆机构转化成双摇杆机构,可以用机架转换法将C ;A 原机构的曲柄作为机架B 原机构的连杆作为机架C 原机构的摇杆作为机架17.在铰链四杆机构中,当满足“最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和”时,以 A 机架,该机构为双摇杆机构;A 最短杆的对边B 最短杆C 最短杆的邻边18.无急回特性的平面连杆机构中,行程速比系数 B ;A K1B K=1C K119.在下列机构中,不会出现死点的机构是 A 机构;A 导杆从动机构B 曲柄从动摇杆C 曲柄从动滑块机构第9章凸轮机构及其设计一、正误判断题：在括号内正确的画“√”,错误的画“×”1.直动平底从动件盘形凸轮机构工作中,其压力角始终不变;√2.当凸轮机构的压力角的最大值超过许用值时,就必然出现自锁现象;×3.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.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; ×5.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; ×6.在凸轮理论廓线一定的条件下,从动件上的滚子半径越大,则凸轮机构的压力角越小; ×7.凸轮机构中,当推杆在推程按二次多项式运动规律运动时,在推程的起始点、中点及终止点存在刚性冲击;×8.凸轮机构中,在其他条件不变的情况下,基圆越大,凸轮机构的传力性能越好;√9.凸轮机构的从动件采用等速运动规律时可避免刚性冲击; ×10.在滚子推杆盘形凸轮机构中,凸轮的基圆半径应在凸轮的理论廓线上来度量; √11.凸轮机构的基圆越大则传力性能越好; √12.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;×13.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;因此其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;×二、填空题1.在推杆常用的运动规律中, 一次多项式运动规律会产生刚性冲击;2.由速度有限值的突变引起的冲击称为刚性冲击;3.增大基圆半径,凸轮廓线曲率半径增大 ;4.在推杆常用的多项式运动规律中, 五次多项式运动规律既不会产生柔性冲击,也不会产生刚性冲击;5.由加速度有限值的突变引起的冲击称为柔性冲击;6.减小基圆半径,凸轮机构的压力角增大;7.在推杆常用的运动规律中, 一次多项式运动规律会产生刚性冲击;8.按凸轮形状的不同,凸轮机构可分为盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮;三、选择题1.直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角 B ;A.永远等于0度B.等于常数C.随凸轮转角而变化2.设计一直动从动件盘形凸轮,当凸轮转速及从动件运动规律V=VS不变时,若最大压力角由40度减小到20度时,则凸轮尺寸会 A ;A.增大B.减小C.不变3.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4.当凸轮基圆半径相同时,采用适当的偏置式从动件可以 A 凸轮机构推程的压力角A.减小B.增加C.保持原来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;A .刚性 B.柔性 C.无刚性也无柔性6.设计一直动从动件盘形凸轮,当凸轮转速及从动件运动规律V=VS不变时,若最大压力角由40度减小到20度时,则凸轮尺寸会 A ;A.增大B.减小C.不变7.若从动件的运动规律选择为等速运动规律、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,从动件的速度是原来的 B 倍;A. 1B. 2C. 48.在设计滚子推杆盘形凸轮机构时,轮廓曲线出现尖顶是因为滚子半径 B该位置理论廓线的曲率半径;A．小于； B．等于 C．大于9.凸轮机构中推杆的运动规律决定于 A ;A．凸轮的轮廓形状 B．推杆的形状 C．凸轮的材料10.在设计滚子推杆盘形凸轮机构时,为防止凸轮的工作廓线出现变尖或失真现象,滚子半径应 B 凸轮的理论廓线外凸部分的最小曲率半径;A．大于； B．小于 C．等于11.在偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构中,基圆的大小会影响 A ;A．凸轮机构的压力角 B．推杆的位移 C．推杆的速度12.下列平面四杆机构中,一定无急回特性的机构是 A ;A 平行四边形机构B 曲柄摇杆机构C 偏置曲柄滑块机构13.尖顶从动件凸轮机构中,基圆的大小会影响 C ;A 从动件的位移B 凸轮的速度C 凸轮机构的压力角14.设计滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线时,若将滚子半径加大,那么凸轮轮廓曲线上各点曲率半径 B ;A 变大B 变小C 不变15.当凸轮基圆半径相同时,采用适当的偏置式从动件可以 A 凸轮机构推程的压力角;A 减小B 增加C 保持原来16.在凸轮机构中,从动件的 A 运动规律存在刚性冲击;A 等速B 等加速等减速C 正弦加速度17.在凸轮机构中,若增大凸轮机构的推程压力角,则该凸轮机构的凸轮基圆半径将 B ;A 增大B 减小C 不变第10章齿轮机构及其设计一、正误判断题：在括号内正确的画“√”,错误的画“×”1.一对直齿圆柱齿轮啮合传动,模数越大,重合度也越大;×2.一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是基圆齿距相等;√3.对于单个齿轮来说,节圆半径就等于分度圆半径;×4.根据渐开线性质,基圆之内没有渐开线,所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计的比基圆大些;×5.一对外啮合的直齿圆柱标准齿轮,小轮的齿根厚度比大轮的齿根厚度大;×6.一对能正确啮合传动的渐开线直齿圆柱齿轮,其啮合角一定为20度;×7.渐开线直齿圆柱齿轮同一基圆的两同向渐开线为等距线; √8.一个渐开线圆柱外齿轮,当基圆大于齿根圆时,基圆以内部分的齿廓曲线,都不是渐开线;√9.一个渐开线圆柱外齿轮,当基圆大于齿根圆时,基圆以内部分的齿廓曲线仍是渐开线;×10.一对外啮合斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件是两斜齿圆柱齿轮的端面模数和压力角分别相等,螺旋角大小相等,旋向相同;×11.因为基圆内没有渐开线,所以齿轮齿根圆必须大于基圆;×12.一对渐开线直齿圆柱齿轮刚好连续传动的重合度等于1;√13.渐开线直齿圆柱齿轮的分度圆与节圆相等;×14.斜齿圆柱齿轮在端面上的齿廓是标准渐开线齿廓;×15.当加工负变位齿轮时,刀具应向远离轮坯中心的方向移动;×二、填空题1.基圆的大小决定了渐开线的形状;2.齿轮变位不仅可以消除根切 ,而且可以改变齿轮传动的中心距 ;3.斜断轮传动的主要缺点是有轴向力,可采用人字齿轮来克服这一缺点;4.蜗杆传动用于交错两轴之间的运动和动力的传递;5.负变位直齿圆柱齿轮与标准直齿轮相比,其齿厚将会减小 ;6.圆锥齿轮用来传递相交两轴之间的运动和动力的传递;7.重合度大于1是齿轮的连续传动条件;8.渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是两齿轮的模数和压力角分别相等 ;9.用范成法加工齿轮,当刀具齿顶线超过啮合极限点时,将会发生根切现象;10.渐开线直齿圆柱外齿轮齿廓上各点的压力角是不同的,它在基圆圆上的压力角为零,在分度圆上的压力角则取为标准值;11.蜗杆传动的中间平面是指通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面;12.直齿圆柱齿轮机构的重合度愈大,表明同时参与啮合的轮齿对数愈多 ,传动愈平稳 ;13.正变位直齿圆柱齿轮与标准直齿圆柱齿轮相比,两者在分度圆上的压力角大小_相_等、模数m大小_ 相__等、分度圆大小不变;14.双头蜗杆每分钟240转,蜗轮齿数为80;则蜗轮每分钟 6 转;15.标准直齿圆柱齿轮的模数为2mm,齿数为20,则齿距等于 6.28 mm;16.渐开线齿廓在基圆上的曲率半径等于 0 ,渐开线齿条齿廓上任意一点的曲率半径等于 ;17.一对渐开线标准齿轮非标准安装时,节圆与分度圆不重合,分度圆的大小取决于模数和齿数 ;三、选择题1.渐开线直齿圆柱外齿轮顶圆压力角 A 分度圆压力角;A.大于B.小于C.等于2.一对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合线切于 C ;A. 两分度圆B.两节圆C.两基圆3.一对渐开线标准齿轮在标准安装情况下,两齿轮分度圆的相对位置应该是 B ;A.相交的B.相切的C.分离的4.已知一渐开线标准直齿圆柱齿轮,齿数25,齿顶高系数为1,顶圆直径135mm, 则其模数大小应为 C ;A.2 mmB.4 mmC.5 mm5.为保证一对渐开线齿轮可靠地连续定传动比传动,应使实际啮合线长度A 基节;A.大于B.等于C.小于6.渐开线齿轮齿条啮合时,其齿条相对齿轮作远离圆心的平移时,其啮合角B ;A .加大 B.不变 C.减小7.一对渐开线直齿圆柱齿轮传动,其啮合角与节圆压力角C ;A ．可能相等可能不相等B ．一定不相等C ．一定相等8. 一对渐开线标准齿轮在标准安装情况下,两齿轮分度圆的相对位置应该是B ;A ．相交的B ．相切的C ．分离的9. 负变位齿轮分度圆上的齿距应是 C πm;A ．大于B ．小于C ．等于10.渐开线齿轮的齿廓离基圆越远,渐开线压力角就 A ;A 越大B 越小C 趋 近 于 2011.当一对渐开线齿轮切制成后,即使两轮的中心距稍有变化,其角速度比仍保持不变,原因是 B ;A 节圆半径不变B 基圆半径不变C 啮合角不变12.渐开线标准直齿圆柱外齿轮的齿数增加,齿顶圆压力角将 C ;A 不变B 增大C 减小13.满足正确啮合条件的一对直齿圆柱齿轮,其齿形 B 相同;A 一定B 不一定C 一定不14.标准蜗杆传动的中心距a 为 B ; A 2)(21z z m + B 2)(2z q m + C 221a a d d + 15.用齿条形刀具范成法加工标准齿轮时,齿轮产生根切的原因是 A ;A 齿轮齿数太少B 齿条刀齿数太少C 齿轮齿全高太长16.斜齿轮传动比直齿轮传动平稳,是因为 B ;A 斜齿轮有轴向力存在B 斜齿轮是逐渐进入和退出啮合的C 斜齿轮有法面模数17.变位齿轮在分度圆上的压力角 B 标准齿轮在分度圆上的压力角;A 小于B 等于C 大于第11章齿轮系及其设计一、正误判断题：在括号内正确的画“√”,错误的画“×”;1. 周转轮系中,自由度为2的轮系是行星轮系 ; ×二、填空题1.行星轮条中必须有一个中心轮是固定不动的;2.差动轮系的自由度为2;3.实现两轴间的多种速比传动,用定轴轮系是较方便的;三、选择题1．周转轮系中的差动轮系自由度为 C ;A．3 B．1 C．22．标准齿轮传动的实际中心距稍微大于标准中心距时,其传动比 B ;A．增大 B．不变 C．减小。
凸轮机构及其设计试题
第9章凸轮机构及其设计I.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-22dd 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_________。
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。
20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。
机械原理-第9章凸轮机构及其设计
①等加速推程段：
s = 2hδ2/δ02 v = 4hω δ /δ02 a = 4h ω 2/ δ02
②等减速推程段： s = h－2h(δ0－δ)2/δ02 v = 4hω(δ0－δ)/ δ02 a = －4hω2/δ02
由图知，有柔性冲击。
凸轮机构的适用场合： 广泛用于各种机械，特别是自动机械、自动控制装置
和装配生产线。
2.凸轮机构的分类
盘形凸轮 (1)按凸轮的形状分：移动凸轮 (板凸轮 )
圆柱凸轮
尖端推杆 (2)按从动件端部型式分 滚子推杆
平底推杆
直动推杆 (3)按从动件的运动方式分 摆动推杆
凸轮机构的命名：
从动件
原动件
对心
• 沿-w方向将基圆作相应等分；
• 沿导路方向截取相应的位移， 得到一系列点；
• 光滑联接。
2)对心直动滚子推杆盘形凸轮机构
s
h
h/2
w
O 1 2 3 /2 5 6 7 5 /4 10 11 127 /4 2
4
89
13 14
14 1
取长度比例尺l绘图
13
2
12 w
3
实际廓线
11
4
10
5
9
6
7
A5
C
6
2
B B180°B
6 5
4C
C
5
4φ3
C
φ3 2
A1Leabharlann R(3)按-w 方向划分圆R得 A0、A1、A2等点； 即得机架 反转的一系列
位置；
A4 A3
A2
(4)找从动件反转后的一系
第9章习题及其答案
9-13 已知题图 9-13 所示的凸轮机构，在图上标出以下各项：1）画出基圆半径 ro；2）
标出从动件图示位置的位移 s、凸轮转角δ 和压力角α ；3）当δ = 900 时，标出从动件位移 s′ 和压力角α ′ 。
ω1 题图 9-13
α=0 °
F,v
δ=90 °
s
δ 69°
ro
F,v
答：不可行。因为推杆偏置的大小，方向的改变会直接影响推杆的运动规律，而原凸轮 机构推杆的运动规律应该是不允许擅自改动的。
9-6 用作图法求出题图 9-6 所示两凸轮机构从图示位置转过 45°时的压力角。
45° ω
ω
（a）
（b）
题图 9-6
解：用反转法原理，从动件以- ω 方向例转 45°，即为凸轮转动 45°时与从动件的相对
B'
α
s
O O' B
B s
K''
α'
δ' o
B'
K
δ
o'
B''
K'
α'
题图 9-15-1
9-16 在题图 9-16 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 90º 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。
速一绰减速回剧运动规律； ϕ4 ~ 2π 段为停歇段。补足线题图 9-9-1。
9-9 如题图 9-9 中给出了某直动推杆盘形凸轮机构的推杆的速度线图。要求：
（1）定性地画出其加速度和位移线图；
（2）说明此种运动规律的名称及特点（v、a 的大小及冲击的性质）； （3）说明此种运动规律的适用场合。
第9章 凸轮机构及
练习----1、2
1、如图所示，一对心直动尖顶从动件 盘形凸轮机构中，凸轮的实际轮廓 线为一圆，圆心在A点，半径为R， 凸轮逆时针方向转动。试在上标出： （1）凸轮的基圆半径 （2）从动件的 升程h （3）该位置的压力角 2、绘制下列机构图示位置的压力角。
3、
图示盘型凸轮机构，已知凸轮1为以C为中心的偏心圆盘。 1）画出凸轮的基圆，并标出基圆半径。 2）画出凸轮轮廓上的D点与从动件的尖顶接触时，机构的压力角α。 3）标出机构在图示位置时，凸轮1与从动件2间的瞬心P12。
210
120Biblioteka 时，凸轮廓线上B点如图b。
(4) 时有刚性冲击， 时有柔性冲击。
210 时无冲击，
330
( )
( )
凸轮转角
从动件运动规律
0 ~ 120
120 ~ 150
150 ~ 330
330 ~ 360
按余弦加速运动规律 回到最低位置
静止不动
6、
()
解6
线图见图a。 (2) 0 ~ 120 ，从动件按等速运动规律上升到最高点； ， 从动件在最高位停止不动。 120 ~ 150 (1) S (3)
K
解4
5、
试将图a）、b）所示直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角数值填 入括号内。 a） =（ ）；
b）
=（
）。
6、
某偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构，已画出部分从动件位移线图 （图a）。 (1)根据表中给出的运动规律将位移线图补齐。 (2)按图a中给出的位移线图，将其运动规律填写在表中相应的空格 中。 (3)凸轮以逆时针方向回转，图b中B0点为从动件最低位置（凸轮廓 线的起点)， 试用反转法作 出时，凸轮廓线上对应 点B的位置 （求作过程必须表达清楚）。 （4）凸轮转到 120 ， ，330 时机构有无冲击？为何种冲击？ 210
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。
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。
《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。
凸轮机构及其设计习题解答
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。
09第九章 凸轮机构及其设计
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧合（缺点：易失真）润滑好（油膜）高速场，效率高，直推杆底部）压力角小从动件：受力平稳（垂平底推杆大力，应用广，中低速从动件：摩擦小，传递滚子推杆场合，如仪表磨损，用于低速轻载的从动件：简单不失真易尖顶推杆///（3）凸轮机构（推杆运动形式）⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-⎩⎨⎧)4498(://页图第作平面复杂运动从动件从动件摆动推杆线轴线不通过凸轮回转轴偏置直动推杆：从动件轴线通过凸轮回转轴线对心直动推杆：从动件从动件直动推杆（4）凸轮机构（力封闭方式）⎩⎨⎧形封闭：（虚约束）等、力封闭：G spring2.命名：以上分类方法组合：摆动滚子推杆圆柱凸轮机构 偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构§9-2 从动件的运动规律及其选择一、凸轮与从动件的运动关系：图9-1图9-4⎩rr→首末两点→a惯性力（柔性）冲击有突变⎪⎩⎪⎨⎧距线）论廓线的基圆半径（等凸轮的基圆半径：指理凸轮的实际廓线接接触的凸轮廓线称为工作廓线：把与滚子直实际廓线为凸轮的理论廓线在复合运动中的轨迹称理论廓线：把滚子中心/ 3 .对心直动平底推杆盘形凸轮机构：将推杆导路的中心线与推杆平底的交点A 视为尖顶推杆的尖点，按前述的作图步骤确定出点A 在推杆作复合运动时依次占据的位置1ˊ、2ˊ……。
然后再通过点1ˊ、2ˊ……作一系列代表推杆平底的直线，而此直线簇的包络线即为凸轮的工作廓线。
平底左右两侧的宽度W 应分别大于左右两侧的运动点距离LmaxW=Lmax+5mm5 .摆动尖顶推杆盘形凸轮机构给出推杆角位移方程)(δϕϕ= 相对直动：φϕ→→h s , 已知：lOA 、r0、lAB 、ω逆时针，)(δϕϕ=求：图轮廓线绘制：（1）定出O 、A 基圆、B （以A 为圆心，lAB 为半径的基圆初位角--0ψ）（2）等分（3）以O 为圆心，lOA 为半径，ω-转圆，对应上述等分的A1、A2……以A1圆心，lAB 为半径，与基圆交于B1使的一射线，以1111'ϕ=∠B A B lAB 交射线于'1B （即为凸轮上一点）或连OA1使1011'ϕψ+=∠B OA 的射线，以lAB 交射线于点'1B （即为凸轮上一点），同理得','32B B ……（4）连线6 .摆动滚子推杆从动件盘形凸轮机构在以上基础上画滚子包络线即可得7 .直动推杆圆柱凸轮机构例：3-1 设计一对心直动滚子从动件凸轮机构。
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。
第九章凸轮机构及其设计9-1、2
3、按推杆运动形式分：
1）直动推杆：推杆作往复直线运动。 对心直动：推杆导路通过凸轮回转中心。 偏置直动：推杆导路不通过凸轮回转中心。 2）摆动推杆：推杆作往复摆动，
ee
4、按凸轮与推杆保持接触的方法分： 1）力封闭（力锁合）的凸轮机构 2）几何形状封闭（几何锁合）的 凸轮机构
a—沟槽式凸轮机构：利用凸轮上的 凹槽与推杆的滚子来保持接触； b—等宽凸轮机构： 与凸轮廓线相切的任意 平行线间的距离始终等 于推杆内框上、下壁间 的距离。
回程
2 s=h－2hδ 2/ δ 0 2 等加速段 v=－4hω δ / δ 0 2 a=－4hω 2/ δ 0
（9-6，a） (δ ：0~ δ 0 /2 )
s= 2h( δ 0 -δ )2/ δ 02 （9-6，b） 2 δ δ δ δ v= － 4h ω ( δ )/ 等减速段 (δ ： 0 0 0 /2~ 0) 2 a= 4hω 2/ δ 0
二 、 推杆的常用运动规律 (等速运动规律、等加等减 速运动规律、余弦加速度（简谐）运动规律正弦加 速度（摆线）运动规律） 1、等速运动规律 v=常数 1）方程： s=hδ /δ 0 （9-3，a） 推程 v=hω /δ 0 （δ ：0~δ 0） a=0 s=h(1－δ /δ 0′) 回程 v=－hω /δ 0′ a=0 （9-3，b） (δ ：0~δ 0′)
1
2
3
c—等径凸轮机构：在过凸轮轴心所作任一径向线上与凸 轮廓线相切的两滚子中心间的距离处 处相等。
d—共轭凸轮（主回凸轮）机构：用两个固结在一起的凸 轮来控制同一推杆，从而 形成几何形状封闭。
等径凸轮机构
共轭凸轮
新型的凸轮机构，如：
1）凹圆弧推杆盘形凸轮机构：面接触，增加了接触面积， 提高了凸轮机构的承载能力。 2）嵌状圆柱凸轮：有一个圆柱母体，在母体上再嵌入几 个圆柱。加工方便。
机械原理习题及答案要点
机械原理习题及答案要点机械原理习题及答案要点和；构件是机构中的单元体。
2、具有、、等三个特征的构件组合体称为机器。
3、从机构结构观点来看，任何机构是由三部分组成。
4、运动副元素是指。
5、构件的自由度是指；机构的自由度是指。
6、两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为副，它产生个约束，而保留个自由度。
7、机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。
8、在平面机构中若引入一个高副将引入______个约束，而引入一个低副将引入_____个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是。
9、平面运动副的最大约束数为，最小约束数为。
10、当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为，至少为。
11、计算机机构自由度的目的是______。
12、在平面机构中，具有两个约束的运动副是副，具有一个约束的运动副是副。
13、计算平面机构自由度的公式为Ｆ=，应用此公式时应注意判断：(A)铰链，(B)自由度，(C)约束。
14、机构中的复合铰链是指；局部自由度是指；虚约束是指。
15、划分机构的杆组时应先按的杆组级别考虑，机构的级别按杆组中的级别确定。
16、图示为一机构的初拟设计方案。
试：(1〕计算其自由度，分析其设计是否合理？如有复合铰链，局部自由度和虚约束需说明。
(2)如此初拟方案不合理，请修改并用简图表示。
题16图题17图17、在图示机构中，若以构件1为主动件，试：(1)计算自由度，说明是否有确定运动。
(2)如要使构件6有确定运动，并作连续转动，则可如何修改？说明修改的要点，并用简图表示。
18、计算图示机构的自由度，将高副用低副代替，并选择原动件。
19、试画出图示机构的运动简图，并计算其自由度。
对图示机构作出仅含低副的替代机构，进行结构分析并确定机构的级别。
题19图题20图20、画出图示机构的运动简图。
21、画出图示机构简图，并计算该机构的自由度。
构件3为在机器的导轨中作滑移的整体构件，构件2在构件3的导轨中滑移，圆盘1的固定轴位于偏心处。
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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。
（1）求凸轮的基圆半径； （2）画出从动件的位移线图。
总分10分。
(1)2分；(2)8分 (1) r 0=AO +r r =20+10=30 mm (2) s -ϕ线图如图示。
7.图示为一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮为偏心圆盘。
在图中试：（1）确定基圆半径，并画出基圆；（2）画出凸轮的理论轮廓曲线；（3）画出从动件的行程h；8. 设计一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构的凸轮廓线。
已知凸轮顺时针方向转动，基圆半径r 0=25mm ，从动件行程h=25mm 。
其运动规律如下：凸轮转角为0ο~120ο时，从动件等速上升到最高点；凸轮转角为120ο~180ο时，从动件在最高位停止不动；凸轮转角为180ο~300ο时，从动件等速下降到最低点；凸轮转角为300ο~360ο时，从动件在最低位停止不动。
(1) s ϕ 线图如图示 （s μ=mmm1）。
(2) 凸轮廓线如图示。
r、从动件2的行程。
9. 试画出图示凸轮机构中凸轮1的理论廓线，并标出凸轮基圆半径(1) 理论廓线如图所示（由三段圆弧和一段直线所组成）。
(2) 基圆半径r0如图示。
(3) 行程h如图示。
10. 按图示的位移线图设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮的部分廓线。
已知凸轮基圆半径r＝0 25mm，滚子半径r r=5mm，偏距e=10mm，凸轮以等角速度ω逆时针方向转动。
设计时可取凸轮转角ϕ＝0ο，30ο，60ο，90ο，120ο，μl=0.001m/mm。
总分5分。
(1)1 分；(2)2 分；(3)1 分；(4)1 分(1) 画基圆；(2) 找出一系列反转位置；(3) 找出理论廓线上诸点；(4) 画实际廓线。
11.图示凸轮机构，偏距e=10mm，基圆半径r0=20mm，凸轮以等角速ω逆时针转动，从动件按等加速等减速运动规律运动，图中B点是在加速运动段终了时从动件滚子中心所处的位置，已知推程运动角Φ=︒90，试画出凸轮推程时的理论廓线（除从动件在最低、最高和图示位置这三个点之外，可不必精确作图），并在图上标出从动件的行程h。
总分5分。
(1)1.5 分；(2)2.5 分；(3)1 分(1) 等加速运动段终了时，从动件上升行程h的一半，凸轮则转过推程运动角的一半（即45︒）。
（2）B0" B=h2。
用反转法求出B0、B1点，过B0，B、B1 三点即可作出凸轮推程段的理论廓线。
（3）从动件的行程h见图中所示。
12．用作图法作出一摆动平底从动件盘形凸轮机构的凸轮实际廓线，有关机构尺寸及从动件运动线图如图所示，μl=0.001m/mm。
（只需画出凸轮转角180︒范围内的廓线，不必写步骤，但需保留作图辅助线条。
）(o)(o)(总分10分。
(1)3 分；(2)7 分()(()()13. 在图示摆动滚子从动件盘形凸轮机构中，已知凸轮基圆半径r 0=25 mm ，机架长L O O 1270=mm ，摆杆长65 mm ，滚子半径 r r =5 mm 。
凸轮逆时针方向转动，在0︒~90︒范围内，从动件沿顺时针方向匀速转过30︒。
试绘出与此运动阶段对应的一段凸轮轮廓曲线。
总分10分。
(1)3 分；(2)4 分；(3)3分 (1)ψ -ϕ线图如图示。
(2) 理论廓线如图示。
(3) 实际廓线如图示。
14. 试分别标出三种凸轮机构在图示位置的压力角（凸轮转向如箭头所示）15. 图示摆动从动件盘形凸轮机构中，已知机构尺寸和凸轮转向。
当凸轮转过90︒时，从动件摆动多大角度？并标出该位置凸轮机构的压力角。
①找出凸轮转过90ο的位置。
②标出ψ，ψ＝10ο③标出α，α=︒016.在图示直动平底从动件盘形凸轮机构中，请指出：（1 ）图示位置时凸轮机构的压力角α。
（2 ）图示位置从动件的位移。
（3 ）图示位置时凸轮的转角。
（4 ）图示位置时从动件与凸轮的瞬心。
总分5分。
(1)1分；(2)2分；(3)1分；(4)1分(1) 0(2) B1B3(3) δ(4) P0φ17. 在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？若偏置得太多会有什么问题产生？总分5分。
(1)2 分；(2)2 分；(3)1 分(1) 向右偏置好。
(2) 向右偏置，可使工作行程中的压力角减小。
(3)偏置过多，会使行程始末点附近的压力角增大过多。
若偏距超出基圆半径，会导致从动件与凸轮脱离接触。
18.画出图示凸轮机构的基圆半径r0及机构在该位置的压力角α。
总分5分。
(1)3 分；(2)2 分(1) 画出基圆。
(2) 标出压力角α。
19. 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α。
总分5分。
(1)3 分；(2)2 分(1) 画出转过90︒的位置。
(2) 标出压力角α。
20. 图示摆动从动件盘形凸轮机构中，已知机构尺寸和凸轮转向。
当凸轮转过90︒时，从动件摆动多大角度？并标出该位置凸轮机构的压力角。
总分5分。
(1)2 分；(2)2 分；(3)1 分(1) 找出凸轮转过90ο的位置。
(2) 标出ψ，ψ＝10ο(3) 标出α，α=︒021. 图示为两种不同从动件型式的偏心轮机构，若它们有完全相同的工作廓线，试指出这两种机构的从动件运动规律是否相同，并在图中画出它们在图示位置的机构压力角。
总分5分。
(1)3 分；(2)2 分(1) 这两种凸轮机构的运动规律不相同。
(2) 压力角如图所示。
22. 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。
总分5分。
(1)2 分；(2)3 分(1) 图a)压力角。
(2) 图b)压力角。
23. 摆动滚子从动件盘形凸轮机构如图所示。
在图上标出图示位置的从动件压力角和摆杆的初始位置与机架AD的夹角ψ0。
2总分5分。
(1)2 分；(2)3 分(1) 压力角如图示。
(2)ψ0如图示。
224. 在图示凸轮机构中标出凸轮转过90︒时凸轮机构的压力角α。
总分5分。
(1)2 分；(2)3 分(1) 画出凸轮转过90︒的位置；(2) 标出该位置压力角α如图示。
25．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。
总分10分。
(1)2 分；(2)4 分；(3)4 分(1) 偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构。
(2) r0，α，s如图所示。
(3) h及αmin发生位置如图示。
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