机械设计基础习题集

第四章 凸轮机构

一、填空题

1.凸轮机构主要是由_______、_______和固定机架三个基本构件所组成。

2.按凸轮的外形，凸轮机构主要分为_______凸轮和_______凸轮两种基本类型。 3.从动杆与凸轮轮廓的接触形式有_______、_______和平底三种。 4.以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为凸轮的_______。 5.凸轮理论轮廓曲线上的点的某点的法线方向(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_______。

6.随着凸轮压力角α增大，有害分力F2将会_______而使从动杆自锁“卡死”，通常对移动式从动杆，推程时限制压力角α_______。

7.等速运动凸轮在速度换接处从动杆将产生_______冲击，引起机构强烈的振动。 8.凸轮机构中的压力角是 和 所夹的锐角。 9.凸轮机构中，使凸轮与从动件保持接触的方法有 和 两种。

10.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。

11.盘形凸轮的基圆半径是 上距凸轮转动中心的最小向径。

12.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。

13.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。

14.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。 15.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。

16.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 。 17.平底从动件盘形凸轮机构中，凸轮基圆半径应由 来决定。

18.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 。

19.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。 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。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。

21.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 。 22.凸轮的基圆半径越小，则机构越 ，但过于小的基圆半径会导致压力角 ，从而使凸轮机构的传动性能变 。

23.凸轮机构从动件运动规律的选择原则为 。

24.凸轮机构中的从动件速度随凸轮转角变化的线图如图所示。在凸轮转角 处存在刚性冲击，在 处，存在柔性冲击。

二、选择题：

1. 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 D. 以上均不对

2． 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 D. 以上均不对

3． 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 D. 以上均不对

4．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. 基圆半径越小，压力角偏大 D. 基圆半径越大，压力角偏大

5．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 D. 以上均不对

6.理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的 运动规律 。

A.相同 B.不相同。

7.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 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选择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.1 B.2 C.4 D.8

9.凸轮机构中从动件作等加速等减速运动时将产生 冲击。它适用于 场合。 A.刚性 B.柔性 C.无刚性也无柔性 D.低速 E.中速 F.高速

10.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 倍。 A.1 B.2 C.4

11.设计偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构时，若推程和回程位移线图对称，则合理设计的凸轮轮廓曲线中，推程廓线比回程廓线，

A.较长 B.较短 C.两者对称相等

12.当凸轮基圆半径相同时，采用适当的偏置式从动件可以 凸轮机构推程的压力角。 A.减小 B.增加 C.保持原来

13.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。 A.大于 B.小于 C.等于

14.设计滚子从动件盘形凸轮机构时，轮廓曲线出现尖顶或交叉是因为滚子半径 该位置理论廓线的曲率半径。

A.大于 B.小于 C.等于

15.直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角 。

A.永远等于 B.等于常数 C.随凸轮转角而变化

16.在设计直动滚子从动件盘形凸轮机构的实际廓线时，发现压力角超过了许用值，且廓 线出现变尖现象，此时应采取的措施是 。

A.减小滚子半径 B.加大基圆半径 C.减小基圆半径。

17.设计一直动从动件盘形凸轮，当凸轮转速ω及从动件运动规律v=v（s）不变时，若αmax由40°减小到20°，则凸轮尺寸会 。 A.增大 B.减小 C.不变

18.用同一凸轮驱动不同类型(尖顶、滚子或平底式；直动或摆动式)的从动件时，各从动件的运动规律 。

A.相同 B.不同 C.在无偏距时相同

19.直动从动件盘形凸轮机构中，当推程为等速运动规律时，最大压力角发生在行程 。 A.起点 B.中点 C.终点

20.从动件的推程和回程都选用简谐运动规律，它的位移线图如图示。可判断得：从动件 在运动过程中，在 处存在柔性冲击。

A.最高位置和最低位置 B.最高位置

C.最低位置 D.各位置处均无柔性冲击存在。

三、简答题

1. 试分析尖顶、滚子、平底三种从动件凸轮机构各自的优缺点。 2. 凸轮的压力角对凸轮机构的效率和自锁有何影响？ 3. 为什么等速运动的凸轮机构只适用于低速轻载？ 4. 在图示直动尖顶从动件盘形凸轮机构中，凸轮转向如图所示。试写出该位置时从动件 压力角计算公式，并说明从动件相对凸轮轴心的配置是否合理，为什么？

四、计算题

1.已知一对心尖底推杆盘状凸轮机构。其凸轮轮廓为一偏心圆，该圆直径D=40mm，偏距e=8mm ,凸轮顺时针转动。试求：

(1） 画出该凸轮机构的运动简图，要求从动件与凸轮在推程角ψ=90°处相接触； (2） 画出基圆，并求出基圆半径rb的值；

(3） 标出最大压力角αmax和最小压力角αmin的位置，并测出其大小。

2.一尖底直动从动件盘形凸轮机构，已知凸轮以等角速度ω1逆时针方向回转。凸轮转过180

0

时,从动件等速上升31.4 mm，凸轮再转过剩余180,返回原位置.今给定推程许用压力角

00

[α]=30,回程[α′]=60.试用图解法求出凸轮最小基圆半径rb,及偏距e,又若采用对心式从动件,则凸轮最小基圆半径又为多少?

3. 就图2-1所示盘形凸轮完成下列解答 (1）画出基圆、理论轮廓曲线和图位压力角。指出实际轮廓曲线。当凸轮上A.B两点与从动件接触时、压力角如何变化？（2)从动件上升和下降，凸轮转角δ和从动件相应的行程h各为多少？

0

0

4.已知一对心直动从动件盘形凸轮机构。推程时凸轮等速回转180，从动件等速移动30mm，

00

要求许用压力角[α]=30,回程时，凸轮转动90,从动件以等加速等减速运动规律返回原始位

00

置，要求许用压力角[α′]=60；当凸轮再转过剩余90,从动件不运动。试用解析法求凸轮基圆半径rb。

5.求直动平底从动件盘形凸轮的基圆半径。已知凸轮匀速转过120°时，从动件按简谐运动规律上升80mm。

6.设计一偏置式尖底推杆盘形凸轮。已知凸轮顺时针匀速转动，基圆半径r0=30mm, 行程h=30mm,偏距e=5mm, 推程角Φ=150°，从动件按简谐运动规律运动。试用解析法计算凸轮转向在ф=30°、60°、90°、120°时凸轮廓曲线上对应点的极坐坐标数值。