凸轮机构习题作图题

PAGEPAGE5凸轮机构考试复习与练习题一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）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D．不能实现间歇运动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。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关系。A．偏置比对心大B．对心比偏置大C．一样大D．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。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D．简谐运动规律（余弦加速度运动规律）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，可采用措施来解决。A．增大基圆半径B．改用滚子推杆C．改变凸轮转向D．改为偏置直动尖顶推杆7．（）从动杆的行程不能太大。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。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。A.盘形凸轮机构 B移动凸轮机构 C.圆柱凸轮机构10．（）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11.（）的磨损较小，适用于没有内凹槽凸轮轮廓曲线的高速凸轮机构。A.尖顶式从动杆 B.滚子式从动杆 C.平底式从动杆12．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13．凸轮轮廓曲线上各点的压力角是（ ）。A.不变的 B.变化的14．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15．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16．使用（）的凸轮机构，凸轮的理论轮廓曲线与实际轮廓曲线是不相等的。A尖顶式从动杆 B.滚子式从动杆 C平底式从动杆17.压力角是指凸轮轮廓曲线上某点的（）。A.切线与从动杆速度方向之间的夹角 B.速度方向与从动杆速度方向之间的夹角C.法线方向与从动杆速度方向之间的夹角18．为了保证从动杆的工作顺利，凸轮轮廓曲线推程段的压力角应取（）为好。A.大些 B.小些19．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20．从动杆的运动速度规律，与从动杆的运动规律是（）。A.同一个概念 B.两个不同的概念21．若使凸轮轮廓曲线在任何位置都不变尖，也不变成叉形，则滚子半径必须（ ）理论轮廓外凸部分的最小曲率半径。A.大于B.小于C.等于22．凸轮轮廓曲线没有凹槽，要求机构传力很大，效率要高，从动杆应选（ ）。A.尖顶式 B.滚子式 C.平底式二、填空题1在凸轮机构几种常用的推杆运动规律中，只宜用于低速；和不宜用于高速；而和都可在高速下应用。2滚子推杆盘形凸轮的基圆半径是从到的最短距离。3平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构中，其压力角等于。4在凸轮机构推杆的四种常用运动规律中，有刚性冲击；、运动规律有柔性冲击；运动规律无冲击。5凸轮机构推杆运动规律的选择原则为：①，②，③。6设计滚子推杆盘形凸轮机构时，若发现工作廓线有变尖现象，则在尺寸参数改变上应采用的角＝45°，基圆半径=50mm，偏距e=20mm。试计算：题10图（1）等速运动规律时的最大压力角题10图（2）近似假定最大压力角出现在推杆速度达到最大值的位置，推程分别采用等加速等减速、简谐运动及摆线运动规律时的最大压力角。10题10图所示对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构中，凸轮为一偏心圆，O为凸轮的几何中心，O1为凸轮的回转中心。直线AC与BD垂直，且＝30mm，试计算：（1）该凸轮机构中B、D两点的压力角；（2）该凸轮机构推杆的行程h。七、图解题1用作图法作出一摆动平底推杆盘形凸轮机构的凸轮实际廓线，有关机构的尺寸及推杆运动线图如题1图所示。只需画出凸轮转角180°范围内的轮廓曲线，不必写出步骤，但需保留作图辅助线。题1图2欲设计如题2图所示的直动推杆盘形凸轮机构，要求在凸轮转角为0°～90°时，推杆以余弦加速度运动规律上升h=20mm，且取r＝25mm，e=l0mm，=5mm。试求：（1）选定凸轮的转向ω1，并简要说明选定的原因；（2）用反转法给出当凸轮转角=0°～90°时凸轮的工作廓线（画图的分度要求≤15°）；（3）在图上标注出δ＝45°时凸轮机构的压力角α。题2图题3图3题3图所示的凸轮为偏心圆盘。圆心为O，半径R＝30mm，偏心距＝10mm，=10mm，偏距e=10mm。试求（均在图上标注出）：（1）推杆的行程h和凸轮的基圆半径；（2）推程运动角、远休止角、回程运动角和近休止角；（3）最大压力角的数值及发生的位置。4如题4图所示，已知一偏心圆盘R=40mm，滚子半径=10mm，=90mm，=70mm，转轴O到圆盘中心C的距离=20mm，圆盘逆时针方向回转。（1）标出凸轮机构在图示位置时的压力角α，画出基圆，求基圆半径；（2）作出推杆由最下位置摆到图示位置时，推杆摆过的角度及相应的凸轮转角。题4图题5图5.题5图所示为偏置直动推杆盘形凸轮机构，AFB、CD为圆弧，AD、BC为直线，A、B为直线与圆弧AFB的切点。已知e=8mm，=15mm，=30mm，∠COD=30°，试求：（1）推杆的升程h，凸轮的推程运动角，回程运动角和远休止角（2）推杆推程最大压力角的数值及出现的位置；（3）推杆回程最大压力角的数值及出现的位置。6.题6图为一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构（=0.001m/mm），已知凸轮的轮廓由四段圆弧组成，圆弧的圆心分别为C1、C2、C3和O。试用图解法求：（1）凸轮的基圆半径和推杆的升程h；（2）推程运动角、远休止角、回程运动角和近休止角；（3）凸轮在初始位置以及回转110°时凸轮机构的压力角。题6图题7图7.题7图所示为一摆动平底推杆盘形凸轮机构（=0.001m/mm），已知凸轮轮廓是一个偏心圆，其圆心为C，试用图解法求：（1）凸轮从初始位置到达图示位置时的转角及推杆的角位移；题8图（2）推杆的最大角位移及凸轮的推程运动角；题8图（3）凸轮从初始位置回转90°时，推杆的角位移8.题8图为一偏置直动推杆盘形凸轮机构，凸轮轮廓上的AmB和CnD为两段圆心位于凸轮回转中心的圆弧，凸轮转向如图所示。试在图上标出推程运动角，回程运动角，推杆升程h以及推杆与凸轮在C点接触时的压力角。9.用作图法设计一个对心直动平底推杆盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线。已知基圆半径=50mm，推杆平底与导路垂直，凸轮顺时针等速转动，运动规律如题46图所示。10.试用作图法设计凸轮的实际廓线。已知基圆半径＝40mm，推杆长=80mm，滚子半径=l0mm，推程运动角＝180°，回程运动角＝180°，推程回程均采用余弦加速度运动规律，推杆初始位置AB与OB垂直（如题10图所示），推杆最大摆角=30°，凸轮顺时针转动。[注：推程]11.已知偏置式滚子推杆盘形凸轮机构（如题11图所示），试用图解法求出推杆的运动规律曲线（要求清楚标明坐标（）与凸轮上详细对应点号位置，可不必写步骤）。12.题12图所示的凸轮机构，其凸轮廓线的AB段是以C为圆心的一段圆弧。（1）写出基圆半径的表达式；（2）在图中标出图示位置时凸轮的转角、推杆位移、机构的压力角。题9图题10图题11图题12图13.如题13图所示的凸轮机构，设凸轮逆时针转动。要求：（1）画出凸轮的基圆半径，在图示位置时推杆的位移，凸轮转角（设推杆开始上升时=0°），以及传动角；（2）已知推杆的运动规律为：，，，写出凸轮廓线的方程。14.在题14图所示的凸轮机构中，弧形表面的摆动推杆与凸轮在B点接触。当凸轮从图示位置逆时针转过90°后，试用图解法求出或标出：（1）推杆与凸轮的接触点；（2）推杆摆动的角度大小；（3）该位置处，凸轮机构的压力角。题13图题14图

例解2图示为一摆动平底推杆盘形凸轮机构（μl=0.001mm/mm），已知凸轮的轮廓是一个偏心圆，其圆心为C，试用图解法求：1）凸轮从初始位置到达图示位置时转角及推杆的角位移；2）推杆的最大角位移及凸轮的推程运动角；3）凸轮从初始位置回转90º时，推杆的角位移；解答：1）凸轮从初始位置达到图示位置时的转角=33º，推杆的角位移；2）推杆的最大角位移=36.5º，凸轮的推程运动角=216º；3）凸轮从初始位置回转90º时，推杆的角位移=12º。复习与练习题参考答案一、单项选择题1B2A3C4D5B6A7.A8.A9.C10.B11.C12.A13..B14..B15.A16.B17.C18.B19.A20.B21.B22.C二、填空题1等速运动规律；等加速、等减速运动规律、余弦加速度运动规律；正弦加速度运动规律、五次多项式运动规律2凸轮回转中心；凸轮理论廓线3零4等速运动规律；等加速、等减速运动规律、余弦加速度运动规律；正弦加速度运动规律5（1）满足机器工作的需要；（2）考虑机器工作的平稳性；（3）考虑凸轮实际廓线便于加工6增大基圆半径；减小滚子半径7增大基圆半径8增大基圆半径，采用合理的偏置方位9工作要求10高副11控制曲线轮廓12凸轮从动杆固定机架13迫使14工作要求预定要求15变化垂直于16行程径向17柱面端面18尖顶滚子平底19准确的20、轮廓曲线21、最小22、最大升距23、法线速度24、位移转角25、常数等速26、等加速等减速等加速等减速27、转角位移28、相反角度29、预定30、工作要求31、半径32、比例次数33、高速34、较大35、不大低36、较小较大37、润滑磨损内凹38、半径39、刚性冲击振动较高较大40、一致有效垂直有害41、越大越小越大42、变小运动规律43、许用值减小44、工作要求45、凸轮从动件机架46、刚性低轻47、承载耐磨滚子平底48、基49、60°50、40mm51、控制曲线主动件等速52、最小越大越小53、尖顶式滚子式平底式54、等速运动等加速等减速六、4解：（1）mm，mm。（4）如图所示，取AO连线与水平线的夹角为凸轮的转角，则：推杆的位移方程为推杆的速度方程为推杆的加速度方程为（5）当rad/s，AO处于水平位置时，δ=0°或180°，所以推杆的速度为v=（20×10cosδ）mm/s=±200mm/s题3图解题4图解5解：是合理偏置，因为可使推程段的压力角减少。当以rT=8mm求作凸轮的实际廓线时，因为理论廓线的最小曲率半径6mm，所以凸轮的实际廓线会出现交叉现象，可采用减小滚子半径rT或增大基圆半径r0的方法来改进。6解：（1）由渐开线的性质可知，导路的方向线即为渐开线在B点的法线；又由三心定理可知，导路方向线与基圆的切点即为凸轮与推杆的瞬心，所以，推杆的速度为r0（方向朝上）（2）假设推杆与凸轮在A点接触时凸轮的转角δ为零，则推杆的运动规律为·（3）因为导路方向线与接触点的公法线重合，所以压力角=0°。（4）有冲击，是刚性冲击。7解：压力角的计算公式为arctg式中，所以，当°时，有arctg°当°时，有arctg°当°时，有arctg°当°时，有arctg°8解：基圆半径的计算公式为推程段：由于是等速运动规律，速度v等于常数，当°时，有=0，故有回程段：由于是等加速、等减速运动规律，当时，有此时s=h/2，故有比较推程、回程段的最大基圆半径，最后取凸轮的基圆半径为。9解：（1）计算等速运动规律时的：为使推程获得较小的压力角，导路采用正偏置，压力角的计算公式为（a）推程为等速运动规律时，常数，由式（a）可知，s=0，，即（2）近似计算：依题意，假定发生在v=vmax的位置，即ds/d=（ds/d）max时。这时，相应的。因此，式（a）可写为（b）1）等加速等减速运动：代入式（b）解得2）简谐运动：代入式（b）解得3）摆线运动规律：计算从略，其最大压力解与等加速等减速运动相同，即。10解：（1）由图可知，B、D两点的压力角为（2）行程七、图解题1解：将推程角12等分，由推程段的角位移方程，可得各等分点推杆的角位移值。取尺寸比例尺作图，凸轮廓线如图所示。题1图解2解：题2图解（1）逆时针方向，使凸轮机构为正偏置，减小推程段凸轮机构的压力角；（2）将圆弧顶推杆视为滚子推杆，取尺寸比例尺=0.001m/mm作图，凸轮廓线如图所示；（3）如图所示，当=45°时，=14.5°。3解：取尺寸比例尺=0.001m/mm作图，得题3图解（1）推杆的行程h＝20.5mm，基圆半径＝30mm；（2）推程运动角=187°，回程运动角=173°，近休止角＝0°，远休止角＝0°；（3）当滚子与凸轮廓线在D点接触时压力角最大，其值为=30°；（4）从B点接触到C点接触时凸轮所转过的角度为=313°，推杆的位移为s＝17mm；（5）在C点接触时凸轮机构的压力角为=2°。4解：取尺寸比例尺=0.002m/mm作图，得（1）图示位置凸轮机构的压力角为＝27.5°，基圆半径＝2×15=30mm；（2）推杆由最低位置摆到图示位置时所转过的角度为＝17°，相应的凸轮转角为＝90°。5解：取尺寸比例尺=0.001m/mm作图，得（2）推程段最大压力角出现在D点