凸轮机构习题课课堂
11凸轮机构运动参数的测定
课题十一凸轮机构运动参数的测定凸轮机构主要是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。
其中凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。
从动件与凸轮轮廓接触，传递动力和实现预定的运动规律故从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线。
由于组成凸轮机构的构件数较少，结构比较简单，只要合理地设计凸轮的轮廓曲线就可以使从动件获得各种预期的运动规律。
凸轮机构能将主动件的连续运动转变为从动件的移动或转动，因而广泛用于各种机械中，特别是自动机械、自动线中的机械控制装置中。
1．凸轮机构运动参数的测定实验台及其工作原理进行凸轮机构运动参数的测定实验台有多种形式，现以如图11—1所示的连杆机构与凸轮组合实验台，完成凸轮机构运动参数的测定。
图11—1 连杆机构与凸轮组合实验台a）b）图11—2 凸轮机构实验台的运动简图1--同步脉冲发生器 2—减速器 3--电机 4—传感器5--光栅盘 6--凸轮 7--平底直动从动件 8--回复弹簧9--滑块 10--滚子直动从动件如图11—2a）、b）所示，凸轮机构的实验台是电机、减速器、凸轮、直动从动件、滑块、传感器、同步脉冲发生器、光栅盘和回复弹簧等组成。
通过调速器调节电机的转速输出后，经蜗杆减速器带动凸轮转动，驱动从动件运动，其位移量通过直线位移传感器由模/数转换模块在嵌入式计算机系统的控制下，将位移量转换成数字信号，计算出其往复移动的周期、线速度、线加速度等机构运动参数。
也可更换不同廓线的盘形凸轮，从而调节从动件的偏心距。
2．凸轮机构运动参数的测定实验注意事项(1) 调节电机的转速时应缓慢转动调速旋钮，在关闭实验台电源前，应将电动机的转速调到最小。
(2) 用手转动凸轮盘1～2 周，检查各运动构件的运行状况，各螺母紧固件应无松动，各运动构件应无卡滞现象。
(3) 测试时，凸轮的转速不应过高，以免产生大的冲击，造成零件损坏。
(4) 调节从动件偏心距时，偏心距不宜过大，否则有可能使凸轮机构卡死，造成零件损坏。
《机械原理》课程补充习题
《机械原理》课程补充练习第2章机构的结构分析基本要求：（1）掌握构件、运动副、约束、自由度及运动链等概念（2）能正确计算平面机构的自由度并能指出复合铰链、局部自由度和虚约束，能判断其是否具有确定的运动。
计算下列机构自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。
2-1 2-22-3 2-42-5 2-62-72-8） 2-9）2-10） 2- 11）2-14 2-152-16）2-19 2-20第3章平面机构的运动分析基本要求：1）正确理解速度瞬心的概念，并能运用三心定理确定一般平面机构各瞬心的位置，利用瞬心法对简单高、低副机构进行速度分析2）能利用矢量方程图解法对一般平面机构进行运动分析3-1 试求图示各机构在图示位置时的全部瞬心的位置。
（g） (h)3-2 图示机构的位置，已知原动件AB以等角速度转动，用瞬心法或矢量方程图解法求构件3的角速度要求：（1）利用瞬心法要求在图上标出全部速度瞬心，写出ω3的表达式；（2）利用矢量方程图解法要求以任意比例尺作出机构的速度图，写出作图的矢量方程及ω3的表达式。
(a) (b)(c) (d)(f) (g)逆时针方向转动，3-3如图所示的高副机构中，设已知机构的尺寸及原动件1以匀角速度1v。
试确定机构的全部瞬心位置，并用瞬心法求构件3 的移动速度33-4图示机构，L AB＝50mm，L BC＝60mm，L CD＝60mm，LAD＝100mm，ω1＝30rad/s，（1）求机构的所有瞬心（2）用瞬心法求杆BC中E的速度大小和方向。
第4章平面机构的力分析基本要求能对几种运动副中的摩擦力、总反力进行分析4-1 图示曲柄滑块机构中，设已知机构尺寸，图中虚线圆为摩擦圆，滑块与导路的摩擦角为φ，驱动力为F，阻力矩为M，试在下列各机构位置简图中画出各运动副中反力方向（必须注明力矢量的脚标）（d）4-2 图示曲柄滑块机构，曲柄1受驱动力偶M d作用，克服滑块3上所受的工作阻力F r，使该机构运转。
凸轮机构习题
一、填空题[1]___________________________决定了从动杆的运动规律。
[2]凸轮机构中，凸轮基圆半径愈___________，压力角愈___________ ，机构传动性能愈好。
[3]凸轮机构是由___________________、____________________、 ____________________三个基本构件组成的。
[4]凸轮机构中的压力角是指__________________________________________间的夹角。
[5]凸轮机构常用的从动件运动规律有_______________________________，________________________________________，__________________________________及__________________________________。
[6]以凸轮的理论轮廓的最小向径为半径所做的圆称为凸轮的______________________。
[7]在设计凸轮机构时，凸轮基圆半径取得越_____________，所设计的机构越紧凑，但是压力角_______________使机构的工作情况变坏。
[8]按凸轮的形状凸轮可分为________________________、____________________________、和___________________________三大类。
[9]在凸轮机构的设计中，适当加大凸轮的________________________是避免机构发生运动失真的有效措施。
[10]通常，可用适当增大凸轮________________________的方法来减小最大压力角。
[11]平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构，其压力角等于_______________________。
[12]对于尖顶直动从动件凸轮机构，在其余条件不变的情况下，基圆半径越小，机构的传动效率____________________。
凸轮设计习题
第03章 凸轮机构及其设计一、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-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______________。
题9图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．平底从动件盘形凸轮机构中，凸轮基圆半径应由 来决定。
16．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 。
17．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。
18．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。
19．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；而直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角等于。
机械基础教案-凸轮机构分类与特点
2凸轮机构的从动件
作业44
了解凸轮机构的基本类型和结构特点
25
3
1
教学计
授课班级
授课日期
第9、10课时
课型
新授
教具、资料
教材、教案、教具、习题册
课题
8、1凸轮机构概述 8、2凸轮机构分类与特点
教学
目标
要求
知识
目标
掌握凸轮机构的分类与特点
技能
目标
了解凸轮机构具体的应用
情感
目标
培养学生的学习兴趣
教材
分析
重点
凸轮机构的功用
难点
凸轮机构的功用
关键
凸轮机构的组成
板
书
设
计
8、1凸轮机构概述
8、2凸轮机构分类与特点
一 凸轮机构分类
二 凸轮机构的特点
课后
小结
了解凸轮机构的应用特点学习效果较好
教学过程
教学
环节
教师讲授、指导（主导）内容
学生学习、
操作（主体）活动
时间
分配
组织教学
导课
新授
起立、问好、报告出勤
绪论中我们曾经讲过汽油机的结构组成，其中的一个机构是
凸轮机构，这个机构用来干什么？如何实现运动的传递？
2
4
30
25
教学过程
教学
环节
教师讲授、指导（主导）内容
学生学习、
操作（主体）活动
时间
分配
二、凸轮机构的分类
1、按凸轮的形状分
(l)盘形凸轮
也叫平板凸轮。这种凸轮是一个径向尺寸变化的盘形构件，当凸轮l绕固定轴转动时，可使从动件在垂直于凸轮轴的平面内运动
08 凸轮机构(机械原理课程)
第八章 凸轮机构1.从动件常用运动规律及其选择2.凸轮轮廓曲线的设计3.凸轮机构的结构尺寸4.圆柱凸轮机构简介教学重点与难点：1.凸轮机构从动件的各类运动规律动力性能。
2.压力角、基圆半径、偏距方位间的关系。
教学方法：课堂教学为主，习题课为辅，充分利用网络课程中的多媒体素材来表示抽象概念。
教学要求：1.了解凸轮机构的分类、凸轮机构从动件的常用运动规律动力性能。
2.能根据公式计算凸轮实际廓线上点的坐标值。
能根据公式分析压力角、基圆半径、偏距方位间的关系。
主要内容与基本要求一、本章主要内容（1）凸轮机构的组成、分类、特点及应用；（2）凸轮轮廓曲线的设计（3）从动件常用运动规律及其选择（4）凸轮机构的结构尺寸（5）圆柱凸轮机构简介二、本章基本要求（1）了解凸轮机构的类型和应用；（2）掌握推杆常用的运动规律的特点及选择运动规律时应考虑的因素；（3）能应用反转法对凸轮机构的运动过程进行分析；（4）能根据给定的运动规律，用解析法计算凸轮实际廓线上点的坐标值；（5）掌握压力角与自锁的关系，能根据公式分析压力角、基圆半径、偏距方位间的关系，以及滚子半径选择的原则；（6）能合理确定凸轮机构的基本尺寸。
重点与难点分析本章重点与难点1.凸轮机构从动件的各类运动规律动力性能。
2．压力角、基圆半径、偏距方位间的关系。
一、本章重点内容分析（1）推杆常用运动规律的特点及其学原则；（2）凸轮机构的运动过程的分析；（3）凸轮轮廓曲线的设计；（4）凸轮机构压力角与机构基本尺寸的关系。
二、本章难点内容分析1、凸轮机构设计的基本方法凸轮机构设计的基本方法是反转法，所依据的是相对运动原理，以图8-1所示的偏置式的尖顶直动推杆盘形凸轮为例，设想给整个机构一个与凸轮角速度ω大小相等而方向相反（即-ω）的转动，这时凸轮将静止不动，而推杆一方面随机架相对凸轮以ω角速度反转运动，另一方面又以原有的运动规律（s=s(δ)）相对于机架运动。
由于推杆的尖顶始终与凸轮轮廓保持接触，所以在推杆这种复合运动中，其尖顶的运动轨迹即为凸轮的轮廓曲线。
机械原理及设计思考题练习题 (2)
第3 章 凸轮设计思考题1 凸轮机构按凸轮的形状分为哪几种？2 凸轮机构按凸轮的运动形式分为哪几种？3 从动件的常用运动规律有哪几种？它们各有什么特点？4 当要求凸轮机构从动件的运动没有冲击时，可选择那些常用运动规律？5 何为凸轮机构的偏距圆？6 何为凸轮的理论轮廓？何为凸轮的实际轮廓？两者有何联系与区别？7理论轮廓相同而实际轮廓不同的两个对心移动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的运动规律是否相同？8在移动滚子从动件盘形凸轮机构中，若凸轮实际轮廓保持不变，而增大或减小滚子半径，从动件的运动规律是否发生变化？9 何为凸轮机构的压力角？为减小推程压力角，可采取哪些措施？10 在移动滚子从动件盘形凸轮机构的设计中，采用偏置从动件的主要目的是什么？偏置方向应如何选取？11 在移动平底从动件盘形凸轮机构的设计中，采用偏置从动件的主要目的是什么？偏置方向应如何选取？12 在滚子型从动件盘形凸轮机构的设计中，可能会出现运动失真现象，造成这种现象的原因可能有哪些？怎么避免？习题1 在直动从动件盘形凸轮机构中，从动件动程h =50mm ，其运动规律为：凸轮回转°=Φ120，从动件推程为等加速等减速运动规律；凸轮回转°=Φ90s ，从动件远休止；凸轮继续回转°=Φ′120，从动件回程为简谐运动规律；凸轮继续回转，从动件近休止。
写出从动件各阶段的位移方程式，并画出其完整的位移线图。
2 习题图 1为一尖顶直动从动件盘形凸轮机构从动件的部分运动线图。
试根据s 、v 和a 之间的对应关系定性地补全该运动曲线，并指出该凸轮机构工作时，何处有刚性冲击？何处有柔性冲击？习题图 13 在直动从动件盘形凸轮机构中，已知从动件动程h =50mm ，凸轮推程运动角°=Φ90。
求当凸轮转速min /60r n =时，从动件分别作等速、等加速等减速、余弦加速度和正弦加速度四种常用运动规律的最大速度max v 、最大加速度max a 及所对应的凸轮转角。
机械设计基础第3章 凸轮机构习题解答1
3-1试分别标出四种凸轮机构在图示位置的压力角α。
a)b)c)d)a)b)c)d)3-2图示尖底直动从动件盘形凸轮机构，C 点为从动件推程的起始点。
完成下列各题：(1)在图上标出凸轮的合理转向；(2)试在图上作出凸轮的基圆与偏心圆，并标注其半径r b 与e ；(3)在图上作出轮廓上D 点与从动杆尖顶接触时的位移s 和压力角α；(4)在原图上画出凸轮机构的推程运动角Φ。
题3-2图3-3由图所示直动盘形凸轮的轮廓曲线，在图上画出此凸轮的基圆半径r b、各运动角即推程运动角Φ、远休止角ΦS、回程运动角Φ′和近休止角Φ′S及从动件升程h。
题3-3图3-4图示的对心滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际轮廓为一圆，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 r＝10mm，试问：(1)凸轮的理论曲线为何种曲线？(2)凸轮的基圆半径r b＝？(3)在图上标出图示位置从动件的位移S，并计算从动件的升距h？(4)用反转法作出当凸轮沿ω方向从图示位置转过90°时凸轮机构的压力角。
题3-4图解：(1)理论轮廓曲线为：以A点为圆心，半径为R＋r r的圆。
(2)此时所求的基圆半径为理论轮廓曲线的r b．r b＝R－OA+r r＝40-25+10＝25mm(3)从动件的位移S如图所示。
升程h＝R+OA+r r-r b＝40+25+10-25＝50mm(4)从动件导路沿-ω方向转过90°到B，压力角α'如图中所示。
3-5如图所示偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构。
已知凸轮实际轮廓线为一圆心在O 点的偏心圆，其半径为R ，从动件的偏距为e ，试用图解法：(1)确定凸轮的合理转向；(2)画出凸轮的基圆；(3)标出当从动件从图示位置上升到位移s 时,对应凸轮机构的压力角α；（要求量出具体的数值）题3-5图3-8试以作图法设计一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构。
已知凸轮以等角速度逆时针回转，正偏距e =10mm ，基圆半径r 0=30mm ，滚子半径r r =10mm 。