机械原理典型例题(第五章凸轮)
机械原理复习题(凸轮机构)
机械原理复习题05凸轮机构一、填空1.凸轮机构主要是由_凸轮_、__从动杆_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_盘行__凸轮和_圆柱_凸轮两种基本类型。
3.从动杆与凸轮轮廓的接触形式有_点__、_线__二种。
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基园_。
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）与从动杆速度方向之间的夹角称为凸轮在该点的_压力角α__。
6.随着凸轮压力角α增大，有害分力F2将会_引起摩擦阻力过大_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.凸轮机构从动杆等速运动的位移为一条_斜_线，从动杆等加速等减速运动的位移曲线为一条_抛物线。
8.等速运动凸轮在速度换接处从动杆将产生_刚性_冲击，引起机构强烈的振动。
9.凸轮机构的移动式从动杆能实现___c _。
(a 匀速、平稳的直线运动 b 简偕直线运动 c各种复杂形式的直线运动10.从动杆的端部形状有__尖顶、_滚子_和平底三种。
11.凸轮与从动件接触处的运动副属于___a____。
(a 高副 b 转动副 c 移动副)13.在要求_a_的凸轮机构中，宜使用滚子式从动件。
( a 传力较大 b 传动准确、灵敏 c 转速较高）14.使用滚子式从动杆的凸轮机构，为避免运动规律失真，滚子半径r与凸轮理论轮廓曲线外凸部分最小曲率半径ρ最小之间应满足__c___。
(a r >ρ最小 b r =ρ最小 c r <ρ最小)15.凸轮与移动式从动杆接触点的压力角在机构运动时是_ c ___。
( a 恒定的 b 变化的 c 时有时无变化的）16.当凸轮转角δ和从动杆行程H一定时，基圆半径r b与压力角α的关系是_b___。
(a r b愈小则愈小，b r b愈小则a愈大，c r b变化而α不变）17.下列凸轮机构中，图__b___所画的压力角是正确的。
18.在减小凸轮机构尺寸时，应首先考虑_a___。
机械原理典型例题凸轮
hk
αk
α max k
90°
θ
V
(P)
h
F αF=0
(1)凸轮偏心距。利用速度瞬心 ，几何 中心O即为速度瞬心p，可得ν=eω，求 得e=25mm。
（2）凸轮转过90°时，从动件在K点 接触，其压力角为αk。
e/sinαk =R/sinθ；
当θ=90°时，αk达到最大值。
αk=arcsin(e/R)=30°
接触时的压力角αC；比较αB，αC大小，说明题意中的偏置是否合理。 （3）如果偏距e=-5mm，此时的偏置是否合理
αB αC
αD
B
C
D
hB
e
R
r0 O
A
解：
αC> αB。该偏置有利 减小压力角，改善受力，
故偏置合理。
α D> α C> αB，故偏置 不合理。
例4 凸轮为偏心轮如图，已知参数R=30mm，loA=10mm，e=15mm，rT=5mm， E，F为凸轮与滚子的两个接触点。求 （1）画出凸轮轮廓线（理论轮廓线），求基园r0；（2）E点接触时从动件的压力角 αE； (3) 从E到F接触凸轮所转过的角度φ； （4）由E点接触到F点接触从动件的位 移S；(5）找出最大αmax的位置。
αE
hE E
e
ω
Oθ
F
φ
r0
A
αmax
S=hF-hE Sin α =(e-loAcos θ)/(R+rT)
θ =180时,α为 αmax
R
hF
例5 ：图示为一直动推杆盘形凸轮机构。若一直凸轮基
推程
圆半径r0，推杆的运动规律s=S(δ)，为使设计出的凸轮
机构受力状态良好，试结合凸轮机构压力角的计算公式
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。
机械原理习题课-凸轮(完整资料).doc
此文档下载后即可编辑五、（12分）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。
五、总分12分。
(1)2 分；(2)6 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。
五、（10分）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，该凸轮转过的转角ϕ；（2）标出从动件与凸轮在D点接触的压力角α；（3）标出在D点接触时的从动件的位移s。
五、总分10分。
(1)4 分；(2)3 分；(3)3 分(1)ϕ如图示。
(2)α如图示。
(3) s如图示。
-5、图示为一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构。
试在图上：（1）画出并标明基圆r0；（2）作出并标明凸轮按ω方向转过60︒后，从动件与凸轮廓线接触处的压力角α；（3）作出并标明滚子从图示位置反转到B处与凸轮接触时，对应的凸轮转角ϕ。
1.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。
1.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。
1.四、（10分）在图示凸轮机构中，已知：20AO mm，ο60=BO=∠AOB，=且A B(为圆弧；CO=DO=40mm,ο60∠COD,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。
四、总分10分。
(1)2分；(2)8分(1) r0=AO+r r=20+10=30 mm(2) s-ϕ线图如图示。
五、（10分）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 。
（2 ）图示位置从动件的位移。
机械原理-轮系集合例题
第5章轮系典型例题例1在图示轮系中，已知各轮齿数为：z1 =z1' = 40，z2=z4=30，z3=z5=100，试求传动比i1H。
解：齿轮1'，4，5和系杆H组成了一个差动轮系。
齿轮1，2，3和齿轮5（充当系杆）组成了一个行星轮系。
在由齿轮1，2，3和齿轮5（系杆）组成的行星轮系中由于n 3=0，故有在由齿轮1'，4，5和系杆H组成的差动轮系中即分析两个基本轮系的联系，可知n1= n1'(c)将（a），（c）两式代入（b），可得计算结果为正，表明从动系杆H和主动齿轮1的转向相同。
例2 在图示轮系中，已知各轮齿数为：z 1 = 90，z 2 = 60，z 2' = 30，z 3 =30，z 3' = 24，z 4 = 18，z 5 = 60，z 5' = 36，z 6 = 32。
运动从A，B两轴输入，由构件H输出。
已知n A=100r/min，n B=900r/min，转向如图所示。
试求输出轴H的转速n H的大小和方向。
解：齿轮3'，4，5和系杆H组成了一个差动轮系齿轮1，2，2'，3组成了一个定轴轮系，齿轮5'，6组成了另一个定轴轮系。
对于齿轮3'，4，5和系杆H组成的差动轮系，有即对于齿轮1，2，2'，3组成的定轴轮系，有即对于齿轮5，6组成的定轴轮系，有即分析三个轮系之间的基本联系，有将该结果带入（a）式，可得化简整理后得计算结果为负，说明n H转向与n 5 相同，即n A，n B转向相反。
例3 在图示轮系中，已知齿轮1的转速为n 1 =1650 r/min，齿轮4的转速n4=1000r/min，所有齿轮都是标准齿轮，且z 2=z 5=z 6=20。
求各个齿轮中未知的齿轮齿数。
解：由齿轮1与齿轮3和齿轮6与齿轮4的同轴条件得齿轮1，2，3及系杆H1组成差动轮系；齿轮4，5，6及系杆H2组成行星轮系。
考研机械凸轮典型计算例题
图示凸轮机构中，凸轮为一半径R＝20 mm的偏心圆盘，圆盘的几何中心A到转动中心O的距离为e= 10 mm，滚子半径r g= 5 mm，凸轮角速度。
试求：（14分）①凸轮的理论廓线和基圆；②图示位置时机构的压力角；③凸轮从图示位置转过时的位移S；④图示位置时从动件2的速度v。
①凸轮的理论廓线和基圆理论廓线。
对于滚子推杆的凸轮机构而言，理论廓线是过滚子中心的一条封闭廓线。
题目中给出的是工作廓线，要得到理论廓线，只需要把工作廓线往外偏移一个滚子的半径即可。
由于这里工作廓线就是一个以C为圆心，半径为20mm的圆；而滚子的半径是5mm，所以理论廓线就是以C为圆心，半径为20+5=25mm的圆.如下图所示。
基圆。
首先我们知道，基圆是在理论廓线上定义的；其次我们懂得，它是以转动中心O 为圆心的，与理论廓线内切的一个半径最小的圆。
按照该定义，我们以O为圆心做一个与理论廓线内切的最小的圆如下图，显然，它的半径是10+5=15mm.②图示位置时机构的压力角；对于该机构而言，压力角是滚子的中心B点的受力方向与运动方向的夹角。
B点的速度方向。
由于B点是推杆与滚子的连接点，所以它也就是推杆上的B点。
由于推杆在上下平移，推杆上任何一点的轨迹都是沿着推杆的直线，所以任何一点的速度方向都是推杆直线的方向，因此推杆上的B点速度方向也在该直线上。
B点的受力方向。
推杆上的B点与理论廓线接触，在忽略摩擦的前提下，其受力方向其实就是理论力学中的光滑接触面中的反力方向。
光滑接触面的反力是公法线方向。
由于推杆的B点是尖点，无所谓法线，所以公法线方向就是理论廓线在该点的法线方向。
而理论廓线是一个圆，圆上任何一点的法线方向都是从从该点指向圆心的。
所以BC的方向就是公法线方向。
显然，速度方向与力的方向重合，所以压力角是0度。
这是我们最希望的压力角。
压力角越小，则凸轮机构的传力性能越好。
③凸轮从图示位置转过时的位移S；对于这种问题，总是用反转法通过作图测量出来的。
华科机械原理凸轮习题答案
华科机械原理凸轮习题答案华科机械原理凸轮习题答案凸轮是机械原理中一个重要的概念，它在机械运动中起到了关键的作用。
华科机械原理课程中，凸轮也是一个需要重点掌握的内容。
下面将为大家提供一些华科机械原理凸轮习题的答案，希望能够对大家的学习有所帮助。
1. 一个凸轮有一个半径为50mm的基圆，凸轮的最大半径为100mm，凸轮的转角为120度。
求凸轮的凸度。
解答：凸度是指凸轮曲线上一点的曲率半径的倒数。
根据题目中给出的凸轮的基圆半径和最大半径，可以得出凸轮的凸度为1/50mm。
2. 一个凸轮的凸度为1/100mm，基圆半径为50mm，转角为120度。
求凸轮的最大半径。
解答：凸度是凸轮曲线上一点的曲率半径的倒数。
根据题目中给出的凸度和基圆半径，可以得出凸轮的最大半径为150mm。
3. 一个凸轮的凸度为1/80mm，基圆半径为60mm，最大半径为120mm。
求凸轮的转角。
解答：凸度是凸轮曲线上一点的曲率半径的倒数。
根据题目中给出的凸度和基圆半径，可以得出凸轮的最大转角为96度。
以上是华科机械原理凸轮习题的答案，通过这些题目的解答，我们可以更好地理解凸轮的相关概念和计算方法。
凸轮在机械运动中的应用非常广泛，掌握凸轮的原理和计算方法对于我们的学习和工作都非常重要。
除了凸轮的基本概念和计算方法，我们还需要了解凸轮的运动规律和应用。
凸轮的运动规律可以通过凸轮曲线来描述，凸轮曲线是凸轮上一点的运动轨迹。
凸轮的应用包括凸轮与从动件的配合、凸轮的运动速度和加速度分析等。
在机械设计中，凸轮的应用非常广泛。
凸轮可以用来控制机械装置的运动轨迹和运动速度，可以实现复杂的运动功能。
凸轮还可以用来传递动力和变换运动形式，提高机械装置的工作效率和性能。
总之，凸轮是机械原理中一个重要的概念，掌握凸轮的原理和计算方法对于我们的学习和工作都非常重要。
通过对华科机械原理凸轮习题的解答，我们可以更好地理解凸轮的相关概念和应用。
希望以上内容对大家有所帮助，祝大家学习进步！。
凸轮机构典型例题
某技术人员欲设计一台打包机，其推送包装物品的机构如图1所示。
已知机构的位置和某些尺寸参数如表1，工作要求从动滑块的行程H=400mm，其运动规律如表2。
根据结构及强度等条件已选定滚子半径r=25mm，试设计所需的凸r轮工作轮廓。
图1表1已知条件 mm解这是摆动滚子从动件盘形凸轮机构的设计题。
与一般的设计题不同的是：凸轮所直接推动的从动件是摆杆A C，而已知的是远离凸轮的滑块的运动规律。
因此，在设计凸轮机构前，需要首先将已知的滑块的运动规律追溯到摆杆A C 上，即首先通过滑块的运动规律，求出摆杆A C的运动规律，然后才设计凸轮的轮廓曲线。
该题设计步骤如下：(1)确定滑块对应于凸轮转角的位移由于滑块按等加速等减速规律移动，故其位移方程为抛物线方程。
在等加速段，212s at=，若将加速度过程的时间分为若干等份，则由方程可知，各等份时间之后的位移比例关系为1s :2s :3s …=1:4:9…根据这一比例关系，可用图2右则所示的作图法求出滑块上D 点在的等加速等减速过程中的各个位置0D ，1D ，2D ，3D ，…，8D 。
图中，01:02:03:04=1:4:9:16，87:86:85:84=1:4:9:16。
(2) 确定摆杆A C 对应于凸轮转角的运动规律根据已知条件，作出摆杆滑块机构的运动简图。
以各个D 点为圆心，以C D l 为半径作圆（实际作图时，注意作图比例尺l μ），与点C 的圆弧轨迹相交于0C ，1C ，2C ，…，8C 等点，从而可得到滚子中心B的各个位置0B ，1B ，2B ，…，8B ，如图2所示。
图2(3) 将凸轮转角分度以O 为圆心，以0O B 长为半径作凸轮的基圆。
然后以O 为圆心，以0OA 长为半径作转轴圆。
由于凸转顺时针方向转动，故应按逆时针方向反求取从动摆杆转轴A 的各个分点。
凸轮转120 时，滑块作等加速等减速运动，其中对应有凸轮的8个等分转角，故在凸轮转角120 范围内，在转轴圆上求取1A ，2A ，…，8A 等8个的等分点，如图所示。
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hk
αk
α max k
90°
θ
V
(P)
h
F 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
αE
hE E
e
ω
Oθ
F
φ
r0
A
αmax
R
hF
基本概念题
1.选择题
（1）对于远、近休止角均不为零的凸轮机构，当从动件推程按简谐运动 规律运动时，在推程开始和结束位置___C___。 A.不存在冲击 B.存在刚性冲击 C.存在柔性冲击
（2）已知一滚子接触摆动从动件盘形凸轮机构，因滚子损坏，更换了一 个外径与原滚子不同的新滚子，则更换滚子后____D____。 A. 从动件运动规律发生变化，而从动件最大摆角不变 B. 从动件最大摆角发生变化，而从动件运动规律不变 C. 从动件最大摆角和从动件运动规律均不变 D. 从动件最大摆角和从动件运动规律均发生变化
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。
A. 降低推程 B. 降低回程
C. 同时降低推程和回程
(5) 对于滚子从动件盘形凸轮机构，滚子半径___A___理论轮廓曲线 外凸部分的最小曲率半径。 A. 必须小于 B. 必须大于 C. 可以等于
(6) 在设计几何锁合式凸轮机构时，___B____。 A. 只要控制推程最大压力角 B. 要同时控制推程和回程最大压力角 C. 只要控制回程最大压力角
(3)已知一滚子接触偏置直动从动件盘形凸轮机构，若将凸轮转向由顺 时针改为逆时针，则____D_____。 A. 从动件运动规律发生变化，而从动件最大行程不变 B. 从动件最大行程发生变化，而从动件运动规律不变 C. 从动件最大行程和从动件运动规律均不变 D. 从动件最大行程和从动件运动规律均发生变化
2.正误判断题
(8)本章介绍的圆柱凸轮轮廓曲线按展开在平面上进行设计的 方法，无论对于摆动从动件还是直动从动件，这种设计方法 均是近似的。 X
(9)滚子从动件盘形凸轮机构和平底从动件盘形凸轮机构均不 允许凸轮轮廓曲线内凹。 X
(10)滚子接触凸轮副的最大接触应力出现在凸轮实际轮廓曲线 最小曲率半径处。 X
典型例题（第五章） ——凸轮机构
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）凸轮的基圆；（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。
(7)对于平底从动件盘形凸轮机构，若出现运动失真，则其原因是 __C__。 A. 基圆半径太小 B. 凸轮轮廓外凸 C. 凸轮轮廓内凹或平底宽度不够
1.选择题
(8)凸轮机构若发生自锁，则其原因是___B___。 A. 驱动力矩不够 B. 压力角太大 C. 基圆半径太小
(9)对于平底直动从动件盘形凸轮机构，移动导路的平移__C___。 A. 会改变从动件运动规律 B. 会影响机构压力角的大小 C. 不会影响从动件运动规律和机构压力角的大小
2.正误判断题
(1)对于偏置直动从动件盘形凸轮机构，从动件推程对应的凸轮转角就
是凸轮推程轮廓对应的轮廓角。 X
(2)当从动件推程按二次多项式规律运动时，仅在推程开始和结束位置
存在柔性冲击。 X
(3)滚子从动件盘形凸轮机构的基圆半径是指凸轮理论轮廓曲线的最小
半径。 √ (4)凸轮理论轮廓曲线与实际轮廓曲线之间是法向等距曲线关系。 √ (5)力锁合式凸轮机构回程绝对不会发生自锁。 √ (6)为减小凸轮机构的压力角可增大凸轮基圆半径。 √ (7)凸轮机构的压力角就是凸轮的压力角。 X
h
α c=0
hD
αD
hDab源自hα c=0基园r0增大； 行程h不变；
压力角α C不变；
αD
hD减小； α D减小。
例4 凸轮为偏心轮如图，已知参数R=30mm，loA=10mm，e=15mm，rT=5mm， E，F为凸轮与滚子的两个接触点。求 （1）画出凸轮轮廓线（理论轮廓线），求基园r0；（2）E点接触时从动件的压力角 αE； (3) 从E到F接触凸轮所转过的角度φ； （4）由E点接触到F点接触从动件的位 移S；