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1、第5章凸輪機(jī)構(gòu) 一、填空題 1. 凸輪機(jī)構(gòu)中的壓力角是 和 所夾 的銳角。 2. 凸輪機(jī)構(gòu)中，使凸輪與從動(dòng)件保持接觸的方法有 和 兩種。 3. 設(shè)計(jì)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，滾子中心的軌跡稱為凸輪的 廓線；與滾子相包絡(luò)的凸輪廓線稱為 廓線。 4. 盤形凸輪的基圓半徑是 上距凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心的最小 向徑。 5. 從動(dòng)件作等速運(yùn)動(dòng)的凸輪機(jī)構(gòu)中，其位移線圖是 線，速度線圖是 線。 6. 當(dāng)初步設(shè)計(jì)直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)有自鎖現(xiàn)象時(shí)，可采 用 、 、 等辦法來解 決。 7. 在設(shè)計(jì)滾子從動(dòng)件盤形凸輪輪廓曲線中， 若出現(xiàn) 時(shí)，會(huì) 發(fā)生從

2、動(dòng)件運(yùn)動(dòng)失真現(xiàn)象。此時(shí)，可采用 方法 避免從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)失真。 8. 用圖解法設(shè)計(jì)滾子從動(dòng)件盤形凸輪輪廓時(shí)， 在由理論輪廓曲線求實(shí)際輪廓 曲線的過程中，若實(shí)際輪廓曲線出現(xiàn)尖點(diǎn)或交叉現(xiàn)象， 則與 的選擇 有關(guān)。 9. 在設(shè)計(jì)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，選擇滾子半徑的條件是 。 10. 平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪基圓半徑應(yīng)由 來 決 11.凸輪的基圓半徑越小，貝出輪機(jī)構(gòu)的壓力角越 ，而凸輪機(jī)構(gòu)的尺寸 12. 凸輪基圓半徑的選擇，需考慮到 以及凸輪的實(shí)際廓線是否出現(xiàn)變尖和失真等因素。 13. 在許用壓力角相同的條件下， 從動(dòng)件可以得到比 從 動(dòng)件更小的凸輪基圓半

3、徑。或者說，當(dāng)基圓半徑相同時(shí)，從動(dòng)件正確偏置可以 _ 凸輪機(jī)構(gòu)的推程壓力角。 14. 直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角是 指 ;直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角是 扌旨 。 15. 凸輪的基圓半徑越小，則機(jī)構(gòu)越 ，但過于小的基圓半徑會(huì)導(dǎo)致 壓力角 ，從而使凸輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)性能變 。 16. 凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇原則為 17. 凸輪機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)件速度隨凸輪轉(zhuǎn)角變化的線圖如圖所示。在凸輪轉(zhuǎn) 角 處存在剛性沖擊，在 處，存在柔性沖擊。 二、判斷題 1. 偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，其推程運(yùn)動(dòng)角等于凸輪對(duì)應(yīng)推程廓 線所對(duì)中心角；其回程運(yùn)動(dòng)角等于凸輪對(duì)

4、應(yīng)回程廓線所對(duì)中心角。 () 2. 在直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中進(jìn)行合理的偏置，是為了同時(shí)減小推程壓力 角和回程壓力角。 ( ) 3. 當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角的最大值超過許用值時(shí)，就必然出現(xiàn)自瑣現(xiàn)象。 ( ) 4. 凸輪機(jī)構(gòu)中，滾子從動(dòng)件使用最多，因?yàn)樗侨N從動(dòng)件中的最基本形式。 ( ) 5. 直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)工作中，其壓力角始終不變。 () 6. 滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，基圓半徑和壓力角應(yīng)在凸輪的實(shí)際廓線上來 度量。 ( ) 7. 滾子從動(dòng)件盤形凸輪的實(shí)際輪廓曲線是理論輪廓曲線的等距曲線。因此， 只要將理論 廓線上各點(diǎn)的向徑減去滾子半徑，便可得到

5、實(shí)際輪廓曲線上相應(yīng)點(diǎn) 的向徑。 () 8. 當(dāng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律為簡諧運(yùn)動(dòng)，且推程運(yùn)動(dòng)角①=2n /3，行程為h時(shí)，此 時(shí)從動(dòng)件位移方程s=h (1-cos ( /①))12中的n應(yīng)以2n /3來代換。 ( ) 9. 從動(dòng)件按等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)， 推程的始點(diǎn)、中點(diǎn)及終點(diǎn)存在柔 性沖擊。因此，這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律只適用于中速重載的凸輪機(jī)構(gòu)中。 ( ) 10. 從動(dòng)件按等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)是指從動(dòng)件在推程中按等加速運(yùn) 動(dòng)，而在回程中則按等減速運(yùn)動(dòng)，且它們的絕對(duì)值相等。 ( ) 11. 從動(dòng)件按等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，推程起始點(diǎn)存在剛性沖擊，因此常用于 低速的凸輪機(jī)構(gòu)中。 ( )

6、 12. 在對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，當(dāng)從動(dòng)件按等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng) 時(shí)，對(duì)應(yīng)的凸輪廓線是一條阿米德螺旋線。 ( ) 13. 在直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，當(dāng)從動(dòng)件按簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，必然 不存在剛性沖擊和柔性沖擊。 ( ) 14. 在直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，無論選取何種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從動(dòng)件回程加 速度均為負(fù) 值。 ( ) 15. 凸輪的理論廓線與實(shí)際廓線大小不同，但其形狀總是相似的。 ( ) 16. 為實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件的某種運(yùn)動(dòng)規(guī)律而設(shè)計(jì)一對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)。 當(dāng)該凸輪制造完后， 若改為直動(dòng)滾子從動(dòng)件代替原來的直動(dòng)尖頂從動(dòng)件， 仍能實(shí) 現(xiàn)原來的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 (

7、) 17. 偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件位移變化與相應(yīng)理論廓線極徑增量變化相等。 ( ) 18. 設(shè)計(jì)對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，若要求平底與導(dǎo)路中心線垂 直，則平底 左右兩側(cè)的寬度必須分別大于導(dǎo)路中心線到左右兩側(cè)最遠(yuǎn)切點(diǎn)的距 離，以保證在所有位 置平底都能與凸輪廓線相切。 ( ) 19. 在凸輪理論廓線一定的條件下，從動(dòng)件上的滾子半徑越大，則凸輪機(jī)構(gòu) 的壓力角越小。 ( ) 20. 在對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，如平底與從動(dòng)件導(dǎo)路中心線垂直， 平底與實(shí)際輪廓線相切的切點(diǎn)位置是隨凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而變化的， 從導(dǎo)路中心線到左 右兩側(cè)最遠(yuǎn)的切點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)于升程和回程出現(xiàn) vmax的位置處

8、。 () 21. 在盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，其對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件的位移變化與相應(yīng)實(shí)際廓線 極徑增量的變化相等。 () 22. 在盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件的位移變化與相應(yīng)理論廓線極 徑增量變化相等。 () 23. 在盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件位移變化與相應(yīng)實(shí)際廓線極徑 增量變化相等。 () 三、選擇題 1. 理論廓線相同而實(shí)際廓線不同的兩個(gè)對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu), 其從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 。 (A)相同；(B)不相同。 2. 對(duì)于轉(zhuǎn)速較高的凸輪機(jī)構(gòu)，為了減小沖擊和振動(dòng)，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律最好采 用 運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 (A)等速；(B)等加速等減速；(C)正弦加速度。 3

9、. 若從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律選擇為等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律或正弦 加速度運(yùn)動(dòng) 規(guī)律，當(dāng)把凸輪轉(zhuǎn)速提高一倍時(shí)，從動(dòng)件的加速度是原來的 倍。 (A)1 ； ( B)2 ； ( C)4 ； ( D)8。 4. 凸輪機(jī)構(gòu)中從動(dòng)件作等加速等減速運(yùn)動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生 沖擊。它適用于 場合。 (A)剛性；(B)柔性；(C)無剛性也無柔性；(D)低速；(E)中速；(F)高速。 5. 若從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律選擇為等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、簡諧 運(yùn)動(dòng)規(guī)律或正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律，當(dāng)把凸輪轉(zhuǎn)速提高一倍時(shí)，從動(dòng)件的速度是原 來的 倍。 (A)1 ； (B)2 ； (C)4。 6. 設(shè)計(jì)偏置直動(dòng)

10、尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，若推程和回程位移線圖對(duì)稱, 則合理設(shè)計(jì)的凸輪輪廓曲線中，推程廓線比回程廓線， (A)較長；(B)較短；(C)兩者對(duì)稱相等。 7. 當(dāng)凸輪基圓半徑相同時(shí)，采用適當(dāng)?shù)钠檬綇膭?dòng)件可以 凸輪機(jī)構(gòu) 推程的壓力角。 （A）減??；（B）增加；（C）保持原來。 8. 滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的滾子半徑應(yīng) 凸輪理論廓線外凸部分 的最小曲率半徑。 （A）大于；（B）小于；（C）等于。 9. 在設(shè) 9.設(shè)計(jì)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，輪廓曲線出現(xiàn)尖頂或交叉是因?yàn)闈L 子半徑 該位置理論廓線的曲率半徑。 （A）大于；（B）小于；（C）等于。 10. 直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪

11、機(jī)構(gòu)的壓力角 。 （A）永遠(yuǎn)等于丨；（B）等于常數(shù)；（C）隨凸輪轉(zhuǎn)角而變化。 11. 在設(shè)計(jì)直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的實(shí)際廓線時(shí)，發(fā)現(xiàn)壓力角超過了 許用值，且廓 線出現(xiàn)變尖現(xiàn)象，此時(shí)應(yīng)采取的措施是 —0 （A）減小滾子半徑；（B）加大基圓半徑；（C）減小基圓半徑。 12. 設(shè)計(jì)一直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)速 3及從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律v=v （s） 不變時(shí)，若a max由40減小到20,則凸輪尺寸會(huì) o （1）增大；（B）減?。唬–）不變。 13. 用同一凸輪驅(qū)動(dòng)不同類型（尖頂、滾子或平底式；直動(dòng)或擺動(dòng)式）的從動(dòng) 件時(shí)，各從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 0 （A）相同；（B）不同；（C）在

12、無偏距時(shí)相同。 14. 直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，當(dāng)推程為等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，最大壓力角發(fā) 生在行程 （A）起點(diǎn)；（B）中點(diǎn)；（C）終點(diǎn)。 15. 從動(dòng)件的推程和回程都選用簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律，它的位移線圖如圖示?？膳? 斷得：從動(dòng)件 在運(yùn)動(dòng)過程中，在 處存在柔性沖擊。 （A）最高位置和最低位置； （B） 最高位置； （C）最低位置； （D） 各位置處均無柔性沖擊存在。 四、分析與計(jì)算 1. 在圖示直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，請(qǐng)指出： (1) 圖示位置時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角a。 (2) 圖示位置從動(dòng)件的位移。 (3) 圖示位置時(shí)凸輪的轉(zhuǎn)角。 (4) 圖示位置時(shí)從動(dòng)件與

13、凸輪的瞬心。 2. 圖示偏心圓盤凸輪機(jī)構(gòu)，圓盤半徑 R=50mm偏心距e=25mm凸輪以3 =2rad/s 順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過90時(shí)，從動(dòng)件的速度 v=50mm/s試問： (1) 在該位置時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角為多大？ (2) 在該位置時(shí)，從動(dòng)件的位移為多大？該凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的行程 h等于多 少？ 3. 在直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，試問同一凸輪采用不同端部形狀的從動(dòng)件 時(shí)，其從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律是否相同？為什么？ 4. 設(shè)計(jì)哪種類型的凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)可能出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)失真？當(dāng)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)失真時(shí)應(yīng)該 考慮用哪些方法消除？ 5. 何謂凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角？它在凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中有何重要意義？ 6. 直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸

14、輪機(jī)構(gòu)壓力角的大小與該機(jī)構(gòu)的哪些因素有關(guān)？ 7. 圖示為一凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件推程位移曲線， OA//BC, AB平行橫坐標(biāo)軸。試 分析該 凸輪機(jī)構(gòu)在何處有最大壓力角，并扼要說明理由。 8. 圖示凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件推程運(yùn)動(dòng)線圖是由哪兩種常用的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合 而成？并指出有無沖擊。如果有沖擊，哪些位置上有何種沖擊？從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式 為停「升-停。 9. 在直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，若凸輪作順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件向上移 動(dòng)為工作行程，則凸輪的軸心應(yīng)相對(duì)從動(dòng)件導(dǎo)路向左偏置還是向右偏置為好？為 什么？若偏置得太多會(huì)有什么問題產(chǎn)生？ 10. 當(dāng)設(shè)計(jì)直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪廓線時(shí)，若機(jī)構(gòu)的最大壓

15、力角超 過了許用值，試問可采用哪幾種措施來減小最大壓力角或增大許用壓力角？ 11. 在圖示直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪轉(zhuǎn)向如圖所示。試寫出該 位置時(shí)從動(dòng)件 壓力角計(jì)算公式，并說明從動(dòng)件相對(duì)凸輪軸心的配置是否合理， 為什么？ a) b) 12. 有一對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件偏心圓凸輪機(jī)構(gòu)， 0為凸輪幾何中心，O為凸 輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心，直線Ad BD 00=0A/2圓盤半徑R=60mm ⑴ 根據(jù)圖a及上述條件確定基圓半徑r。、行程h, C點(diǎn)壓力角a c和 D點(diǎn)接 觸時(shí)的位移hD、壓力角a Do (2) 若偏心圓凸輪幾何尺寸不變，僅將從動(dòng)件由尖頂改為滾子，見圖 b,滾 子半徑rr=10

16、mm試問上述參數(shù)r。，h, a c, hD, a d有否改變？如認(rèn)為沒有改變 需明確回答，但可不必計(jì)算數(shù)值；如有改變也需明確回答，并計(jì)算其數(shù)值。 13. 有一對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，為改善從動(dòng)件尖端的磨損情況， 將其尖端改為滾子，仍使用原來的凸輪，這時(shí)該凸輪機(jī)構(gòu)中從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有 無變化？簡述理由。 (3) 當(dāng)原從動(dòng)件主動(dòng)時(shí)，機(jī)構(gòu)的最大壓力角出現(xiàn)在哪一點(diǎn)？ (4) 當(dāng)以凸輪為主動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？如何改進(jìn)？ 14. 圖示一偏置尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪 1的廓線為漸開線，凸輪以 3 i=10rad/s，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，圖中偏心距 6=基圓半徑R)=20mm B點(diǎn)向徑R

17、=50mm 試問： (1) 從動(dòng)件 2 在圖示位置的速度 V2 ; (2) 從動(dòng)件2向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是 運(yùn)動(dòng)規(guī)律； (3) 凸輪機(jī)構(gòu)在圖示位置的壓力角 [.； ; (4) 如把尖頂從動(dòng)件尖端B處改為平底(—于構(gòu)件2),則從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是 否改變？為什么？ 15. 圖示為一偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪為偏心圓盤。其直徑 D=42mm滾子半徑r r=5mryi偏距e=6mm試： (1)確定基圓半徑，并畫出基圓; (2) 畫出凸輪的理論輪廓曲線； (3) 求出從動(dòng)件的行程h； (4) 確定從動(dòng)件的推程運(yùn)動(dòng)角 ①及回程運(yùn)動(dòng)角①’； (5) 說明該機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)中有無失真現(xiàn)象，為什么？