凸轮练习题

一、填空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、_______凸轮和_______凸轮三种基本类型。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.凸轮机构从动杆等速运动的位移为一条_______线，从动杆等加速等减速运动的位移曲线为一条_______线。8.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。9.凸轮与从动件接触处的运动副属于_______。(a高副b转动副c移动副)二、判断1.凸轮机构广泛用于自动化机械中。(）2.圆柱凸轮机构中，凸轮与从动杆在同一平面或相互平行的平面内运动。(）3.平底从动杆不能用于具有内凹槽曲线的凸轮。(）4.凸轮机构的等加速等减速运动，是从动杆先作等加速上升，然后再作等减速下降完成的。(）5.凸轮压力角指凸轮轮廓上某点的受力方向和其运动速度方向之间的夹角。(）6.凸轮机构从动件的运动规律是可按要求任意拟订的。(）三、试在下列凸轮机构简图上标出图示位置的压力角α。a.平底偏置移动从动件盘形凸轮机构章作业4-1图示为一尖顶移动从动件盘形凸轮机构从动件的部分运动线图。试在图上补全各段的位移、速度及加速度曲线，并指出在哪些位置会出现刚性冲击？哪些位置会出现柔性冲击？4-2设计一偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构。已知凸轮以等角速度ω顺时针转动，基圆半径r0＝50mm，滚子半径rT＝10mm，凸轮回转中心偏于从动件轴线右侧，偏距e＝10mm。从动件运动规律如下：Ф=1200，ФS=300，Ф'=1500，ФS=600，从动件在推程中以简谐运动规律上升30mm；回程中从动件以等加等减速运动规律返回原处。4-3设计一对心移动平底从动件盘形凸轮机构。已知基因半径r0＝50mm，从动件平底与导路中心线垂直，凸轮顺时针等速转动。从动件运动规律如下：Ф=1200，ФS=00，Ф'=1500，ФS=900，从动件在推程中以简谐运动规律上升30mm；回程从动件也以简谐运动规律返回原处。4-4设计一摆动滚子从动件盘形凸轮机构。如图所示，已知摆杆AB在起始位置时垂直于OB，lOB＝40mm，lAB＝80mm，滚子半径rT=10mm。凸轮以等角速度ω顺时针转动。从动件运动规律如下：Ф=1800，ФS=00，Ф'=1500，ФS=300，从动件在推程中以摆线运动规律向上摆动300；从动件在回程中又以摆线运动规律返回原处。4-5设计一摆动平底从动件盘形凸轮机构。凸轮回转方向和从动件初始位置如图所示。已知lOA=85mm，rb=40mm。从动件运动规律如下：Ф=1800，ФS=00，Ф'=1500，ФS=300，从动件在推程中以间谐运动规律顺时针摆动200；从动件在回程中以等加速等减速运动规律返回原处。4-6如图所示的对心移动滚子从动件盘形凸轮机构中，已知凸轮的实际廓线为—圆，其圆心在A点，回转方向如图所示。R=40mm，lOA=25mm，rT=10mm。试求：（1）凸轮的理论廓线；（2）凸轮的基圆半径rb；（3）从动件的升程h；（4）推程中的最大压力角αmax；（5）若凸轮实际廓线不变，而将滚子半径改为15mm，从动件的运动规律有无变化？4-7如图所示摆动滚子从动件凸轮机构中，已知凸轮的实际廓线为—圆，其圆心在A点，回转方向如图所示。R=40mm，lOA=25mm，lOB=80mm，lBC=60mm，rT=10mm。D、E为凸轮与滚子的两个接触点。试求：（1）从D点接触到E点接触凸轮所转过的角度φ；（2）E点接触时，凸轮机构的压力角α；（3）从D点接触到E点接触从动件的角位移ψ；（4）找出推程中出现最大压力角αmax的机构位置，并标注αmax。思考题及练习题1.试比较尖端、滚子和平底从动件的优缺点及其应用场合。2.在等加速等减速运动规律中，是否可以只有等加速而无等减速？3.选择从动件运动规律应考虑哪些方面的问题?4.什么叫刚性冲击，如何避免刚性冲击?何谓凸轮机构传动中的柔性冲击?5.何谓反转法?6.基圆半径是否一定是凸轮实际轮廓曲线的最小向径?7.在选取滚子半径和基圆半径的尺寸时，应当注意哪些问题?8.何谓凸轮机构的压力角？设计时，为什么要控制压力角的最大值?9.凸轮轮廓线曲率半径ρa，理论轮廓线曲率半径ρ和滚子半径rs有何关系?10.何谓凸轮工作廓线的变尖现象和推杆运动的失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以避免?11.在图示凸轮机构中，哪个是正偏置？哪个是负偏重？说明偏置方向对凸轮机构压力角有何影响?题11图12.试标出上题图a在图示位置时凸轮机构的压力角，凸轮从图示位置转过90°后推杆的位移。并标出上题图b推杆从图示位置升高位移S时，凸轮的转角和凸轮机构压力角。13.有一滚子推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推杆滚子的直径偏小，欲改用较大的滚子，问是否可行？为什么?14.有一对心直动推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推程压力角稍偏大，拟采用推开偏置的办法来改善，问是否可行？为什么?15.力封闭与几何形状封闭凸轮机构许用压力角的确定是否—样？为什么?16.设计一直动滚子从动件盘状凸轮1已知凸轮顺时针匀速回转。从动件的运动规律为：当凸轮转过120°时，从动件以等加速等减速运动规律上升20mm；当凸轮继续回转60°时，从动件在最高位置停留不动；当凸轮再转90°时，从动件以等加速等减速运动规律下降到初始位置；当凸轮再转其余90°时，从动件停留不动。取基圆半径r0＝50mm，滚子半径rs＝10mm，并要求滚子中心沿凸轮中心的直线运动。试设计此凸轮轮廓。17.欲设计如图所示的直动推杆滚子盘形凸轮机构，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=10mm,rT=5mm。试求：1)选定凸轮的转向ω,并简要说明选定的原因；2)用反转法画出当凸轮转角φ=0°～90°时凸轮的工作廓线（画图的分度要求小于15°）；3)在图上标注出φ1=45°时凸轮机构的压力角α。题17图18.图所示为一摆动平底推杆盘形凸轮机构（m1=0.001m/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φo及推杆的角位移ψo；2)推杆的最大角位移ψmax及凸轮的推程运动角φ；3)凸轮从初始位置回转90°时，推杆的角位移ψ90；题18图19.对于直动推杆盘形凸轮机构,已知推程时凸轮的转角φ=π/2,行程h=50mm,求当凸轮转动角速度ω=10rad/s时,等加速等减速和正弦加速度这两种常用的基本运动规律的最大速度vmax、最大加速度amax以及所对应的凸轮转角。20.在移动从动件盘形凸轮机构中,已知：h=20mm，φ=50°，e=20mm，许用压力角[α]=45°，试计算推程为简谐运动规律时的最佳基圆半径romin。（提示：，下标表示的有关数值）21.根据图示已知条件作出从动件与凸轮在B点接触时的压力角和从动件的位移SB或ψB。题21图22.试用解析法求一对心直动平底从动件盘形凸轮机构的凸轮轮廓。已知该凸轮以等角速度逆时针方向转动：f=180°，fs=90°，f′=90°；从动件的行程h=25mm，基圆半径ro=50mm；从动件在推程段按余弦加速度运动规律上升，在回程段按等速运动规律返回。试以凸轮转动中心为坐标原点求解凸轮轮廓的坐标值(按凸轮转角的10°间隔计算)，并绘出凸轮轮廓（m1=0.002m/mm）。题22图23.图所示的凸轮为偏心圆盘（m1=0.001m/mm。圆心为O，半径R=30mm，偏心距LOA=10mm,rr=10mm,偏距e=10mm。试求（均在图上标出）：1)杆的行程h和凸轮的基圆半径ro；2)程运动角φ、远休止角φS、回程运动角φ,和近休止角φS′；3)最大压力角的数值及发生的位置；4)从B点接触到C点接触凸轮所转过的角度φo和推杆的位移s；5)C点接触时凸轮机构的压力角。题23图24.图示凸轮机构运动简图。试在图上画出：1）凸轮的理论廓线β；2）凸轮的基圆；3）图示位置机构的压力角α；4）凸轮由当前位置按w1方向转过90°时，从动件位移的增量S。题24图