《机械基础》常用机构（3）（讲义）安徽省加工制造考点讲练测

编写说明：《加工制造类专业考点讲练测》专辑，是依据《安徽省普通高校对口招生考试加工制造类专业课考试纲要》编写的。紧密围绕加工制造类专业课考纲所涉及的三门高考课程的25个考点，精心编撰了58套讲练测。每套讲练测的内容均涵盖考点解读、思维导图、知识梳理、概念回顾、概念强化题、高考真题或高考模拟题、课堂练习、课堂小结以及课后测验等九个环节。 本讲属于《加工制造类专业考点讲练测》的第9套，包含讲义、课件以及课后自测这三个教学文件，且与之配套使用的还有安徽省《加工制造类考纲百套卷》。欢迎各位老师下载使用，并敬请给予宝贵建议。 安徽省《加工制造类考点讲练测》 【机械基础】 9.常用机构（3） 讲义 [考纲要求] 1．凸轮机构的组成、特点及分类 (识记） 2．凸轮机构的应用（理解） 3．凸轮机构的有关参数（理解） [思维导图] [知识梳理] 一、凸轮机构的组成和特点 1.凸轮是一个具有曲线轮的构件,一般为主动件,做等速回转运动或往复移动。 2.从动件是与凸轮轮接触的构件，在凸轮轮的控制下按预定的运动规律做往复直线运动或摆动， 3.凸轮与从动件的关系:从动件的运动规律取决于凸轮的轮廓曲线。 4.凸轮机构的特点 (1)优点:通过凸轮轮廊曲线可以使从动件实现任意给定的运动规律,且结构简单、凑、工作可靠。 (2)缺点:凸轮与从动件之间为点或线高副接触，不易润滑,容易磨损。 二、凸轮机构的基本类型 1.按凸轮的形状分 (1)盘形凸轮是一个绕固定轴转动且径向尺寸变化的盘形构件，当凸轮绕团定轴转动时,可使从动杆在垂直于凸轮轴的平面内运动，从动杆的行程较短实例:内燃机配气机构(直动)绕线机(摆动)。 (2)移动凸轮:当盘形凸轮的径向尺寸趋向于无穷大时,即转轴在无穷远处时就变成移动凸轮,凸轮相对机架做往复直线移动,推动从动杆得到预定要求的运动。实例:车床仿形机构。 (3)圆柱凸轮指凸轮为一圆柱体,可看成是绕卷在圆柱体上的移动凸轮。曲线轮席可以开在圆柱体的端面，也可以在圆柱面上开出曲线凹槽。它是一种空间凸轮,从动杆的行程较大，实例:自动车床横刀架进给机构(摆动)。 (4)圆锥凸轮:在圆维表面上制成合平要求的封闭曲线槽,使从动杆沿一倾斜导轨移动。 2.按从动杆的运动方式分: (1)移动(直动)从动杆凸轮机构; (2)摆动从动杆凸轮机构 3.按从动杆的端部结构形式分 (1)尖顶式从动杆:对于尖顶式从动杆,其从动杆做成尖顶与凸轮轮廓接触。其构造简单、动作灵敏,但从动杆和凸轮轮廓容易磨损,适用于低速、传力小、动作要求灵敏的场合,如用于仅表机构中。 (2)滚子式从动杆的顶端装有滚子。由于子与凸轮之间为滚动摩擦,所以凸轮接触摩擦阻力小,解决了凸轮机构磨损过快的问题,故可用来传递较大的动力。 (3)平底从动杆:对于平底式从动杆，其从动杆顶端做成较大的平底与凸轮接触。它的优点是凸轮对推杆的作用力始终垂直于推杆的底边,故受力比较平稳,而且凸轮与底面接触面较大,容易形成油膜,减少了摩擦,但灵敏性较差 三、凸轮机构的应用 1.内燃机配气机构。当凸轮转动时,依靠凸轮的轮廓,使从动件(气门)向下移动打开气门,借助弹簧的作用力关闭,实现按预定时间打开或关闭气门,控制可燃物质进人气缸或废气的排出,完成内燃机的配气动作。 2.自动车床横刀架进给机构。当凸轮转动时,假靠凸轮的轮廊可使从动杆做往复摆动。从动杆上装有扇形齿轮,通过它可带动横刀架完成进刀和退刀的动作。 3.车床仿形机构。移动凸轮可使从动杆沿凸轮轮运动,带动刀架进退,完成与凸轮轮廓曲线相同的工件外形的加工。 4.绕线机。拯动手柄使轴转动,同时使固连于轴上的蜗杆和线轴一起转动:通过蜗杆与蜗轮减速带动凸轮缓慢转动,靠凸轮轮廓与从动杆(摆杆)上尖顶A之间的接触,推动从动杆绕B点摆动,其部拨叉使导线均匀地绕在线轴上。 四、凸轮机构的有关参数 1.基圆半径:以凸轮轮廊的最小半径”(从动件对应最低点到转动中心的距离)所作的圆称为基圆,"称为基圆半径。 2.行程:从动件的最大升距称为行程,用h表示。 (1)推(升)程指从动件从最低位置被推到最高位置 (2)四(降)程指从动件由最高位置回到最低位置 3.转角:凸轮对应各行程转过的角度。 (1)推程角:推程时,凸轮对应的转角品称为推程角。 (2)远体止角:从动件在最高位置体止时,凸轮对应的转角品称为远休止角。 (3)回程角:回程时,凸轮对应的转角&称为回程角。 (4)近休止角:从动件在最低位置体止时,凸轮对应的转角品称为近休止角。五、凸轮机构从动件的运动规律 1.等速运动规律 (1)当凸轮微等角速度旋转时,从动件上升或下降的速度为一常数,这种运动规律称为等速运动规律。(2)位移线图(s-曲线) 从动件推程做等速上升运动的位移曲线是一条向上的斜直线;从动件在回程时的位移曲线是一条向下的斜直线 (3)等速运动凸轮机构的工作特点:在运动开始和终止时,从动件的速度从零突然增大到v或由突然减为零,理论上的加速度为无穷大,从动件将产生很大的惯性力,使凸轮机构受到很大冲击,这种冲击称为刚性冲击。该机构只适用于低速转动和从动件质量不大的场合。 2.等加速、等减速运动规律(1)当凸轮傲等角速度旋转时,从动件在升程(或回程)的前半程做等加速运动,后半程做等减速运动这种运动规律称为等加速、等减速运动规律。 (2)位移线图(s-曲线) 六、盘形凸轮轮廓曲线的绘制 1.作图原理 反转法:假设凸轮静止不动,则推杆相对于凸轮做反转运动,其尖顶轨迹就是所求的凸轮轮廓线， 2.作图方法 (1)选取适当的比例尺作位移线图和基圆， (2)分别作位移线图和基圆的等分点,保持等分角度一致。 (3)沿导路方向量取位移线图各点的位移量,并在装圆相应的等分点处找到对应的位置点。 (4)光滑连接备点,形成曲线。 [师生互动] 1.简述凸轮机构的组成。 【答案】1.凸轮是一个具有曲线轮的构件,一般为主动件,做等速回转运动或往复移动。 2.从动件是与凸轮轮接触的构件，在凸轮轮的控制下按预定的运动规律做往复直线运动或摆动， 3.凸轮与从动件的关系:从动件的运动规律取决于凸轮的轮廓曲线。 2.凸轮机构有什么特点？ 【答案】(1)优点:通过凸轮轮廊曲线可以使从动件实现任意给定的运动规律,且结构简单、凑、工作可靠。 (2)缺点:凸轮与从动件之间为点或线高副接触，不易润滑,容易磨损。 3.按从动杆的端部结构形式分，凸轮机构有哪些类型？ 【答案】 (1) 尖顶式从动杆:对于尖顶式从动杆,其从动杆做成尖顶与凸轮轮廓接触。 (2) 滚子式从动杆的顶端装有滚子。 (3) 平底从动杆:对于平底式从动杆，其从动杆顶端做成较大的平底与凸轮接触。 4.解释什么是凸轮机构中的行程？ 【答案】行程:从动件的最大升距称为行程,用h表示。 (1)推(升)程指从动件从最低位置被推到最高位置 (2)四(降)程指从动件由最高位置回到最低位置 5.简述盘型凸轮轮廓线作图方法。 【答案】(1)选取适当的比例尺作位移线图和基圆， (2)分别作位移线图和基圆的等分点,保持等分角度一致。 (3)沿导路方向量取位移线图各点的位移量,并在装圆相应的等分点处找到对应的位置点。 (4)光滑连接备点,形成曲线。 [概念强化] 1.（单项选择题）通常情况下,凸轮机构中的主动件是（ ） A. 滚子 B. 机架 C. 凸轮 D.刀架 【答案】C 2、（单项选择题）凸轮机构与铰链四杆机构不同,它属于（ ）副机构。 A. 低 B.高 C. 转动 D. 滚动 【答案】B 3、（单项选择题）与连杆机构相比,凸轮机构的最大缺点是（ ） A.惯性力难以平衡 B. 点接触、易磨损 C.设计较为复杂 D. 不能实现间歇运动 【答案】B 4、（填空题）从动件按等加速、等减速规律运动的凸轮机构存在_______冲击。 【答案】柔性 5.（填空题）凸轮机构由________、_________和机架组成。 【答案】凸轮 从动件 6.（简述与计算题）简述凸轮机构的分类 【答案】按凸轮的形状分:盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮、圆锥凸轮;按从动杆的运动方式分:移动从动杆凸轮机构、摆动从动杆凸轮机构;按从动杆的端部结构形式分:尖顶式从动杆、滚子式从动杆,平底式从动杆。 [高考模拟] 1.（单项选择题）凸轮机构从动件的运动规律取决于凸轮的（ ） A. 转速 B,轮廓曲线 C.形状 D.基圆半径 【答案】B 2.（单项选择题 ）( )属于凸轮机构的应用。 A.内燃机配气机构 B.剪刀机 C.缝纫机的踏板机构 D.碎石机 【答案】A 3.（单项选择题）绕线机属于( )凸轮机构的应用。 A. 盘形 B. 移动 C 圆柱 D. 圆锥 【答案】A 4. （单项选择题）从动杆的行程较大的凸轮机构是( ) A.盘形凸轮 B 移动凸轮 C.圆柱凸轮 D. 圆锥凸轮 【答案】C 5. （单项选择题）与凸轮接触面较大,受力比较平稳,易形成油膜,磨损较少的从动件端部形式是( )。 A.滚子式从动杆 B.尖顶式从动 C.摆动式从动杆 D.平底式从动杆 【答案】D 6.（单项选择题）等加速、等减速运动的凸轮机构,其对应的位移曲线是( )。 A. 斜直线 B.抛物线 C. 正弦曲线 D. 双曲线 【答案】B 7.（单项选择题）按等速运动规律工作的凸轮机构( ) A.会产生刚性冲击 B.会产生柔性冲击 C.不会产生冲击 D.适用于凸轮做高速传动的场合 【答案】A 8.（单项选择题）凸轮机构能够实现的运动形式为( ) A.两种移动间的转换 B.转动与移动间的转换 C.转动与摆动间的转换 D.上述运动转换都能实现 【答案】D 9.（单项选择题）( )从动件的行程不能太大。 A.盘形凸轮机构 B.圆锥凸轮机构 C.移动凸轮机构 D.圆柱凸轮机构 【答案】A 10.（填空题）凸轮机构主要由_____、从动件和______三个基本构件所组成。 【答案】凸轮、机架 11.（填空题）凸轮机构一般以_____为主动件,凸轮轮廓曲线是根据_____运动规律设计的。 【答案】凸轮 从动件 12.（填空题）凸轮的轮廓曲线都是按完成一定_____的而进行选择的。 【答案】运动规律 13. (作图题）试画出尖顶式对心移动从动件盘形凸轮的轮廓曲线。已知盘形凸轮顺时针转动,尖顶从动件的中心线通过凸轮中心,基圆半径r=20 mm,从动件的运动规律如下表: 【答案】 [课堂练习] 1.(单项选择题）凸轮的压力角与基圆半径的关系是（ ） A. 基圆半径变大,压力角变小 B. 基圆半径变大,压力角变大 C. 基圆半径变大,压力角可能变大也可能变小 D. 基圆半径大小变化,压力角不变。 【答案】A 2.(单项选择题）（ ）的从动杆行程不能过大。 A.盘形凸轮机构 B.移动凸轮机构 C.圆柱凸轮机构 D.以上机构 【答案】A 3.(单项选择题）下列机构中属于盘形凸轮机构的是（ ） A.内燃机配气机构 B.自动送料机构 C.车床仿形机构 D.以上机构均是 【答案】A 4.（填空题）以凸轮的最小半径所作的圆称为_________。 【答案】基圆 5.（填空题）凸轮机构中,凸轮的基圆半径愈________.压力角愈_________，·传动性能愈好。 【答案】大 小 6.（简述与计算题）简述凸轮机构的组成和特点。 【答案】1.凸轮是一个具有曲线轮的构件,一般为主动件,做等速回转运动或往复移动。 2.从动件是与凸轮轮接触的构件，在凸轮轮的控制下按预定的运动规律做往复直线运动或摆动， 3.凸轮与从动件的关系:从动件的运动规律取决于凸轮的轮廓曲线。 凸轮机构的特点(1)优点:通过凸轮轮廊曲线可以使从动件实现任意给定的运动规律,且结构简单、凑、工作可靠。(2)缺点:凸轮与从动件之间为点或线高副接触，不易润滑,容易磨损。 [课堂小结] 1、 凸轮机构的组成和特点 2、 基本类型 1、 按形状分 2、 按从动杆的运动方式分 3、 按端部结构分 3、 应用 4、 有关参数 5、 从动件的运动规律 学科网（北京）股份有限公司 $$