第25练 凸轮机构-江苏省机电类专业综合《机械基础考点同步练》

江苏省 机电类专业综合编写说明：《机械基础考点同步练》严格依据《江苏省中职职教高考专业综合理论考试大纲》（2025版新考纲）编写，全面考查学生基础知识与核心技能。考点精准覆盖，每个试卷的核心考点均源自考纲，确保复习内容不偏离考试方向，实现精准复习，旨在科学评估教学成效，有效促进学生发展。 《机械基础》 第25练 凸轮机构 考试时间60分钟 满分100分 班级 姓名 学号 成绩 考点定位 2.2.3 凸轮机构 2.2.3.1了解凸轮机构的组成、特点、分类和应用。 2.2.3.2 熟悉凸轮机构从动件的常用运动规律、特点、应用场。 2.2.3.3 掌握移动从动件盘形凸轮机构的压力角、基圆半径滚子半径、行程等基本参数的标注方法。 2.2.3.4了解凸轮的结构、常用材料。 一. 判断题(本大题共10小题，每小题2分，共20分。下列每小题表述正确的，在答题卡上将 对应题号A 选项的方框涂满、涂黑，表述错误的将B 选项的方框涂满、涂黑) 1. 凸轮机构是一种低副机构，能实现复杂的运动规律。( ) 2. 平底从动件盘形凸轮机构的压力角始终为零。( ) 3. 滚子从动件的滚子半径必须小于凸轮理论廓线的最小曲率半径。( ) 4. 基圆半径是指凸轮转动中心到理论廓线最近点的距离。( ) 5. 等速运动规律在行程起点和终点存在刚性冲击。( ) 6. 凸轮机构只能将凸轮的连续转动转换为从动件的往复移动。( ) 7. 等加速等减速运动规律在运动过程中不存在冲击。( ) 8. 移动从动件盘形凸轮机构的行程，等于从动件尖端距凸轮回转中心的最远与最近距离之差。( ) 9. 凸轮常用材料一般只需满足一般的结构强度要求即可。( ) 10. 圆柱凸轮属于空间凸轮机构，从动件可作空间运动。( ) 二. 单项选择题(本大题共12小题，每小题3分，共36分。在下列每小题中，选出一个正确答案，将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑) 1. 凸轮机构中，将凸轮的连续转动或移动转化为从动件特定规律运动的构件是什么？( ) A. 从动件 B. 机架 C. 凸轮 D. 滚子 2. 以下哪种运动规律在行程的起点、中点和终点均存在柔性冲击？( ) A. 等速运动规律 B. 等加速等减速运动规律 C. 余弦加速度运动规律 D. 正弦加速度运动规律 3. 设计滚子从动件盘形凸轮机构时，若发现实际廓线出现交叉，最有效的解决方法是什么？( ) A. 增大基圆半径 B. 减小滚子半径 C. 减小行程 D. 改变运动规律 4. 对于移动从动件盘形凸轮机构，压力角是指什么？( ) A. 凸轮轮廓上某点的切线与从动件速度方向的夹角 B. 凸轮轮廓上某点的法线与从动件受力方向的夹角 C. 凸轮轮廓上某点的法线与从动件速度方向所夹的锐角 D. 凸轮轮廓上某点的切线与从动件受力方向的夹角 5. 要求凸轮机构传动轻便、效率高，且高速运行时平稳无冲击，从动件应选用什么运动规律？( ) A. 等速 B.等加速等减速 C. 余弦加速度 D. 正弦加速度 6. 凸轮轴上用于定位和传递扭矩的凸轮，其结构通常采用什么？( ) A. 整体式 B. 镶块式 C. 组合式 D. 弹性凸轮 7. 当凸轮机构的压力角过大时，会导致什么？( ) A. 机构自锁 B. 从动件运动失真 C. 凸轮轮廓变陡 D. 基圆半径变小 8. 在标注盘形凸轮机构的简图中，必须标注的基本参数是什么？( ) A. 凸轮厚度 B. 从动件长度 C. 基圆半径 D. 凸轮轴径 9. 内燃机配气机构中的凸轮，主要失效形式是什么？( ) A. 塑性变形 B. 疲劳断裂 C. 过度磨损和点蚀 D. 腐蚀 10. 以下关于凸轮机构特点的描述，错误的是什么？( ) A. 结构简单紧凑 B. 可实现任意预期运动 C. 承载能力大，耐冲击 D. 高副接触，易磨损 11. 对于受力不大、低速的仪器仪表中的凸轮，常用的材料是什么？( ) A. 45钢调质 B. 20Cr渗碳淬火 C. 塑料或尼龙 D. QT600-3 12. 在凸轮机构运动循环中，从动件远离凸轮回转中心的行程称什么？( ) A. 推程 B. 回程 C. 远休止 D. 近休止 三. 填空题(本大题共14小题20空，每空1分，共20分) 1. 凸轮机构主要由______、______和机架三个基本构件组成。 2. 按凸轮形状分类，常见的有______凸轮、______凸轮和圆柱凸轮。 3. 从动件的常见形式有尖顶式、______和______。 4. 凸轮机构中，从动件的最大位移称为______。 5. 凸轮轮廓曲线与从动件接触点处的公法线方向，与从动件在该点______方向之间所夹的锐角，称为压力角。 6. 为避免运动失真并减小磨损，滚子半径必须______凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径。 7. 对于移动从动件盘形凸轮机构，当其他条件不变时，增大基圆半径会使压力角______。 8. 在等速运动规律的位移曲线中，推程段是一条______线。 9. 从动件在推程或回程结束后，在一段时间内静止不动的阶段，称为______阶段。 10. 凸轮机构中，从动件与凸轮轮廓之间通过______或______接触，因此属于高副机构。 11. 制造凸轮的常用材料，对于一般场合常采用______钢，并进行表面淬火处理。 12. 设计凸轮轮廓曲线时，其依据是所要求的从动件______规律和凸轮的______方向。 13. 对于受力较大、高速重要的凸轮，可采用______钢或______钢制造，并进行渗碳淬火处理。 14. 在凸轮机构运动线图中，描述从动件速度、加速度随时间或凸轮转角变化规律的曲线，分别称为______曲线和______曲线。 四. 问答题(本大题共4小题，共24分) 1. (共6分)简述凸轮机构的组成、特点及应用场合。 2.(共6分)比较等速运动规律、等加速等减速运动规律和正弦加速度运动规律的特点及适用场合。 3. (共6分)什么是凸轮机构的压力角？其对机构性能有何影响？设计时如何考虑。 4. (共6分)说明移动从动件盘形凸轮机构中，基圆半径、滚子半径和压力角三者之间的关系，以及在设计时如何选择和确定这些参数。 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省 机电类专业综合编写说明：《机械基础考点同步练》严格依据《江苏省中职职教高考专业综合理论考试大纲》（2025版新考纲）编写，全面考查学生基础知识与核心技能。考点精准覆盖，每个试卷的核心考点均源自考纲，确保复习内容不偏离考试方向，实现精准复习，旨在科学评估教学成效，有效促进学生发展。 《机械基础》 第25练 凸轮机构 考试时间60分钟 满分100分 班级 姓名 学号 成绩 考点定位 2.2.3 凸轮机构 2.2.3.1了解凸轮机构的组成、特点、分类和应用。 2.2.3.2 熟悉凸轮机构从动件的常用运动规律、特点、应用场。 2.2.3.3 掌握移动从动件盘形凸轮机构的压力角、基圆半径滚子半径、行程等基本参数的标注方法。 2.2.3.4了解凸轮的结构、常用材料。 一. 判断题(本大题共10小题，每小题2分，共20分。下列每小题表述正确的，在答题卡上将 对应题号A 选项的方框涂满、涂黑，表述错误的将B 选项的方框涂满、涂黑) 1. 凸轮机构是一种低副机构，能实现复杂的运动规律。( ) 【答案】B 【答案】凸轮机构是高副机构，由凸轮、从动件和机架组成，确实能实现复杂的运动规律。2. 平底从动件盘形凸轮机构的压力角始终为零。( ) 【答案】B 【解析】平底从动件在平底与凸轮接触点公法线始终垂直于平底导路方向时，压力角始终为零，但若导路方向与平底不垂直，则不一定。 3. 滚子从动件的滚子半径必须小于凸轮理论廓线的最小曲率半径。( ) 【答案】A 【解析】若滚子半径大于或等于理论廓线最小曲率半径，会导致实际廓线出现交叉或过度切割，从而产生运动失真。 4. 基圆半径是指凸轮转动中心到理论廓线最近点的距离。( ) 【答案】B 【解析】基圆半径是指凸轮转动中心到理论廓线最远点的距离，是设计凸轮的起始尺寸。 5. 等速运动规律在行程起点和终点存在刚性冲击。( ) 【答案】A 【解析】等速运动规律的加速度在起点和终点理论上为无穷大，会产生刚性冲击，适用于低速轻载场合。 6. 凸轮机构只能将凸轮的连续转动转换为从动件的往复移动。( ) 【答案】B 【解析】凸轮机构可实现连续转动与往复移动或摆动的转换，从动件运动形式取决于机构类型。 7. 等加速等减速运动规律在运动过程中不存在冲击。( ) 【答案】B 【解析】 等加速等减速运动规律在加速度突变点（如行程中点、起点、终点）存在柔性冲击，适用于中速场合。 8. 移动从动件盘形凸轮机构的行程，等于从动件尖端距凸轮回转中心的最远与最近距离之差。( ) 【答案】A 【解析】行程（h）是从动件的最大移动距离，对于对心尖顶移动从动件，确实等于最大向径与最小向径（基圆半径）之差。 9. 凸轮常用材料一般只需满足一般的结构强度要求即可。( ) 【答案】B 【解析】凸轮常承受冲击和磨损，除强度外，还需良好的耐磨性和足够的表面硬度，常用中碳钢、合金钢等。 10. 圆柱凸轮属于空间凸轮机构，从动件可作空间运动。( ) 【答案】A 【解析】圆柱凸轮的轮廓曲线位于圆柱面上，属于空间凸轮机构，从动件运动平面与凸轮轴线平行或成一定角度。 二. 单项选择题(本大题共12小题，每小题3分，共36分。在下列每小题中，选出一个正确答案，将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑) 1. 凸轮机构中，将凸轮的连续转动或移动转化为从动件特定规律运动的构件是什么？( ) A. 从动件 B. 机架 C. 凸轮 D. 滚子 【答案】C 【解析】凸轮是具有特定轮廓曲线的主动件，直接决定了从动件的运动规律。 2. 以下哪种运动规律在行程的起点、中点和终点均存在柔性冲击？( ) A. 等速运动规律 B. 等加速等减速运动规律 C. 余弦加速度运动规律 D. 正弦加速度运动规律 【答案】C 【解析】余弦加速度（简谐）运动规律在起点和终点加速度有突变，存在柔性冲击；等加速等减速在中点、起点、终点有柔性冲击；正弦加速度无冲击。 3. 设计滚子从动件盘形凸轮机构时，若发现实际廓线出现交叉，最有效的解决方法是什么？( ) A. 增大基圆半径 B. 减小滚子半径 C. 减小行程 D. 改变运动规律 【答案】B 【解析】实际廓线交叉是因滚子半径大于理论廓线最小曲率半径，直接有效的解决方法是减小滚子半径。增大基圆半径是根本的预防措施。 4. 对于移动从动件盘形凸轮机构，压力角是指什么？( ) A. 凸轮轮廓上某点的切线与从动件速度方向的夹角 B. 凸轮轮廓上某点的法线与从动件受力方向的夹角 C. 凸轮轮廓上某点的法线与从动件速度方向所夹的锐角 D. 凸轮轮廓上某点的切线与从动件受力方向的夹角 【答案】C 【解析】压力角定义为从动件受力方向（接触点公法线方向）与速度方向所夹的锐角，是衡量机构传力性能的关键参数。 5. 要求凸轮机构传动轻便、效率高，且高速运行时平稳无冲击，从动件应选用什么运动规律？( ) A. 等速 B.等加速等减速 C. 余弦加速度 D. 正弦加速度 【答案】D 【解析】正弦加速度（摆线）运动规律的加速度曲线连续、无突变，因此无任何冲击，适用于高速重载场合。 6. 凸轮轴上用于定位和传递扭矩的凸轮，其结构通常采用什么？( ) A. 整体式 B. 镶块式 C. 组合式 D. 弹性凸轮 【答案】A 【解析】整体式凸轮结构简单，刚性好，最常用。镶块式和组合式常用于需要调整或更换轮廓的场合。 7. 当凸轮机构的压力角过大时，会导致什么？( ) A. 机构自锁 B. 从动件运动失真 C. 凸轮轮廓变陡 D. 基圆半径变小 【答案】A 【解析】压力角过大，有效驱动力分量减小，有害分力（侧压力）增大，摩擦加剧，当压力角超过许用值时会发生自锁。 8. 在标注盘形凸轮机构的简图中，必须标注的基本参数是什么？( ) A. 凸轮厚度 B. 从动件长度 C. 基圆半径 D. 凸轮轴径 【答案】C 【解析】基圆半径是决定凸轮轮廓大小和机构基本性能（如压力角）的核心设计参数，必须在图中标出。 9. 内燃机配气机构中的凸轮，主要失效形式是什么？( ) A. 塑性变形 B. 疲劳断裂 C. 过度磨损和点蚀 D. 腐蚀 【答案】C 【解析】内燃机凸轮转速高、载荷大，与从动件（气门挺杆）为高副接触，主要失效形式是表面磨损和接触疲劳（点蚀）。 10. 以下关于凸轮机构特点的描述，错误的是什么？( ) A. 结构简单紧凑 B. 可实现任意预期运动 C. 承载能力大，耐冲击 D. 高副接触，易磨损 【答案】C 【解析】凸轮机构为点或线接触的高副，接触应力大，承载能力相对较低，不耐冲击，这是其缺点之一。 11. 对于受力不大、低速的仪器仪表中的凸轮，常用的材料是什么？( ) A. 45钢调质 B. 20Cr渗碳淬火 C. 塑料或尼龙 D. QT600-3 【答案】C 【解析】塑料或尼龙重量轻、噪音小、耐腐蚀、易加工，且能满足低速轻载的工况要求，常用于仪器仪表。 12. 在凸轮机构运动循环中，从动件远离凸轮回转中心的行程称什么？( ) A. 推程 B. 回程 C. 远休止 D. 近休止 【答案】A 【解析】推程（工作行程）是从动件由离回转中心最近点向最远点运动的过程；回程则相反。 三. 填空题(本大题共14小题20空，每空1分，共20分) 1. 凸轮机构主要由______、______和机架三个基本构件组成。 【答案】凸轮；从动件 【解析】此为凸轮机构的三要素。 2. 按凸轮形状分类，常见的有______凸轮、______凸轮和圆柱凸轮。 【答案】盘形；移动 【解析】盘形凸轮和移动凸轮属于平面凸轮，圆柱凸轮属于空间凸轮。 3. 从动件的常见形式有尖顶式、______和______。 【答案】滚子式；平底式 【解析】滚子式耐磨，平底式受力好、效率高，尖顶式结构简单。 4. 凸轮机构中，从动件的最大位移称为______。 【答案】行程 【解析】行程（h）是从动件在推程或回程中的最大移动距离，是基本参数。 5. 凸轮轮廓曲线与从动件接触点处的公法线方向，与从动件在该点______方向之间所夹的锐角，称为压力角。 【答案】速度 【解析】此为正确定义。压力角直接影响有效分力大小和传动效率。 6. 为避免运动失真并减小磨损，滚子半径必须______凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径。 【答案】小于 【解析】滚子半径若大于最小曲率半径，会使实际廓线变尖或交叉，导致运动失真。 7. 对于移动从动件盘形凸轮机构，当其他条件不变时，增大基圆半径会使压力角______。 【答案】减小 【解析】基圆半径增大，凸轮轮廓曲线趋于平缓，在相同行程下，压力角会减小，传力性能改善。 8. 在等速运动规律的位移曲线中，推程段是一条______线。 【答案】斜直 【解析】等速运动即速度恒定，位移是时间的线性函数，其曲线为斜直线。 9. 从动件在推程或回程结束后，在一段时间内静止不动的阶段，称为______阶段。 【答案】休止 【解析】分为远休止（在行程最远端静止）和近休止（在行程最近端静止）。 10. 凸轮机构中，从动件与凸轮轮廓之间通过______或______接触，因此属于高副机构。 【答案】点；线 【解析】尖顶、滚子式为点接触，平底式为线接触。高副接触易磨损但能实现复杂运动。 11. 制造凸轮的常用材料，对于一般场合常采用______钢，并进行表面淬火处理。 【答案】45（或中碳 【解析】45钢（中碳钢）经调质和表面淬火后，具有良好的综合力学性能和表面耐磨性。 12. 设计凸轮轮廓曲线时，其依据是所要求的从动件______规律和凸轮的______方向。 【答案】运动；转向 【解析】运动规律是核心设计依据，转向决定了轮廓曲线的走向。 13. 对于受力较大、高速重要的凸轮，可采用______钢或______钢制造，并进行渗碳淬火处理。 【答案】20Cr；40Cr（或其他合理合金钢） 【解析】合金渗碳钢（如20Cr）表面硬、心部韧；调质钢（如40Cr）综合性能好，适用于重载。 14. 在凸轮机构运动线图中，描述从动件速度、加速度随时间或凸轮转角变化规律的曲线，分别称为______曲线和______曲线。 【答案】速度；加速度 【解析】完整的运动线图包括位移、速度、加速度曲线，它们由所选运动规律决定。 四. 问答题(本大题共4小题，共24分) 1. (共6分)简述凸轮机构的组成、特点及应用场合。 【答案】 凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。其特点是结构简单紧凑，只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件获得任意预期的复杂运动规律，且响应快速。但是，由于凸轮与从动件之间为高副接触（点或线接触），容易磨损，承载能力有限，通常不适用于传递很大的动力。凸轮机构广泛应用于各种自动机械、内燃机、纺织机械、印刷机械、轻工机械以及控制系统中，例如内燃机的气门启闭控制、自动机床的进刀机构、录音机卷带装置等，主要实现运动规律的转换、程序控制或自动送料等功能。 2. (共6分)比较等速运动规律、等加速等减速运动规律和正弦加速度运动规律的特点及适用场合。 【答案】 等速运动规律在行程中速度恒定，但其在行程起点和终点加速度理论上为无穷大，会产生刚性冲击，对机构破坏力大，因此仅适用于低速、轻载且对运动平稳性要求不高的场合，如机床的进给机构。等加速等减速运动规律的速度曲线为折线，加速度曲线为水平线但在中点、起点和终点有突变，存在柔性冲击，冲击小于刚性冲击，综合了平稳性和效率，适用于中速、中载的场合，如发动机的配气机构。正弦加速度运动规律的速度和加速度曲线均连续光滑变化，无任何冲击，运动最平稳，但加速度最大值较大，适用于高速、重载和要求高平稳性的精密机械，如高速纺织机械、高速冲床等。 3. (共6分)什么是凸轮机构的压力角？其对机构性能有何影响？设计时如何考虑。 【答案】 凸轮机构的压力角是指从动件在与凸轮接触点处所受正压力方向（即接触点公法线方向）与从动件在该点速度方向所夹的锐角。压力角是影响机构传力性能的关键参数。压力角越大，驱动从动件运动的有效分力越小，而使从动件对导路侧压力增大的有害分力越大，从而导致摩擦力增大、传动效率降低。当压力角过大时，机构甚至会发生自锁而无法运动。因此，设计时必须对压力角进行限制，使其在任何位置都不超过许用值。通常，移动从动件的许用压力角推荐为30°，摆动从动件为45°。在设计初期，可以通过适当增大凸轮的基圆半径来有效减小最大压力角。 4. (共6分)说明移动从动件盘形凸轮机构中，基圆半径、滚子半径和压力角三者之间的关系，以及在设计时如何选择和确定这些参数。 【答案】 这三者关系密切，相互制约。基圆半径是根本参数：增大基圆半径，可以减小凸轮轮廓的曲率和倾斜度，从而直接降低机构的压力角，改善传力性能，但同时会使机构尺寸增大。滚子半径主要影响轮廓和工作可靠性：为保证运动不失真，滚子半径必须小于凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径；从强度和耐磨性考虑，滚子半径也不宜过小。压力角是核心性能指标，必须小于许用值。设计时，通常首先根据从动件的运动规律、结构和空间限制，初步确定一个尽可能小的基圆半径（以减小尺寸）。然后，利用图解法或解析法设计凸轮轮廓，并校核其最大压力角是否满足要求，若不满足则需增大基圆半径重新设计。最后，在满足运动不失真（滚子半径小于理论廓线最小曲率半径）和结构强度的前提下，合理选择滚子半径。整个过程是一个综合考虑性能、尺寸和可靠性的迭代优化过程。 学科网（北京）股份有限公司 $