第9章凸轮[1]机构及其设计I.填空题1凸轮机构中的压力角是________和________所夹的锐角。2凸轮机构中，使凸轮与从动件保持接触的方法有________和________两种。3在回程过程中，对凸轮机构的压力角加以限制的原因是________。4在推程过程中，对凸轮机构的压力角加以限制的原因是________。5在直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的理论廓线与实际廓线间的关系是________6凸轮机构中，从动件根据其端部结构型式，一般有________、________、________等三种型式。7设计滚子从动件盘形凸轮机构时，滚子中心的轨迹称为凸轮的________廓线；与滚子相包络的凸轮廓线称为________廓线。8盘形凸轮的基圆半径是________上距凸轮转动中心的最小向径。10从动件作等速运动的凸轮机构中，其位移线图是________线，速度线图是________线。11当初步设计直动尖顶从动件盘形凸轮机构中发现有自锁现象时，可采用________、________、________等办法来解决。12在设计滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线中，若出现________时，会发生从动件运动失真现象。此时，可采用________方法避免从动件的运动失真。13用图解法设计滚子从动件盘形凸轮轮廓时，在由理论轮廓曲线际轮廓曲线的过程中，若实际轮廓曲线出现尖点或交叉现象，则与________的选择有关。14在设计滚子从动件盘形凸轮机构时，选择滚子半径的条件是________。15在偏置直动从动件盘形凸轮机构中，当凸轮逆时针方向转动时，为减小机构压力角，应使从动件导路位置偏置于凸轮回转[2]中心的________侧。16平底从动件盘形凸轮机构中，凸轮基圆半径应由________来决定。17凸轮的基圆半径越小，则凸轮机构的压力角越________，而凸轮机构的尺寸越________18凸轮基圆半径的选择，需考虑到________、________，以及凸轮的实际廓线是否出现变尖和失真等因素。19当发现直动从动件盘形凸轮机构的压力角过大时，可采取：________，________等措施加以改进；当采用滚子从动件时，如发现凸轮实际廓线造成从动件运动规律失真，则应采取________，________等措施加以避免。20在许用压力角相同的条件下________从动件可以得到比________从动件更小的凸轮基圆半径或者说，当基圆半径相同时，从动件正确偏置可以________凸轮机构的推程压力角。21直动尖顶从动件盘形凸轮机构的压力角是指________；直动滚子从动件盘形凸轮机构的压力角是指过接触点的法向力与滚子中心速度方向所夹的锐角；而直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角等于________。22凸轮机构从动件的基本运动规律有________，________，________，________。其中________运动规律在行程始末位置有刚性冲击。23在凸轮机构几种基本的从动件运动规律中，________运动规律使凸轮机构产生刚性冲击________运动规律产生柔性冲击，________运动规律则没有冲击。24用作图法绘制直动从动件盘形凸轮廓线时，常采用________。即假设凸轮________，从动件________________的复合运动。25在对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构中，若凸轮基圆半径增大，则其压力角将________；在对心直动平底从动件盘形凸轮机构中，若凸轮基圆半径增大，则其压力角将________。26理论廓线全部外凸的直动从动件盘形凸轮机构中，滚子半径应取为________；若实际廓线出现尖点，是因为________；压力角对基圆的影响是________。27凸轮的基圆半径越小，则机构越________，但过于小的基圆半径会导致压力角________，从而使凸轮机构的传动性能变________。28凸轮机构从动件运动规律的选择原则为________________________________________。29直动从动件盘形凸轮的轮廓形状是由________________________________________________决定的。II.选择题1理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的运动规律________。(A)相同；(B)不相同。2对于转速较高的凸轮机构，为了减小冲击和振动，从动件运动规律最好采用________运动规律。(A)等速；(B)等加速等减速；(C)正弦加速度。3若从动件的运动规律选择为等加速等减速运动规律、简谐运动规律或正弦加速度运动规律，当把凸轮转速提高一倍时，从动件的加速度是原来的________倍。(A)1；(B)2；(C)4；(D)8。4凸轮机构中从动件作等加速等减速运动时将产生________冲击。它适用于________场合。(A)刚性；(B)柔性；(C)无刚性也无柔性；(D)低速；(E)中速；(F)高速。5若从动件的运动规律选择为等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律或正弦加速度运动规律，当把凸轮转速提高一倍时，从动件的速度是原来的B倍。(A)1；(B)2；(C)4。6设计偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构时，若推程和回程位移线图对称，则合理设计的凸轮轮廓曲线中，推程廓线比回程廓线________(A)较长；(B)较短；(C)两者对称相等。7当凸轮基圆半径相同时，采用适当的偏置式从动件可以________凸轮机构推程的压力角。(A)减小；(B)增加；(C)保持原来。8滚子从动件盘形凸轮机构的滚子半径应________凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径。(A)大于；(B)小于；(C)等于。9在设计滚子从动件盘形凸轮机构时，轮廓曲线出现尖顶或交叉是因为滚子半径该位置理论廓线的曲率半径。AC(A)大于；(B)小于；(C)等于。10直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角________。(A)永远等于；(B)等于常数；(C)随凸轮转角而变化。11在平底从动件盘形凸轮机构中，凸轮与从动件的真实接触点在________。（A）平底中心；(B)距平底中心处；(C)距平底中心处。12在设计直动滚子从动件盘形凸轮机构的实际廓线时，发现压力角超过了许用值，且廓线出现变尖现象，此时应采取的措施是________________________________________。(A)减小滚子半径；(B)加大基圆半径；(C)减小基圆半径。13设计一直动从动件盘形凸轮，当凸轮转速及从动件运动规律不变时，若由减小到，则凸轮尺寸会________。（1）增大；(B)减小；(C)不变。14用同一凸轮驱动不同类型（尖顶、滚子或平底式；直动或摆动式）的从动件时，各从动件的运动规律________。(A)相同；(B)不同；(C)在无偏距时相同。15直动从动件盘形凸轮机构中，当推程为等速运动规律时，最大压力角发生在行程________。(A)起点；(B)中点；(C)终点。16从动件的推程和回程都选用简谐运动规律，它的位移线图如图示。可判断得：从动件在运动过程中，在________处存在柔性冲击。(A）最高位置和最低位置；(B）最高位置；(C）最低位置；(D）各位置处均无柔性冲击存在。

本题主要考查凸轮机构的基本概念、设计原理、运动规律以及相关参数的影响等知识。解题思路如下：

1. 填空题：
   • 对于涉及基本概念的题目，如压力角、封闭方法、从动件类型等，需要准确记忆相关定义和特点。
   • 对于与参数关系相关的题目，如基圆半径、滚子半径、压力角之间的关系，要理解它们之间的相互影响和制约。
   • 对于运动规律相关的题目，要掌握不同运动规律的特点，如冲击情况、位移线图和速度线图的形状等。
2. 选择题：
   • 分析每个选项与题目所涉及的知识点的匹配程度。
   • 对于涉及参数变化影响的题目，要根据相关原理判断参数变化对结果的影响。

填空题详细解析

1. 凸轮机构中的压力角是凸轮与从动件接触点处的正压力方向和从动件上力作用点处的速度方向所夹的锐角。这是压力角的基本定义。
2. 凸轮机构中，使凸轮与从动件保持接触的方法有力封闭法和几何封闭法（形封闭法）两种。力封闭法依靠弹簧等力的作用保持接触，几何封闭法依靠凸轮和从动件的几何形状保持接触。
3. 在回程过程中，对凸轮机构的压力角加以限制的原因是为减小从动件产生过大的加速度引起的冲击。回程时压力角过大可能导致从动件加速度过大，产生冲击。
4. 在推程过程中，对凸轮机构的压力角加以限制的原因是提高机械效率、改善受力情况。压力角过大，会使有效分力减小，有害分力增大，降低机械效率，同时也会增加磨损。
5. 在直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的理论廓线与实际廓线间的关系是法向距离为滚子半径的等距曲线。实际廓线是理论廓线沿滚子法线方向偏移滚子半径得到的。
6. 凸轮机构中，从动件根据其端部结构型式，一般有尖顶从动件、滚子从动件、平底从动件等三种型式。这是从动件常见的三种类型。
7. 设计滚子从动件盘形凸轮机构时，滚子中心的轨迹称为凸轮的理论廓线；与滚子相包络的凸轮廓线称为实际廓线。这是理论廓线和实际廓线的定义。
8. 盘形凸轮的基圆半径是理论轮廓曲线上距凸轮转动中心的最小向径。基圆半径是凸轮的一个重要参数。
9. 从动件作等速运动的凸轮机构中，其位移线图是平行于凸轮转角坐标轴的直线，速度线图是斜直线。等速运动时，位移随时间线性变化，速度为常数。
10. 当初步设计直动尖顶从动件盘形凸轮机构中发现有自锁现象时，可采用增大基圆半径、采用偏置从动件、在满足工作要求的前提下，选择不同的从动件的运动规律等办法来解决。增大基圆半径可减小压力角，避免自锁；偏置从动件也可改善受力情况；选择合适的运动规律也能减少自锁的可能性。
11. 在设计滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线中，若出现滚子半径大于理论廓线上的最小曲率半径时，会发生从动件运动失真现象。此时，可采用加大凸轮基圆半径或减小滚子半径方法避免从动件的运动失真。滚子半径过大，会使实际廓线出现尖点或交叉，导致运动失真。
12. 用图解法设计滚子从动件盘形凸轮轮廓时，在由理论轮廓曲线到实际轮廓曲线的过程中，若实际轮廓曲线出现尖点或交叉现象，则与滚子半径的选择有关。滚子半径选择不当会影响实际廓线的形状。
13. 在设计滚子从动件盘形凸轮机构时，选择滚子半径的条件是滚子半径小于凸轮理论轮廓曲线上的最小曲率半径。这样可以保证实际廓线的正常形状，避免运动失真。
14. 在偏置直动从动件盘形凸轮机构中，当凸轮逆时针方向转动时，为减小机构压力角，应使从动件导路位置偏置于凸轮回转中心的右侧。根据偏置原理，这样的偏置可以减小推程压力角。
15. 平底从动件盘形凸轮机构中，凸轮基圆半径应由凸轮廓线全部外凸的条件来决定。平底从动件的压力角为常数，基圆半径主要受凸轮廓线形状的限制。
16. 凸轮的基圆半径越小，则凸轮机构的压力角越大，而凸轮机构的尺寸越紧凑。基圆半径减小，压力角会增大，但机构尺寸会变小。
17. 凸轮基圆半径的选择，需考虑到实际的结构条件、压力角，以及凸轮的实际廓线是否出现变尖和失真等因素。基圆半径的选择要综合考虑多个方面的因素。
18. 当发现直动从动件盘形凸轮机构的压力角过大时，可采取：增大基圆半径，正确的偏置从动件等措施加以改进；当采用滚子从动件时，如发现凸轮实际廓线造成从动件运动规律失真，则应采取减小滚子半径，增大基圆半径等措施加以避免。增大基圆半径和正确偏置可减小压力角，减小滚子半径和增大基圆半径可避免运动失真。
19. 在许用压力角相同的条件下偏置从动件可以得到比对心从动件更小的凸轮基圆半径或者说，当基圆半径相同时，从动件正确偏置可以减小凸轮机构的推程压力角。偏置从动件的受力情况更有利，可减小压力角。
20. 直动尖顶从动件盘形凸轮机构的压力角是指过接触点的法向力与从动件的速度方向所夹的锐角；直动滚子从动件盘形凸轮机构的压力角是指过接触点的法向力与滚子中心速度方向所夹的锐角；而直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角等于常数。这是不同类型从动件压力角的定义。
21. 凸轮机构从动件的基本运动规律有等速运动规律，等加速等减速运动规律，简谐运动规律，摆线运动规律。其中等速运动规律在行程始末位置有刚性冲击。等速运动规律在速度突变处会产生刚性冲击。
22. 在凸轮机构几种基本的从动件运动规律中，等速运动规律使凸轮机构产生刚性冲击，等加速等减速运动规律和简谐运动规律产生柔性冲击，摆线运动规律则没有冲击。不同运动规律的冲击情况不同。
23. 用作图法绘制直动从动件盘形凸轮廓线时，常采用反转法。即假设凸轮静止不动，从动件作绕凸轮轴线的反向转动（方向转动〕和沿从动件导路方向的往复移动的复合运动。反转法是绘制凸轮廓线的常用方法。
24. 在对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构中，若凸轮基圆半径增大，则其压力角将减小；在对心直动平底从动件盘形凸轮机构中，若凸轮基圆半径增大，则其压力角将保持不变。尖顶从动件压力角与基圆半径有关，平底从动件压力角为常数，与基圆半径无关。
25. 理论廓线全部外凸的直动从动件盘形凸轮机构中，滚子半径应取为min；若实际廓线出现尖点，是因为滚子半径大于理论廓线上的最小曲率半径；压力角对基圆的影响是压力角大，基圆半径小；反之亦成立。滚子半径要小于理论廓线最小曲率半径，压力角和基圆半径相互影响。
26. 凸轮的基圆半径越小，则机构越紧凑，但过于小的基圆半径会导致压力角增大，从而使凸轮机构的传动性能变差。基圆半径减小会使机构紧凑，但压力角增大影响传动性能。
27. 凸轮机构从动件运动规律的选择原则为满足从动件的运动性能、避免刚性冲击、加工制造方便。选择运动规律要综合考虑多个方面的要求。
28. 直动从动件盘形凸轮的轮廓形状是由（1）从动件的运动规律与基圆大小 (2) 从动件的导路位置与从动件的端部结构型式决定的。这些因素共同影响凸轮的轮廓形状。

选择题详细解析

1. 理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的运动规律相同。因为理论廓线决定了从动件的运动规律，所以选A。
2. 对于转速较高的凸轮机构，为了减小冲击和振动，从动件运动规律最好采用正弦加速度运动规律。正弦加速度运动规律没有冲击，适用于高速场合，所以选C。
3. 若从动件的运动规律选择为等加速等减速运动规律、简谐运动规律或正弦加速度运动规律，当把凸轮转速提高一倍时，从动件的加速度是原来的4倍。根据加速度与转速的关系，加速度与转速的平方成正比，所以选C。
4. 凸轮机构中从动件作等加速等减速运动时将产生柔性冲击。它适用于中速场合。等加速等减速运动规律有柔性冲击，适用于中速，所以选B、E。
5. 若从动件的运动规律选择为等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律或正弦加速度运动规律，当把凸轮转速提高一倍时，从动件的速度是原来的2倍。速度与转速成正比，所以选B。
6. 设计偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构时，若推程和回程位移线图对称，则合理设计的凸轮轮廓曲线中，推程廓线比回程廓线较长。因为偏置会使推程的运动距离增大，所以选A。
7. 当凸轮基圆半径相同时，采用适当的偏置式从动件可以减小凸轮机构推程的压力角。偏置从动件可改善受力情况，减小压力角，所以选A。
8. 滚子从动件盘形凸轮机构的滚子半径应小于凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径。这样可保证实际廓线正常，所以选B。
9. 在设计滚子从动件盘形凸轮机构时，轮廓曲线出现尖顶或交叉是因为滚子半径大于该位置理论廓线的曲率半径。滚子半径过大导致实际廓线异常，所以选A。
10. 直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角永远等于0。平底从动件压力角为常数0，所以选A。
11. 在平底从动件盘形凸轮机构中，凸轮与从动件的真实接触点在平底中心。平底从动件与凸轮的接触点在平底中心，所以选A。
12. 在设计直动滚子从动件盘形凸轮机构的实际廓线时，发现压力角超过了许用值，且廓线出现变尖现象，此时应采取的措施是减小滚子半径或加大基圆半径。减小滚子半径或加大基圆半径可改善压力角和廓线情况，所以选A和B。
13. 设计一直动从动件盘形凸轮，当凸轮转速及从动件运动规律不变时，若由减小到，则凸轮尺寸会增大。基圆半径减小，凸轮尺寸会增大，所以选A。
14. 用同一凸轮驱动不同类型（尖顶、滚子或平底式；直动或摆动式）的从动件时，各从动件的运动规律相同。因为理论廓线相同，从动件运动规律相同，所以选A。
15. 直动从动件盘形凸轮机构中，当推程为等速运动规律时，最大压力角发生在行程起点。等速运动规律起点压力角最大，所以选A。
16. 从动件的推程和回程都选用简谐运动规律，它的位移线图如图示。可判断得：从动件在运动过程中，在最高位置和最低位置处存在柔性冲击。简谐运动规律在行程始末有柔性冲击，所以选A。