凸轮设计入学试题及答案

凸轮设计入学试题及答案

一、单选题（每题1分，共10分）

1.凸轮机构中，从动件的运动规律主要由以下哪个参数决定？（）A.凸轮轮廓形状B.凸轮转速C.偏心距D.行程【答案】A【解析】凸轮机构的从动件运动规律完全取决于凸轮轮廓曲线的形状

2.在凸轮设计中，使用等加速等减速运动规律时，其运动曲线是（）A.直线B.抛物线C.正弦曲线D.圆弧【答案】B【解析】等加速等减速运动规律的运动曲线为抛物线

3.凸轮机构中，滚子从动件比平底从动件（）A.更容易发生磨损B.承载能力更强C.运动平稳性差D.结构复杂【答案】B【解析】滚子从动件通过滚动接触，承载能力更强，磨损更小

4.凸轮机构中，偏心凸轮属于（）A.盘形凸轮B.移动凸轮C.圆柱凸轮D.心轴凸轮【答案】A【解析】偏心凸轮是盘形凸轮的一种，通过偏心轴实现运动

5.凸轮机构中，基圆半径是指（）A.凸轮最小半径B.凸轮最大半径C.从动件导路中心到凸轮回转中心的距离D.从动件行程【答案】C【解析】基圆半径是指从动件导路中心到凸轮回转中心的距离

6.凸轮机构中，若从动件行程增大，则凸轮的基圆半径（）A.增大B.减小C.不变D.不确定【答案】A【解析】从动件行程增大，需要更大的基圆半径来保证运动平稳

7.凸轮机构中，压力角是指（）A.凸轮轮廓曲线的切线与从动件运动方向的夹角B.凸轮轮廓曲线的切线与凸轮回转中心的连线之间的夹角C.从动件运动方向与凸轮回转中心的连线之间的夹角D.凸轮轮廓曲线的法线与从动件运动方向的夹角【答案】A【解析】压力角是指凸轮轮廓曲线的切线与从动件运动方向的夹角

8.在凸轮设计中，若压力角过大，会导致（）A.机构自锁B.机构效率降低C.从动件运动不平稳D.凸轮磨损加剧【答案】B【解析】压力角过大，机构的摩擦力增大，效率降低

9.凸轮机构中，常用的运动规律有（）A.等速运动规律B.等加速等减速运动规律C.正弦运动规律D.以上都是【答案】D【解析】凸轮机构常用的运动规律包括等速运动规律、等加速等减速运动规律和正弦运动规律

10.凸轮机构中，若要减小压力角，可以采取的措施是（）A.增大基圆半径B.减小从动件行程C.采用滚子从动件D.以上都是【答案】A【解析】增大基圆半径可以减小压力角，提高机构效率

二、多选题（每题2分，共10分）

1.凸轮机构中，从动件常见的运动形式有（）A.直线运动B.摆动运动C.往复直线运动D.旋转运动【答案】A、B、C【解析】凸轮机构中，从动件常见的运动形式有直线运动、摆动运动和往复直线运动

2.凸轮机构中，影响压力角的因素有（）A.凸轮轮廓形状B.从动件行程C.基圆半径D.从动件形式【答案】A、B、C【解析】压力角受凸轮轮廓形状、从动件行程和基圆半径的影响

3.凸轮机构中，常用的从动件形式有（）A.平底从动件B.滚子从动件C.尖端从动件D.曲面从动件【答案】A、B、C【解析】凸轮机构中常用的从动件形式有平底从动件、滚子从动件和尖端从动件

4.凸轮机构中，等加速等减速运动规律的优点有（）A.运动平稳B.冲击较小C.加速度变化剧烈D.易于实现【答案】A、B、D【解析】等加速等减速运动规律运动平稳，冲击较小，易于实现

5.凸轮机构中，影响凸轮机构设计的主要参数有（）A.基圆半径B.从动件行程C.压力角D.凸轮转速【答案】A、B、C、D【解析】凸轮机构设计的主要参数包括基圆半径、从动件行程、压力角和凸轮转速

三、填空题（每题2分，共12分）

1.凸轮机构是一种通过______实现往复运动或摆动的机构【答案】凸轮（2分）

2.凸轮机构的压力角是指凸轮轮廓曲线的切线与从动件运动方向的夹角，其大小直接影响机构的______【答案】效率（2分）

3.凸轮机构中，常用的运动规律包括等速运动规律、______和正弦运动规律【答案】等加速等减速运动规律（2分）

4.凸轮机构中，基圆半径是指从动件导路中心到凸轮回转中心的______【答案】距离（2分）

5.凸轮机构中，从动件常见的运动形式有直线运动、______和往复直线运动【答案】摆动运动（2分）

6.凸轮机构中，若要减小压力角，可以采取的措施是______【答案】增大基圆半径（2分）

四、判断题（每题1分，共10分）

1.凸轮机构中，从动件的运动规律完全取决于凸轮轮廓曲线的形状（）【答案】（√）【解析】凸轮机构的从动件运动规律完全取决于凸轮轮廓曲线的形状

2.凸轮机构中，滚子从动件比平底从动件更容易发生磨损（）【答案】（×）【解析】滚子从动件通过滚动接触，磨损较小

3.凸轮机构中，偏心凸轮属于盘形凸轮的一种（）【答案】（√）【解析】偏心凸轮是盘形凸轮的一种，通过偏心轴实现运动

4.凸轮机构中，基圆半径是指凸轮最小半径（）【答案】（×）【解析】基圆半径是指从动件导路中心到凸轮回转中心的距离

5.凸轮机构中，若从动件行程增大，则凸轮的基圆半径减小（）【答案】（×）【解析】从动件行程增大，需要更大的基圆半径来保证运动平稳

6.凸轮机构中，压力角是指凸轮轮廓曲线的切线与从动件运动方向的夹角（）【答案】（√）【解析】压力角是指凸轮轮廓曲线的切线与从动件运动方向的夹角

7.在凸轮设计中，若压力角过大，会导致机构自锁（）【答案】（×）【解析】压力角过大，机构的摩擦力增大，效率降低，但不会导致自锁

8.凸轮机构中，常用的运动规律有等速运动规律、等加速等减速运动规律和正弦运动规律（）【答案】（√）【解析】凸轮机构常用的运动规律包括等速运动规律、等加速等减速运动规律和正弦运动规律

9.凸轮机构中，若要减小压力角，可以采取的措施是减小从动件行程（）【答案】（×）【解析】减小从动件行程并不能减小压力角，增大基圆半径才能减小压力角

10.凸轮机构中，从动件常见的运动形式有直线运动、摆动运动和往复直线运动（）【答案】（√）【解析】凸轮机构中，从动件常见的运动形式有直线运动、摆动运动和往复直线运动

五、简答题（每题3分，共12分）

1.简述凸轮机构的工作原理【答案】凸轮机构是通过凸轮的轮廓曲线与从动件的接触，使从动件实现往复运动或摆动的机构凸轮作主动件，通过其轮廓曲线的变化推动从动件运动，从而实现特定的运动规律【解析】凸轮机构的工作原理是通过凸轮的轮廓曲线与从动件的接触，使从动件实现往复运动或摆动

2.简述凸轮设计中压力角的影响因素【答案】压力角的影响因素包括凸轮轮廓形状、从动件行程和基圆半径凸轮轮廓形状直接影响压力角的大小，从动件行程和基圆半径的变化也会影响压力角

3.简述凸轮设计中常用的运动规律【答案】凸轮设计中常用的运动规律包括等速运动规律、等加速等减速运动规律和正弦运动规律等速运动规律是指从动件在运动过程中速度恒定，等加速等减速运动规律是指从动件在运动过程中加速度变化，正弦运动规律是指从动件在运动过程中速度按正弦规律变化

4.简述凸轮设计中从动件常见的运动形式【答案】凸轮设计中从动件常见的运动形式有直线运动、摆动运动和往复直线运动直线运动是指从动件沿直线往复运动，摆动运动是指从动件绕固定点摆动，往复直线运动是指从动件沿直线往复运动

六、分析题（每题10分，共20分）

1.分析凸轮设计中如何减小压力角【答案】在凸轮设计中，减小压力角可以通过以下措施实现

（1）增大基圆半径基圆半径增大，压力角减小，机构效率提高

（2）采用合适的从动件形式滚子从动件比平底从动件和尖端从动件的压力角小

（3）优化凸轮轮廓形状通过优化凸轮轮廓形状，可以减小压力角，提高机构效率

（4）调整从动件行程适当减小从动件行程，可以减小压力角

2.分析凸轮设计中等加速等减速运动规律的优缺点【答案】等加速等减速运动规律的优点

（1）运动平稳加速度变化平稳，冲击较小

（2）易于实现可以通过简单的凸轮轮廓设计实现等加速等减速运动

（3）适用于高速运动由于加速度变化平稳，适用于高速运动场合等加速等减速运动规律的缺点

（1）速度波动较大速度在运动过程中有波动，可能影响机构的精度

（2）加速度变化剧烈加速度在运动过程中变化剧烈，可能对机构造成较大冲击

七、综合应用题（每题25分，共50分）

1.设计一个凸轮机构，要求从动件行程为50mm，凸轮转速为60r/min，从动件运动规律为等加速等减速运动，基圆半径为50mm，压力角不大于30°请绘制凸轮轮廓曲线，并计算凸轮的最大压力角【答案】

（1）绘制凸轮轮廓曲线根据等加速等减速运动规律，可以计算出从动件在不同位置的位移和速度，从而绘制出凸轮轮廓曲线具体计算过程如下-从动件行程为50mm，即从动件在运动过程中最大位移为50mm-凸轮转速为60r/min，即凸轮每分钟转动60圈，角速度为2π×60/60=2πrad/s-基圆半径为50mm-压力角不大于30°

（2）计算凸轮的最大压力角根据凸轮轮廓曲线和从动件运动规律，可以计算出凸轮的最大压力角具体计算过程如下-从动件在运动过程中，其速度和加速度变化，从而影响压力角的大小-通过计算从动件在不同位置的位移、速度和加速度，可以确定凸轮的最大压力角

2.设计一个凸轮机构，要求从动件行程为80mm，凸轮转速为50r/min，从动件运动规律为正弦运动规律，基圆半径为60mm，压力角不大于25°请绘制凸轮轮廓曲线，并计算凸轮的最大压力角【答案】

（1）绘制凸轮轮廓曲线根据正弦运动规律，可以计算出从动件在不同位置的位移和速度，从而绘制出凸轮轮廓曲线具体计算过程如下-从动件行程为80mm，即从动件在运动过程中最大位移为80mm-凸轮转速为50r/min，即凸轮每分钟转动50圈，角速度为2π×50/60=5π/3rad/s-基圆半径为60mm-压力角不大于25°

（2）计算凸轮的最大压力角根据凸轮轮廓曲线和从动件运动规律，可以计算出凸轮的最大压力角具体计算过程如下-从动件在运动过程中，其速度和加速度变化，从而影响压力角的大小-通过计算从动件在不同位置的位移、速度和加速度，可以确定凸轮的最大压力角---标准答案

一、单选题

1.A

2.B

3.B

4.A

5.C

6.A

7.A

8.B

9.D

10.A

二、多选题

1.A、B、C

2.A、B、C

3.A、B、C

4.A、B、D

5.A、B、C、D

三、填空题

1.凸轮

2.效率

3.等加速等减速运动规律

4.距离

5.摆动运动

6.增大基圆半径

四、判断题

1.（√）

2.（×）

3.（√）

4.（×）

5.（×）

6.（√）

7.（×）

8.（√）

9.（×）

10.（√）

五、简答题

1.凸轮机构是通过凸轮的轮廓曲线与从动件的接触，使从动件实现往复运动或摆动的机构凸轮作主动件，通过其轮廓曲线的变化推动从动件运动，从而实现特定的运动规律

2.压力角的影响因素包括凸轮轮廓形状、从动件行程和基圆半径凸轮轮廓形状直接影响压力角的大小，从动件行程和基圆半径的变化也会影响压力角

3.凸轮设计中常用的运动规律包括等速运动规律、等加速等减速运动规律和正弦运动规律等速运动规律是指从动件在运动过程中速度恒定，等加速等减速运动规律是指从动件在运动过程中加速度变化，正弦运动规律是指从动件在运动过程中速度按正弦规律变化

4.凸轮设计中从动件常见的运动形式有直线运动、摆动运动和往复直线运动直线运动是指从动件沿直线往复运动，摆动运动是指从动件绕固定点摆动，往复直线运动是指从动件沿直线往复运动

六、分析题

1.在凸轮设计中，减小压力角可以通过以下措施实现

（1）增大基圆半径基圆半径增大，压力角减小，机构效率提高

（2）采用合适的从动件形式滚子从动件比平底从动件和尖端从动件的压力角小

（3）优化凸轮轮廓形状通过优化凸轮轮廓形状，可以减小压力角，提高机构效率

（4）调整从动件行程适当减小从动件行程，可以减小压力角

2.等加速等减速运动规律的优点

（1）运动平稳加速度变化平稳，冲击较小

（2）易于实现可以通过简单的凸轮轮廓设计实现等加速等减速运动

（3）适用于高速运动由于加速度变化平稳，适用于高速运动场合等加速等减速运动规律的缺点

（1）速度波动较大速度在运动过程中有波动，可能影响机构的精度

（2）加速度变化剧烈加速度在运动过程中变化剧烈，可能对机构造成较大冲击

七、综合应用题

1.设计一个凸轮机构，要求从动件行程为50mm，凸轮转速为60r/min，从动件运动规律为等加速等减速运动，基圆半径为50mm，压力角不大于30°请绘制凸轮轮廓曲线，并计算凸轮的最大压力角

（1）绘制凸轮轮廓曲线根据等加速等减速运动规律，可以计算出从动件在不同位置的位移和速度，从而绘制出凸轮轮廓曲线具体计算过程如下-从动件行程为50mm，即从动件在运动过程中最大位移为50mm-凸轮转速为60r/min，即凸轮每分钟转动60圈，角速度为2π×60/60=2πrad/s-基圆半径为50mm-压力角不大于30°

（2）计算凸轮的最大压力角根据凸轮轮廓曲线和从动件运动规律，可以计算出凸轮的最大压力角具体计算过程如下-从动件在运动过程中，其速度和加速度变化，从而影响压力角的大小-通过计算从动件在不同位置的位移、速度和加速度，可以确定凸轮的最大压力角

2.设计一个凸轮机构，要求从动件行程为80mm，凸轮转速为50r/min，从动件运动规律为正弦运动规律，基圆半径为60mm，压力角不大于25°请绘制凸轮轮廓曲线，并计算凸轮的最大压力角

（1）绘制凸轮轮廓曲线根据正弦运动规律，可以计算出从动件在不同位置的位移和速度，从而绘制出凸轮轮廓曲线具体计算过程如下-从动件行程为80mm，即从动件在运动过程中最大位移为80mm-凸轮转速为50r/min，即凸轮每分钟转动50圈，角速度为2π×50/60=5π/3rad/s-基圆半径为60mm-压力角不大于25°

（2）计算凸轮的最大压力角根据凸轮轮廓曲线和从动件运动规律，可以计算出凸轮的最大压力角具体计算过程如下-从动件在运动过程中，其速度和加速度变化，从而影响压力角的大小-通过计算从动件在不同位置的位移、速度和加速度，可以确定凸轮的最大压力角。