2024年機械工程師機械原理凸輪機構(gòu)運動規(guī)律強化第一部分：單項選擇題（共20題，每題1分）1.凸輪機構(gòu)中，從動件運動規(guī)律為等加速等減速運動時，其速度曲線存在___。A.極值B.拐點C.峰值D.零點【答案】B【解析】等加速等減速運動的速度曲線是拋物線，其拐點處存在二階導數(shù)不連續(xù)，故選B。拐點是加速度變化的轉(zhuǎn)折點，速度曲線的斜率在此處發(fā)生突變。2.凸輪機構(gòu)基圓半徑減小，將從動件___。A.最大升程減小B.最大速度減小C.最大加速度減小D.振動加劇【答案】D【解析】基圓半徑減小會導致壓力角增大，根據(jù)運動傳遞原理，這將使從動件加速度波動加劇，振動更明顯。3.盤形凸輪機構(gòu)的壓力角___。A.隨凸輪轉(zhuǎn)角均勻變化B.在整個運動過程中保持不變C.只在推程段變化D.僅在回程段變化【答案】B【解析】盤形凸輪的壓力角取決于輪廓曲線的形狀和從動件位置，但同一位置壓力角是固定的，非轉(zhuǎn)角變化引起。4.凸輪機構(gòu)中，___運動規(guī)律可以實現(xiàn)無剛性沖擊。A.簡諧運動B.等加速等減速C.正弦加速度D.指數(shù)加速度【答案】C【解析】正弦加速度運動規(guī)律的速度和加速度曲線連續(xù)，無突變點，因此無剛性沖擊。5.從動件行程為h的凸輪機構(gòu)，其基圓半徑r0與行程h的關系通常滿足___。A.r0>hB.r0<hC.r0=hD.r0≥h√2【答案】A【解析】基圓半徑必須大于行程，否則無法實現(xiàn)完全推程。6.凸輪機構(gòu)中，___運動規(guī)律加速度最大值最小。A.簡諧運動B.等加速等減速C.正弦加速度D.指數(shù)加速度【答案】C【解析】正弦加速度運動的最大加速度值等于最大速度值，且波動平穩(wěn)，優(yōu)于其他運動規(guī)律。7.凸輪輪廓曲線設計時，若壓力角過大，應采取___措施。A.增大基圓半徑B.減小從動件行程C.改用滾子從動件D.增加凸輪轉(zhuǎn)速【答案】A【解析】壓力角過大會導致自鎖，增大基圓半徑可減小壓力角。8.凸輪機構(gòu)從動件常用運動規(guī)律中，___運動規(guī)律適用于高速場合。A.簡諧運動B.擺線運動C.等加速等減速D.指數(shù)加速度【答案】B【解析】擺線運動（漸開線）的加速度波動最小，適合高速運動。9.凸輪機構(gòu)中，___屬于幾何約束機構(gòu)。A.移動從動件B.滾子從動件C.直動從動件D.凸輪輪廓【答案】D【解析】凸輪輪廓決定了從動件的運動軌跡，屬于幾何約束。10.凸輪機構(gòu)中，從動件行程h與基圓半徑r0的關系為___。A.h=r0B.h=2r0C.h≤r0D.h≥r0【答案】C【解析】行程必須小于基圓直徑，否則無法實現(xiàn)。11.凸輪機構(gòu)中，___運動規(guī)律的速度曲線為正弦曲線。A.簡諧運動B.等加速等減速C.正弦加速度D.指數(shù)加速度【答案】C【解析】正弦加速度運動的速度曲線是正弦函數(shù)。12.凸輪機構(gòu)中，___可能導致從動件卡死。A.壓力角過大B.基圓半徑過小C.從動件行程過長D.凸輪轉(zhuǎn)速過高【答案】A【解析】當壓力角達到自鎖角時，機構(gòu)卡死。13.凸輪機構(gòu)中，___運動規(guī)律加速度波動最小。A.簡諧運動B.擺線運動C.等加速等減速D.指數(shù)加速度【答案】B【解析】擺線運動（漸開線）的加速度無極值，波動最平穩(wěn)。14.凸輪機構(gòu)中，從動件常用運動規(guī)律不包括___。A.簡諧運動B.指數(shù)運動C.對數(shù)運動D.正弦運動【答案】C【解析】對數(shù)運動（對數(shù)螺線）未在標準從動件運動規(guī)律中應用。15.凸輪機構(gòu)中，___屬于機械沖擊。A.壓力角突變B.基圓半徑變化C.從動件行程變化D.凸輪轉(zhuǎn)速變化【答案】A【解析】壓力角突變導致速度突變，產(chǎn)生剛性沖擊。16.凸輪機構(gòu)中，___運動規(guī)律適用于低速重載場合。A.簡諧運動B.等加速等減速C.正弦加速度D.指數(shù)加速度【答案】B【解析】等加速等減速運動平穩(wěn)，但加速度波動較大，適合低速場合。17.凸輪機構(gòu)中，___運動規(guī)律可以實現(xiàn)從動件停歇。A.簡諧運動B.等加速等減速C.正弦加速度D.滾子從動件【答案】C【解析】正弦加速度運動可以設計出停歇段。18.凸輪機構(gòu)中，___屬于高副機構(gòu)。A.齒輪傳動B.凸輪機構(gòu)C.連桿機構(gòu)D.螺旋傳動【答案】B【解析】凸輪機構(gòu)屬于高副機構(gòu)，接觸點為線或點。19.凸輪機構(gòu)中，___運動規(guī)律速度波動最小。A.簡諧運動B.擺線運動C.等加速等減速D.指數(shù)加速度【答案】B【解析】擺線運動的速度曲線無極值，波動最平穩(wěn)。20.凸輪機構(gòu)中，___可能導致從動件過沖。A.基圓半徑過大B.凸輪轉(zhuǎn)速過高C.從動件彈簧過軟D.壓力角過小【答案】C【解析】彈簧過軟會導致從動件在推程末端過沖。---第二部分：多項選擇題（共10題，每題2分）21.凸輪機構(gòu)中，從動件常用運動規(guī)律包括___。A.簡諧運動B.擺線運動C.等加速等減速D.正弦加速度E.指數(shù)加速度【答案】A、B、C、D【解析】標準從動件運動規(guī)律包括簡諧、擺線、等加速等減速、正弦加速度，指數(shù)加速度非標準。22.凸輪機構(gòu)中，影響壓力角的因素包括___。A.基圓半徑B.從動件行程C.凸輪轉(zhuǎn)速D.從動件類型E.運動規(guī)律【答案】A、B、E【解析】壓力角與基圓半徑、行程、運動規(guī)律有關，與轉(zhuǎn)速和從動件類型無關。23.凸輪機構(gòu)中，___屬于運動沖擊。A.壓力角突變B.基圓半徑變化C.從動件行程變化D.凸輪轉(zhuǎn)速變化E.加速度極值【答案】A、E【解析】壓力角突變和加速度極值會導致運動沖擊。24.凸輪機構(gòu)中，___運動規(guī)律可以實現(xiàn)無柔性沖擊。A.簡諧運動B.等加速等減速C.正弦加速度D.指數(shù)加速度E.擺線運動【答案】C、E【解析】正弦加速度和擺線運動的速度、加速度連續(xù)，無柔性沖擊。25.凸輪機構(gòu)中，___因素會影響從動件最大加速度。A.基圓半徑B.從動件行程C.凸輪轉(zhuǎn)速D.從動件質(zhì)量E.運動規(guī)律【答案】A、B、E【解析】最大加速度與基圓半徑、行程、運動規(guī)律有關，與轉(zhuǎn)速和質(zhì)量無關。26.凸輪機構(gòu)中，___屬于高副接觸。A.齒輪嚙合B.凸輪與從動件C.連桿鉸接D.螺旋副E.滾子從動件【答案】B、E【解析】凸輪與從動件、滾子從動件屬于高副接觸。27.凸輪機構(gòu)中，___情況下會發(fā)生自鎖。A.壓力角過大B.基圓半徑過小C.從動件行程過長D.凸輪轉(zhuǎn)速過高E.從動件材料摩擦大【答案】A、B【解析】自鎖與壓力角和基圓半徑有關，與行程、轉(zhuǎn)速和材料無關。28.凸輪機構(gòu)中，___運動規(guī)律適用于高速場合。A.簡諧運動B.擺線運動C.等加速等減速D.正弦加速度E.指數(shù)加速度【答案】B、D【解析】擺線運動和正弦加速度運動波動小，適合高速。29.凸輪機構(gòu)中，___因素會影響從動件最大速度。A.基圓半徑B.從動件行程C.凸輪轉(zhuǎn)速D.從動件質(zhì)量E.運動規(guī)律【答案】B、C、E【解析】最大速度與行程、轉(zhuǎn)速、運動規(guī)律有關，與基圓半徑和質(zhì)量無關。30.凸輪機構(gòu)中，___屬于從動件類型。A.移動從動件B.滾子從動件C.直動從動件D.凸輪輪廓E.擺動從動件【答案】A、B、C、E【解析】從動件類型包括移動、滾子、直動、擺動，凸輪輪廓屬于高副。---第三部分：判斷題（共10題，每題1分）31.凸輪機構(gòu)中，基圓半徑越小，壓力角越小?！痢窘馕觥炕鶊A半徑減小會導致壓力角增大，壓力角與基圓半徑成反比。32.凸輪機構(gòu)中，簡諧運動規(guī)律的速度曲線為正弦曲線?！痢窘馕觥亢喼C運動的速度曲線為余弦曲線，加速度曲線為正弦曲線。33.凸輪機構(gòu)中，擺線運動規(guī)律可以實現(xiàn)無剛性沖擊?！獭窘馕觥繑[線運動的速度和加速度連續(xù)，無剛性沖擊。34.凸輪機構(gòu)中，壓力角越大，機構(gòu)效率越高。×【解析】壓力角過大導致摩擦力增大，機構(gòu)效率降低。35.凸輪機構(gòu)中，從動件行程與基圓半徑無關?！痢窘馕觥啃谐瘫仨毿∮诨鶊A直徑，兩者有關聯(lián)。36.凸輪機構(gòu)中，滾子從動件可以減小摩擦?！獭窘馕觥繚L子從動件通過滾動接觸減小摩擦。37.凸輪機構(gòu)中，正弦加速度運動規(guī)律適用于高速場合?！獭窘馕觥空壹铀俣冗\動波動小，適合高速。38.凸輪機構(gòu)中，基圓半徑越大，壓力角越小?！獭窘馕觥炕鶊A半徑與壓力角成反比，基圓越大壓力角越小。39.凸輪機構(gòu)中，等加速等減速運動規(guī)律可以實現(xiàn)無柔性沖擊?！痢窘馕觥康燃铀俚葴p速運動的加速度曲線有突變，存在柔性沖擊。40.凸輪機構(gòu)中，從動件常用運動規(guī)律包括對數(shù)運動。×【解析】對數(shù)運動非標準從動件運動規(guī)律。---第四部分：簡答題（共5題，每題4分）41.簡述凸輪機構(gòu)中壓力角的概念及其對機構(gòu)的影響?！敬鸢浮?壓力角是指凸輪輪廓上接觸點法線方向與從動件速度方向之間的夾角。-影響包括：壓力角增大，摩擦力增大，機構(gòu)效率降低；壓力角過大可能導致自鎖，無法運動?！窘馕觥繅毫鞘呛饬客馆啓C構(gòu)受力情況的指標，直接影響摩擦和效率。解題思路：首先定義壓力角，然后分析其增大對摩擦和效率的影響，最后說明過大導致自鎖的后果。42.比較凸輪機構(gòu)中簡諧運動和擺線運動規(guī)律的特點。【答案】-簡諧運動：速度曲線為余弦，加速度曲線為正弦，適用于低速輕載，無剛性沖擊但柔性沖擊較大。-擺線運動：速度和加速度曲線連續(xù)，適用于高速重載，無沖擊，但運動軌跡復雜。【解析】解題思路：分別描述兩種運動規(guī)律的速度、加速度曲線特點，然后比較其適用場合和沖擊特性。43.解釋凸輪機構(gòu)中基圓半徑對機構(gòu)性能的影響?！敬鸢浮?基圓半徑減小，壓力角增大，可能導致自鎖；最大速度和加速度增大，振動加劇。-基圓半徑增大，壓力角減小，機構(gòu)效率提高；但行程受限，機構(gòu)尺寸增大?！窘馕觥拷忸}思路：分析基圓半徑對壓力角、速度、加速度和效率的影響，并指出其優(yōu)缺點。44.說明凸輪機構(gòu)中剛性沖擊和柔性沖擊的區(qū)別及產(chǎn)生原因?！敬鸢浮?剛性沖擊：速度或加速度發(fā)生突變，如等加速等減速運動中的加速度突變。-柔性沖擊：速度或加速度波動較大但連續(xù)，如簡諧運動中的速度波動。-產(chǎn)生原因：剛性沖擊由加速度突變引起，柔性沖擊由加速度波動引起。【解析】解題思路：首先定義兩種沖擊類型，然后說明其產(chǎn)生原因，重點區(qū)分突變和波動的差異。45.設計凸輪機構(gòu)時，如何選擇合適的從動件運動規(guī)律？【答案】-考慮工作要求：高速場合選擺線或正弦加速度，低速重載選等加速等減速。-考慮沖擊要求：無沖擊選擺線或正弦加速度，允許柔性沖擊選等加速等減速。-考慮機構(gòu)尺寸：基圓半徑受限時選行程較小的運動規(guī)律。-考慮效率要求：壓力角較大的場合選行程較小的運動規(guī)律。【解析】解題思路：從工作場合、沖擊特性、機構(gòu)尺寸和效率等方面分析如何選擇合適的運動規(guī)律，提供綜合決策依據(jù)。---知識要點梳理本卷重點知識脈絡1.凸輪機構(gòu)運動規(guī)律：簡諧、擺線、等加速等減速、正弦加速度的運動特性及適用場合。2.壓力角與基圓半徑：壓力角的定義、影響及自鎖條件，基圓半徑與壓力角、速度、加速度的關系。3.沖擊類型：剛性沖擊和柔性沖擊的產(chǎn)生原因及區(qū)別，無沖擊運動規(guī)律的應用。4.從動件類型：移動、滾子、直動、擺動從動件的特性及適用場合。5.凸輪機構(gòu)設計：選擇運動規(guī)律、考慮沖擊、尺寸限制及效率要求的設計原則。高頻考點提醒1.凸輪機構(gòu)運動規(guī)律的特點及適用場合（簡諧、擺線、等加速等減速、正弦加速度）。2.壓力角與基圓半徑的關系及自鎖條件。3.剛性沖擊和柔性沖擊的產(chǎn)生原因及區(qū)別。4.從動件類型的選擇原則。5.凸輪機構(gòu)設計中的綜合考量因素（沖擊、尺寸、效率）。易混淆概念對比1.簡諧運動與擺線運動：簡諧運動速度為余弦，加速度為正弦；擺線運動速度和加速度連續(xù)