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1、广东工业大学华立学院课程设计（论文）课程名称机械设计制造综合设计题目名称 偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计学生学部（系）机电工程学部专业班级10机械5班12011005002学生姓名陈江涛指导教师黄惠麟2012年7月8日目录课 程 设 计（论 文）任 务书.3摘要.5设计说明:理凸 轮 机 构 的 廓根据数据 要求设计出 轮廓7#三：图 解 法 设 计 此 盘 形.7检验压力角是否满足许用压力角的要#.14参考文献广东工业大学华立学院课程设计（论文）任务书题目名称偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计学生学部（系）机电工程学部#专业班级10机械5班姓名陈江涛学号12011005002一.课程
2、设计的要求与数据 数如设计内容偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓设计符号errnhd)单位nimC)数据1101555301206012060要求:一、用图解法设计此盘形凸轮机构，正确确定偏距e的方向，并将凸轮轮廓及从动件的位移曲线画在图纸上；二、用图解法设计此盘形凸轮机构，将计算过程写在说明书中。三：检验压力角是否满足许用压力角的要求。二.课程设计（论文）应完成的工作1. 没计出凸轮机构的埋论轮廓和工作轮廓2, 绘制出位移曲线图3, 课程设计说明书三、课程设计（论文）进程安排序号设计（论文）各阶段内容地点起止日期1下达机械制造课程设计任务5-4026. 19 至 6. 202根据数据设计凸轮机构
3、的轮廓5-4026. 23 至 6 264撰写设计说明书5-4026. 28 至 6. 305上交所有资料5-4026. 30 至 7. 7四：应收集的资料及主要参考文献1:机械原理第七版 孙桓 陈作模 葛文杰 主编 高等教育出版社:2：机械设计基础郭瑞峰史丽晨主编西北工业人学出版社：发出任务书日期：2012年6月19日指导教师签名：计划完成日期：2012年7月7日教学单位责任人签章：摘要在实际的生产应用中，采用着各种形式的凸轮机构，应用在各种机械中，特别 是自动化和自动控制装置，如自动机床的进刀机构和内燃机的配气机构。凸轮是 一个具有曲线轮廓或凹糟的构件，通常为主动件作等速转动，但也有作往复
4、摆动 或移动的。3一：凸轮机构的廓线设计原理凸轮廓线曲线设计所依据的基本原理是反转法原理。其推杆的轴线与凸轮回转 轴心0之间有一偏距e,当凸轮以角速度绕轴0转动时，推杆在凸轮的推动下实 现预期的运动。现设想给整个凸轮机构加上一个公共角速度，使其绕轴心0转 动。这时凸轮与推杆之间的相对运动并未改变，但此时凸轮将赫止不动，而推杆 则一方面随其导轨以角速度-绕轴心0转动，一方面又在导轨内作预期的往复运 动。这样，推杆在这种往复运动中，其尖顶的运动轨迹即为凸轮轮廓曲线。在设计滚子推杆凸轮机构的凸轮廓线时，可首先将滚子中心A视为尖顶推杆 的尖顶，按前述方法定出滚子中心A在推杆复合运动中的轨迹（称此为轨迹
5、为凸 轮的理论廓线，cam pitch curve），然后以理论廓线上一系列点为圆心，以滚 子半径r为半径，作一系列的圆，再作此圆族的包络线，即为凸轮的工作耶线（又 称实际廓线，cam contour）。要注意，凸轮的基圆半径若未指明，通常系理论 廓线的最小半径。二：根据数据要求设计出轮廓线数摒要求：设计内容偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓设计符号errfbh小d) 单位mmC)数据1101555301206012060其中，e. r、r。、h分别代表偏距、滚子半径、基圆半径及从动件最大升程, 中、 e；分别代表凸轮的推程角、远休止角、回程角及近休止角。三：图解法设计此盘形凸轮机构利用等加速等减
6、速运动规律计算凸轮机构在推程过程中的推杆的运动规律, 也就是指推杆的位移s,速度v和加速度a随时间t变化的规律。（1）等加速推程段设在加速段和减速段凸轮的运动角及推杆的行程各占一半（即各为h/2及e /2） o这时，推程加速段的边界条件为在始点处5 =o, s二0, v二0在终点处 5 = 6 0/2, s=h/2故推杆等加速推程段的运动方程为S=2h 5 人2/ 6 0A2V=4hw 8 / 6 0A2 a=4hwA2/ 5 0A2式中，的变化范围是0 0/2,所以在等加速段推程中，将6分成12等份，相应地求出s的值，如下图：6值102030405060。S值0.421 663.756.67
7、10.4115在此阶段，推杆的位移s与凸轮转角6的平方成正比，故位移曲线为一段向上 的抛物线，如图2.（2）等减速推程段推程减速段的边界条件为在始点处6 = 8 0/2, s=h/2在终点处 8 = S 0, s二h, v二0S=h-2h( 8 0-6 )A2/ 5 0A2V=4hw( 5 0-5)/ 5 0A2A=-4hwA2/ 5 0A2式中，的变化范围是6 0/2 6等减速段与等加速同理，将&分成相应的几等份，得到相应的s值。6值7080。90100110120S值19.5823.3326.25283429.5930.由以上数据得到偏置立动滚子从动件盘形凸轮机构的推程阶段，如图17故位移
8、曲线为一段向卜弯曲的抛物线，如图2.#0、1图2(3)正弦加速度回程运动规律根据回程时运动方程：S=hl-(6 /&0)+sin(2n 6/2 )/ (2 n )V=hu cos(2n 6/60)-1/ 60zA=-2nhu)2sin(2n 6/80, )/ 60z 2式中与等加速和等减速中原理相同，将6相应地分成几份！ ！对应求出s的值。根据以上数据可以得到偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的回程阶段，如图3910.X根据等加速和等减速推程运动规律和正弦加速度回程规律，得到相应的数 据，再将相应的数据利用CAD软件将凸轮机构描绘出来。得到凸轮轮廓曲线和位 移曲线，如图4和图5:11图4a 5由图
9、4可得凸轮机构的工作廉线，如图6C)四：检验压力角是否满足许用压力角的要求。压力角是衡量凸轮机构传力特性的一个重要参数。压力角是指在不计摩擦力的情 况下，凸轮作用于从动件上的驱动力与从动件上受力点的速度方向之间所夹锐 角。若不考虑摩擦力，凸轮作用于从动件上的驱动力是沿法向传递的。最大压力角应小于许用压力角，由公式a=arctan|ds/d & / ( rb +s) |可得由公式a=arctan|ds/d 8 / ( rb +s) |可得推程最大压力角为8由公式a=arctan|ds/d & /( rb +s) |可得回程时最大压力角为9推程的最大压力角为8 ,小于一般直动推杆a二30。同样，也
10、可得回程时 最大压力角9 ,而对于封闭的凸轮机构，由干推杆运动是封闭力，通常回程压 力角a =70到80 ,因此凸轮的最大压力角远小于许用压力角，故该凸轮满 足许用压力角的要求.参考文献：1:机械原理第七版 孙桓 陈作模 葛文杰 主编 高等教育出版社:2:机械设计基础 郭瑞峰 史丽晨主编 西北工业大学出版社：心得体会这次课程设计是对我们所学知识的一次综合运用，把所学的知识运用到实际 加工中。通过这次课程设计，巩固且扩充了 “机械原理”等课程所学的内容， 掌握了凸轮机构设计的方法和步骤，知道如何运用相关资料、书籍与手册、图 表等来査阅设计中所需的相关数据和内容。且学会了综合运用本专业所学课程 的
11、理论和生产实际知识。进行凸轮机构设计工作的实际训练，培养和提高了独 立工作的能力。在做课程设计时，让我知道自己专业知识的缺乏与不扎实、不牢固性，也让 我意识到自己还有很多地方需要加强的。在设计时，也难免会遇到一些难以解 决的疑难问题，但通过老师的耐心指导和同学之间的相互交流与讨论，使我很顺 利地克服了这些。从而从屮也学到了许多，使自身在各方面的能力都有了很大的 提高和完善，各方面在能力都得到了很好的锻炼。课程设计不仅是老师对我的学习所进行的一次测试，也是我对自身的一次检 査，是我对所学的专业知识的巩固，是我对所学课程的一次深入的综合复习，也 是今后走向社会在工程设计中的一次实践与经验。通过这次设计，让我发现了 白身知识的缺乏和不足，从而更好更彻底地认识、规划、完善，充实自己，去 适应这种竞争激烈的现实社会，我将会在以后的工作中做得更好，更完善。学生签名：2012 年 5 月 27 口教师 评 语年月口成绩及签名指导教师签名：年月日17