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1、广东工业大学华立学院课程设计（论文）课程名称机械原理课程设计题目名称 对心直动平底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2班学 号40学生姓名开指导教师2012年06月30日广东工业大学华立学院课程设计（论文）任务书题目名称对心直动平底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2班姓名开学号40一、课程设计（论文）的内容通过利用AutoCAD软件、AutoCAD二次开发技术绘制对心直动平底从动件盘形 凸轮轮廓，用图解法进行对心直动平底从动件盘形凸轮机构的设计，计算出平底推杆 平底尺寸长度，最后查验压力角是不是知足许用压力角的要求。1）二、课程
2、设计（论文）的要求与数据1. 用图解法设计盘形凸轮机构，并用 CAD 画出凸轮轮廓。2. 用图解法设计盘形凸轮机构，并求出平底推杆平底尺寸长度。3. 按照从动件的运动规律计算出位移并绘画该曲线在图纸上；4. 查验压力角是不是知足许用压力角的要求；5. 编写课程设计说明书三、课程设计（论文）应完成的工作1. 绘制对心直动平底从动件盘形凸轮轮廓机构的设计简图。2. 绘制出从动件的位移曲线图。3. 查验压力角是不是知足许用压力角的要求而且计算出平底推杆平底尺寸长 度。4. 完成课程设计说明书。四、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整理资料2计算数据及绘画位移曲线3图解法
3、设计此盘形凸轮机构4撰写说明书五、应搜集的资料及主要参考文献1 孙恒机械原理（第七版）M 北京：高等教育出版社，20062 孙恒机械原理（第六版）M 北京：高等教育出版社，20013 曹金涛凸轮机构设计M.北京：机械工业出版社，1985.4 管荣法凸轮与凸轮机构基础.M北京：国防工业出版社，1985发出任务书日期： 2012 年 6 月 16 日 指导教师签名：计划完成日期： 2012 年 6 月 30 日 教学单位责任人签章：目录（一） . 设计题目：对心直动平底从动件盘形凸轮轮廓机构的设计 6（二）凸轮轮廓曲线的设计的大体原理： 6（三）运动规律分析： 7（四）用作图法设计对心直动平底从动
4、件盘形凸轮机构: 7（五）计算平底推杆平底尺寸长度 11（六）压力角分析 12参考文献 13摘要在凸轮轮廓曲线设计的图解法中应用 AutoCAD 软件进行辅助设计和计算， 维持了图解法原理简单、方式直观、易于掌握的长处。同时避免了作图误差， 提高了作图效率，分析计算的精度与解析法精度相同。在进行凸轮轮廓曲线的设计时，可应用图解法或解析法，其中解析法的精度 较高，但计算进程较为复杂，而图解法虽然具有原理简单，方式直观，作图便捷 的长处，但以往的手工作图进程，使其作图中的误差较大，设计精度较低，不能 知足现今工程实际所需的更高要求，因此其利用范围已受到很大的限制。随着计 算机画图软件（如AutoC
5、AD）在工业界的普及，为人们很好地解决了图解法所面临 的问题，在图解法中应用AutoCAD软件进行辅助设计和计算可大大提高分析与设 计的精度和工作效率，知足较高的设计精度要求。本文介绍了利用Auto CAD软件 进行图解法设计凸轮轮廓曲线。本设计旨在完成基圆半径rb =55mm及从动件最大升程h=40mm，推程 运动角5 =180、远停止角6 =30、回程角8 =120及近停止角6 =30， 0 01 0 02 从动件推程以正弦加速度运动规律上升，回程以等加速等减速运动规律下降的对 心直动平底从动件盘形凸轮轮廓机构的设计。（一）. 设计题目：对心直动平底从动件盘形凸轮轮廓机构 的设计设计一个对
6、心直动平底从动件盘形凸轮机构。设计参数如表中所示，凸轮回 转方向为逆时针，从动件推程以正弦加速度运动规律上升，回程以等加速等减速 运动规律下降，其中，e、rr、rb、h别离代表偏距、滚子半径、基圆半径及从动 件最大升程，巾、巾s、巾、巾s别离代表凸轮的推程角、远停止角、回程角 及近停止角。一、设计数据设计内容偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓设计符号errrbh巾巾巾巾单位mmJ ()数据0055401803012030二、设计内容：1 用图解法设计此盘形凸轮机构，并将凸轮轮廓及从动件的位移曲线画在图纸 上；2，计算平底推杆平底尺寸长度，将计算进程写在说明书中。3 查验压力角是不是知足许用压力角的
7、要求。（二）凸轮轮廓曲线的设计的大体原理：凸轮轮廓曲线的设计的大体原理：无论是采用作图法仍是解析法设计凸轮廓线，所依据的大体原理都是反转法原理，即在设计凸轮廓线时，假设凸轮静止不懂，而推杆相对凸轮作反转运动， 同时又在其道轨内作预期往复运动，作出推杆在这种复合运动中的一系列位置 则其尖顶的轨迹就是所要求的凸轮廓线。用作图法设计对心直动平底从动件盘形凸轮机构。(三) 运动规律分析：(l)s= s(t) = s( 5 ) v= v(t) = v( 5 )a= a(t) = a( 5 )推程以正弦加速度运动规律上升：s=hl-(/0)+sin(2 n/)/(2 n )等加速回程运动方程：s=h-2h
8、2/2 等减速回程运动方程；s=2h (-)2 /2 凸轮机构的压力角是指推杆所受正压力的方向与推杆上点A的速度方向之 间所夹锐角，它是影响凸轮机构受力情况的一个重要参数。在其他情况不变的情 况下，a愈大，F愈大，若a大至使F增至无穷大时，机构将发生自锁。此 机会构的压力角称为临界压力角a c，即ac = arctanl/(l + 2b/l )tan2 1，为保证凸轮机构能正常运转，应使其最大压力角a max小于临界压力角 ac，生产实际中为了提高机构的效率，改善其受力情况，通常规定：凸轮机构 的最大压力角a max应小于某一许用压力角a，a max a (aac)(四) 用作图法设计对心直动
9、平底从动件盘形凸轮机构 :已知基圆半径rb =55，从动件最大升程h=40。凸轮推程角巾=180度，远停 止角巾s =30度，回程角巾=120度，近停止角巾s =30度。先设平底中心A视为尖顶推杆的尖顶，用反转法设计出凸轮的理论轮廓线；然后 将理论切线延长，以至求得理论切线的交点。最后再作这些线段的一路相切线的 包络线，即为凸轮的工作廓线或实际廓线。凸轮以等角速度w沿逆时针方向回转，推杆的行程h=40mm.其运动规律为：5= 0 180推杆以正弦加速度运动规律上升5=180 210推杆远休5=210 03305 =330 360等加速等减速回程运动下降推杆近休取比例尺u1，先按照已知尺寸作出基
10、圆与偏距圆，然后用反转法作图设计。取 凸 轮 以 逆 时 针 方 向 运 动 ：由于条件可知推程段为 180可分成 12 段，每 15一段：按照正弦加速度运动规律上升，位移公式是：s=hl-（/0）+sin（2n/。）/（2n）算出各推程S,按照表中数据画出推杆的位置并将各个切点用光滑曲线连接，以 基圆半径r加上推程人得（55+40）作为远休角的半径，作30的远停止圆弧1530456075901051201351501651802040从动件在推程的段的位移取利用 CAD 画图如下所示：由于条件可知回程段为120分成8段，每15一段：等加速回程运动方程：s=h-2h2/2 0范围是0 ,60
11、等减速回程运动方程；s=2h （0-）2/2 0范围是60 ,120 算出各推程S,按照表中数据画出推杆的位置并将各个切点用光滑曲线连接，以 基圆半径r作为近休角的半径，作30的远停止圆弧，与基圆重合，图如下所 示1-12102252402552702853003153303604035205001-1从动件在回程及近休角段的位移取利用 CAD 画图如下所示：40S:一22产 240 255厂 270285 30厂彳何厂 330345 360（T）然后在上图的基础上利用平底的杆件进行平移后，还要有效的将平底进行延长， 求得各个平底交点，然后再利用自由曲线进行连线得出平底推杆的运动轨迹，即 是凸
12、轮轮廓的曲线，图在下图在右（五） 计算平底推杆平底尺寸长度cB如下图1-2所示,1-2推杆平底中心至推杆平底与图轮廓线的接触点间的距离 BCOP二BC二ds/d其最大的距离Lmax=BCmax= |ds/dImax, lds/dImax应按照推程和回程推杆的运动规律进行计算,取最大值。设平底双侧取一样长度,则推杆平底长度 L为L=2 |ds/d Imax+（57）mm由于在推程的进程段求得平底长度L=2（h/）一cos（2n /）/ （2n） 0180 ss在回程加速段求得平底的长度 L=4h/2060 s按照推程回程的取值范围可求得平底推杆的平底长度为（六） 压力角分析 凸轮机构的压力角是指
13、推杆所受正压力的方向与推杆上点 A 的速度方向之 间所夹锐角,它是影响凸轮机构受力情况的一个重要参数。在其他情况不变的情 况下，a愈大，F愈大，若a大至使F增至无穷大时，机构将发生自锁。此 机会构的压力角称为临界压力角a c,为保证凸轮机构能正常运转，应使其最大 压力角a max小于临界压力角a c,生产实际中为了提高机构的效率，改善其受 力情况，通常规定：凸轮机构的最大压力角a max应小于某一许用压力角a，a max a ( a a c)，对直动推杆一般取a = 30。对于对心直动平底从动件盘形凸轮机构，由a= arctan I ds/d 5 /( rb+s) I,可求出，其中推程段的压力角为：a=arctan I 40/n( l-cos2 5) /( rb+s) I角度153045607590105120 135150165 180压力 角()0推程段的压力角为：等加速回程a= arctan I -4h 5 / Q 2 /( rb+s) Is等减速回程 a=arctan I(
