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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，最后检验压力角
2、是否满足许用压力角的要求。 1） 二、课程设计（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. 根据从动件的运动规律计算出位移并绘画该曲线在图纸上；4. 检验压力角是否满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. 检验压力角是否满足许用压力角的要求并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
3、2计算数据及绘画位移曲线3图解法设计此盘形凸轮机构4撰写说明书五、应收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4(二)凸轮轮廓曲线的设计的基本原理：5(三)运动规律分析：5(
4、四)用作图法设计对心直动平底从动件盘形凸轮机构:6(五)计算平底推杆平底尺寸长度10(六)压力角分析11参考文献14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，保持了图解法原理简单、方法直观、易于掌握的优点。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，但计算过程较为复杂，而图解法虽然具有原理简单，方法直观，作图便捷的优点，但以往的手工作图过程，使其作图中的误差较大，设计精度较低，不能满足当今工程实际所需的更高要求，因而其使用范围已受到很大的限制。随着计算机绘图软件(如
5、AutoCAD)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，满足较高的设计精度要求。本文介绍了利用AutoCAD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=55mm及从动件最大升程h=40mm，推程运动角=180、远休止角=30、回程角=120及近休止角=30，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心直动平底从动件盘形凸轮机构。设计参数如表
6、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分别代表偏距、滚子半径、基圆半径及从动件最大升程，、s、s分别代表凸轮的推程角、远休止角、回程角及近休止角。1、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errrbhss单 位mm()数 据00554018030120302、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，将计算过程写在说明书中。3检验压力角是否满足许用压力角的要求。(二) 凸轮轮廓曲线的设计的基本原理：凸轮轮廓曲线的设计的基本原
7、理：无论是采用作图法还是解析法设计凸轮廓线，所依据的基本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：(1)s s(t) s( ) v v(t) v( ) a a(t) a( )推程以正弦加速度运动规律上升： s=h1-(/)+sin(2/)/(2)等加速回程运动方程： s=h-2h/等减速回程运动方程； s=2h（-）/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
8、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， 愈大，F愈大，若 大至使F增至无穷大时，机构将发生自锁。此时机构的压力角称为临界压力角c，即carctan1/(12b/l )tan21，为保证凸轮机构能正常运转，应使其最大压力角max小于临界压力角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max应小于某一许用压力角，max (c).(四) 用作图法设计对心直动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=180度，远休止角s =30度，回程角=120度，近休止角s=30度。先设平底中心A
9、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共同相切线的包络线，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：= 0180 推杆以正弦加速度运动规律上升=180210 推杆远休=210330 等加速等减速回程运动下降=330360 推杆近休取比例尺u1，先根据已知尺寸作出基圆与偏距圆，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：根据正弦加速度运动规律上升，位移公式是：s=h1-(/)+sin(2/)/(2)算出各推程
10、S，根据表中数据画出推杆的位置并将各个切点用平滑曲线连接，以基圆半径r加上推程h得（55+40）作为远休角的半径，作30的远休止圆弧1530456075901051201351501651800.151.153.6313.316.42022.426.229.532.836.140.从动件在推程的段的位移图利用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-2h/范围是0 ,60等减速回程运动方程； s=2h（-）/范围是 60,120算出各推程S，根据表中数据画出推杆的位置并将各个切点用平滑曲线连接，以基圆半径r作为近休角的半径，作30的远休止
11、圆弧，与基圆重合，图如下所示1-12102252402552702853003153303604038.753528.752011.2551.25001-1从动件在回程及近休角段的位移图利用CAD画图如下所示： 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=BC=ds/d其最大的距离Lmax=BCmax= |ds/d|max，|ds/d|max应根据推程和回程
12、推杆的运动规律进行计算，取最大值。设平底两侧取同样长度，则推杆平底长度L为 L=2|ds/d|max+(57)mm由于在推程的过程段求得平底长度L=2(h/s)cos(2/s)/（2） 0180在回程加速段求得平底的长度 L=4h/s 060根据推程回程的取值范围可求得平底推杆的平底长度为30.8mm(六) 压力角分析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， 愈大，F愈大，若 大至使F增至无穷大时，机构将发生自锁。此时机构的压力角称为临界压力角c，为保证凸轮机构能正常运转，应使其最大压力角max小于临界压力角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max应小于某一许用压力角，max (c)，对直动推杆一般取= 30。对于对心直动平底从动件盘形凸轮机构，由arctands/d/( rb+s) ，可求出，其中推程段的压力角为：arctan40/（1-cos2）/( rb+s) 角 度153045607590105120 135150165180压力角（）1.776.4712.3 15.618.418.7517.0613.238.576.154.150推程段的压力角为：等加速回程 arc
