Z8040射芯机制作气缸体凸轮室砂芯热芯盒的优化设计_刘晓旭

对于热芯盒的设计虽有

一些常规资料[1~3]介绍，但对气缸体凸轮室砂芯这样较为复杂砂芯的制作工艺，介绍的资料尚并不多见。笔者根据近两年来对国内较多的相关铸造厂及专业铸造模具制作公司的考查发现，其热芯盒的结构设计尚有较多不尽合理之处。故笔者在此以Z8040射芯机用酚醛树脂覆膜砂制作两种六缸气缸体（6110，6016）凸轮室砂芯及一种四缸气缸体（4113）的凸轮室砂芯热芯盒方案为例，进行比较评述。1

射砂方向的确定

对于凸轮室砂芯在

Z8040射芯机上用热芯盒工艺制作，较多的工厂采用的是酚醛树脂覆膜砂，少数工厂则采用的是呋喃树脂砂。对于后者因其制作的砂芯质量不够理想，此处不作介绍；而对于前者，生产实践表明，用图2的射砂方向能获得较

高质量的凸轮室砂芯。

在生产实践中，有的公司的工艺人员及模具设

计工程师对该类气缸体凸轮室砂芯热芯盒的设计认识不充分，出现了图1所示的不良方案。图1所示热

图1

Z8040热芯盒制芯机制作六缸气缸体凸轮室砂芯主要芯头朝下的结构方案

1.底框

2.下顶板

3.下顶杆压板

4.下顶杆

5.下导向杆

6.下顶芯杆

7.下盒体

8.上盒体

9.上顶芯板10.上导向杆

11.上顶芯杆

12.射砂口衬套

13.短加热管

14.衬套

15.同步顶杆16.长加热管

17.挡砂板

18.水冷射板

19.射砂嘴

20.侧开盒机构21.侧开盒板

22.侧抽芯块

23.大

芯头24.限位螺钉

234

5678

1314

1718192021222324

500

750Z8040射芯机制作气缸体凸轮室砂芯热芯盒的优化设计

刘晓旭1，刘文川2

（1.山东大柴缸体缸盖厂，山东莱阳市

265200；2.西南内燃机配件总厂铸造分厂，四川南充市

637100）

摘要：分析评述了Z8040射芯机用覆膜砂制作气缸体凸轮室砂芯芯盒优化设计方案，着重介绍其射砂方

向，芯盒本体、

底框、左右开盒的连接结构，射砂口衬套等结构及附件的优缺点。关键词：热芯盒射芯机；芯盒；设计

中图分类号：TG 231．66;文献标识码：A ；文章编号：1006－9658（2010）06－4收稿日期：2010－05－20文章编号：2010－075

作者简介：刘晓旭（1979-），男，工程师，主要从事发动机缸体缸盖的

铸造工艺工装（技术）设计与研究工作

图2

Z8040热芯盒制芯机制作六缸气缸体凸轮室砂芯主要芯头朝上的结构方案

1.底框

2.下顶板

3.下顶杆压板

4.下顶杆

5.下导向杆

6.下顶芯杆

7.下盒体

8.上盒体

9.上

顶芯板10.上导向杆11.上顶芯杆

12.大芯头

13.射砂口衬套

14.衬套

15.同步顶杆16.限位螺钉17.挡砂帽

18.水管接头

19.水冷射板

20.射砂嘴

21.侧开盒机构

22.侧开盒板

23.抽芯

块连接体

24.侧抽芯块

5678

1314

1718192021222324

500

750

芯盒结构方案的不足之处是芯盒内腔的空气难以充分地排除，从而使该类砂芯在热芯盒制作方式下较难获得上下表面质量均较高的砂芯；另外，由于制作的砂芯上表面较差而出现废品，从而影响制芯效率。

而采用图2所示的气缸体凸轮室砂芯射砂方向，其主要优点是能较充分地排除芯盒内腔空气，从而获得上下表面质量均较高的砂芯。生产实践亦表明，图2所示热芯盒工艺方案，既能使该类砂芯在用热覆膜砂的条件达到良好质量状态，又能降低其制作成本，获得较高的该类砂芯的生产效率。

2芯盒本体

对于热芯盒本体的优化设计，目前似乎尚无资料对其定量的研究报道，这包括一些权威资料在内亦是如此。根据笔者多年的实践经验认为，其热芯盒本体优化设计，在定性方面可遵循的原则为：主要应体现在本体结构的合理性和适宜尺寸两个方面。

对于Z8040射芯机芯盒的上下芯盒本体设计的主要原则为：其一，结构应尽可能简化；其二，分盒面应尽可能在砂芯的重要特征面（或自然尺寸）结构处；其三，上盒体结构有尽可的刚性，以使其变形量达到最低程度及提高其上盒体使用寿命等。

对于热芯盒本体适宜大小尺寸的优化设计，其主要遵循的原则应是：既要保证芯盒本体有适宜的“蓄热”量及其热平衡性，适宜的刚性——

—即尽可能少的变形量；又要保证芯盒本体不要过重，避免不必要的（动）能量消耗。

图3所示的热芯盒上盒体结构就不够合理，其上盒体之四个“吊耳”刚性不够，且盒体四个圆形安装孔还存在着与射芯机相应安装结构匹配性差的不足。图4是针对图3不足进行优化后的设计方案。3底框的优化设计

对于热芯盒底框（座）的设计，许多工厂或公司都沿用射芯机生产厂家所附射芯机使用说明书上推介的结构，或沿用一些手册上介绍的结构。而这些“传统”结构笔者认为其外观粗糙、笨重，加强筋较多地凸显于外部等，如图5所示。

而图6所示热芯盒的底框，外型规则，加强筋内置而不向外部凸显，表现出“内筋外光”的结构特点。

4左右开盒的连接结构

用上述优化设计理念，我们设计出的图2、图7（b）所示的Z8040射芯机制作六缸气缸体凸轮室砂芯热芯盒左右开盒的一根加热管式结构，其特点主要表现在：

（1）材料用量少。图7（b）所示的圆块式连接体比之于图7（a）所示的左右开盒的三根加热管式结构其金属材料用量少50%左右，大幅降低了该类零部件的用料成本。

（2）零部件加工简化。其相应零部件的加工工时及加工成本，图7（b）所示的一根加热管式结构比之于图7（a）所示的三根加热管式结构均要少60%～80%，大幅地降低了该类零部件成本及机构的加工图5Z8040射芯机制作热芯盒的底框的传统结构形式

图6Z8040射芯机制作热芯盒底框的优化结构形式

图4Z8040制芯机制作六缸气缸体凸轮室砂芯热芯盒的上盒体结构方案二（优化结构）

图3Z8040制芯机制作六缸气缸体凸轮室砂芯热芯盒的上盒体结构方案一（非优化结构）

成本。

（3）零部件安装简便及使用寿命长。图7（b ）所示的一根加热管式结构简单，比之于图7（a ）所示的三根加热管式结构：既使得其安装及维护（修）简单和方便，又使用寿命较大幅度地延长。5

其它附件结构的优化设计

在图2所示六缸气缸体凸轮室砂芯用Z8040制芯机制作的热芯盒设计制作中，我们还优化设计（制作）了下列附件及其安装结构。5．1下顶芯板导向杆

在Z8040类水平分盒热芯盒制芯机上，目前尚有少数工厂仍然沿用图8（a ）所示的下顶芯板导向杆。从该零件的结构与图8（b ）所示结构的导向杆相比不难看出其存在着较多的缺点：其一，结构复杂，制作精度要求高、制作工艺复杂、无畏耗费许多工时费用；其二，用料多，无效浪费金属材料；其三，安装、维护均不够简便。

在生产实践中，笔者多年来对多种水平分盒热芯盒制芯机（包括Z8040制芯机）的下顶芯板导向杆，早以改进为图8（b ）所示的优化结构。

5．2

下顶杆

在Z8040类水平分盒热芯盒制芯机上，还有一种附件——

—下顶杆，其结构类似于下顶芯板导向杆。在生产实践中，其目前的结构设计也类似于图8所示情况，也有9（a ）与图8（b ）所示的两种不同结构。图9（b ）的一端内螺纹一端法兰盘结构比之于图9（a ）传统的两端内螺纹结构，具有加工简化及安装简单等优点。6

结语

综上所述不难看出，不同的设计理念对相同砂芯在相似射芯机上的热芯盒设计所表现出结果有较大的不同。笔者认为，在Z8040射芯机上，还有下列一些附件可以做到比“传统”结构更为优化的设计，这类附件主要有：合盒销（套）及其压板，芯盒本体的加热部分，耐磨块部分，上下盒体定位（销）套等。总之，热芯盒的设计亦需与时俱进，靠大家来共同研究和提高。只有这样，才能使热芯盒的制作不断优化，设计技术更趋成熟。

参考

文献

[1]中国机械工程学会铸造学会.铸造手册：第5卷铸造工艺[M].北

京：机械工业出版社，2003.

[2]

吴光峰.铸造工艺工装设计手册[M].北京：机械工业出版社，1989.[3]

刘文川，刘谦.汽车缸体缸盖砂芯用热芯盒射芯机的适宜性浅评[J].铸造设备研究，1993（6）:40-44.[4]刘文川.462Q 气缸体凸轮室砂芯制芯工艺及热芯盒设计[J].汽车工艺与材料，1999（9）:8-10.

[5]陈世斌，刘文川，王涛，等.4108气缸体一箱两件的铸造模具优化设计与制造[J].中国铸造装备与技术，2005（5）.

[6]刘文川，周红梅，黄睿.热芯盒几种附件结构的通用性优化设计[J].中国装备与技术，2005（6）.

[7]

刘文川，王正端.美学及人类工效学在铸造工装设计中的应用[C].2005中国铸造活动周学术年会论文集，沈阳：中国机械工程学会铸造分会，2005，8.

图7气缸体凸轮室砂芯热芯盒左右开盒的两种不同结构

234124

3（a ）三根加热管式结构（非优化结构）1.侧开盒板 2.侧抽芯块

3.短加热管

4.侧开盒机构

（b ）一根加热管式结构（优化结构）

1.侧抽芯块

2.侧开盒板

3.抽芯

块连接体 4.侧开盒机构

736

200

图8水平分盒热芯盒下顶芯板导向杆的两种不同结构

（b ）一端外螺纹一端内螺纹结构

A-A D 向D

鬀

髿A-A

髿

鬀

D 向

鬁

（a ）两端外螺纹结构图9下顶杆两种不同安装结构

（a ）两端内螺纹

结构

（b ）一端内螺纹

一端法兰盘

Optimal Design of Hot Box of Model Z8040Coreshooter for Sand Core of Cylinder Cam Room

LIU XiaoXu 1，LIU WenChuan 2

（1.Shandong Heavy Diesel Cylinder Block and Head Works ，Laiyang City 265200，Shandong china ；

2.Foundry Branch Southwest Inner Combustion Engine Fittings General Works ，

Nanchong 637100，Sichuan China ）Abstract ：The optimal design of hot box of model Z8040coreshooter for sand core of cylinder cam

room has been analysed with emphasis on structures and their merits and shortcomings as direction of sand shooting ，connecting construction with core box ，bottom and left-right opening ，shooting sleeve.

Keywords ：Hot box coreshooter ；Core box ；Design

旋转唇形密封圈（骨架油封）是旋转类机械重要的密封元件，广泛应用于汽车、机车、机床、工程机械的密封中，它的质量的好坏直接影响主机产品质量。按骨架型式可分为内包骨架油封、外

露骨架油封和装配（组合）式油封三类（如图1、图2和图3）。内包骨架油封是将骨架处理后与橡胶硫化并包裹在橡胶里面；外露骨架油封是骨架与橡胶硫化在一起后，将外露骨架进行切削或磨削，获得一定的精度和粗糙度；装配式油封是将两种油封或组件

组装在一起形成一种新结构的油封。

旋转唇形密封圈的骨架，就如同混凝土构件里面的钢筋，起到加强的

作用，并使密封圈

能保持形状及张力；在旋转唇形密封圈成形过程中，骨架与橡胶硫化在一起，骨架处理前后都应保持尺寸和形状要求。密封圈在与安装座孔配合时，骨架使密封圈保持一定压迫力，使旋转轴密封圈可靠固定，并保持装配关系。为保持上述功能，骨架应与橡胶材料可靠结合。一般撕裂强度应大于4～5MPa 。图4是旋转唇形密封圈骨架处理一般工艺流程。

其中抛喷丸处理最为广泛使用，因为抛喷处理可以获取需要的清理等级和表面粗糙度，对骨架表面的清理也最彻底。

图4旋转唇形密封圈骨架处理一般工艺流程

喷砂处理

丙酮清洗

涂覆粘合剂

酸洗烘干

脱脂磷化

骨架橡胶

弹簧

图1内包骨架油封断面图

图2外露骨架油封断面图

骨架橡胶

弹簧旋转唇形密封圈骨架的抛喷丸处理

蔡涌1，吴寿喜1，张伟2，高森1，李永冬2

(1.青岛开世密封工业有限公司，山东青岛市

266031；2.青岛海纳重工集团公司，山东青岛市266033）

摘要：介绍了旋转唇形密封圈金属骨架的抛喷丸处理原理及工艺，阐述了包括丸砂粒度、抛喷丸时间、抛

喷丸速度等影响骨架抛喷丸处理质量的因素，介绍了骨架抛喷丸处理常用的设备。

关键词：密封圈骨架；抛丸处理；喷丸处理

中图分类号：TG 246;文献标识码：B ；文章编号：1006－9658（2010）06－2收稿日期：2010－09－27文章编号：2010－144

作者简介：蔡涌（1963-），工程师，从事铸造设备、橡胶模具、橡塑密封

技术开发

图3组合油封断面图金属挡圈

外油封

内油封

骨架

橡

胶弹簧

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哈工大机械原理大作业凸轮机构设计题

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 机械原理大作业二课程名称：机械原理设计题目：凸轮机构设计一．设计题目设计直动从动件盘形凸轮机构， 1.运动规律（等加速等减速运动）推程 0450≤≤? 推程 009045≤≤? 2.运动规律（等加速等减速运动）回程 00200160≤≤? 回程 00240200≤≤? 三．推杆位移、速度、加速度线图及凸轮s d ds -φ 线图采用VB 编程，其源程序及图像如下： 1.位移： Private Sub Command1_Click() Timer1.Enabled = True '开启计时器 End Sub Private Sub Timer1_Timer() Static i As Single

Dim s As Single, q As Single 'i作为静态变量，控制流程；s代表位移；q代表角度 Picture1.CurrentX = 0 Picture1.CurrentY = 0 i = i + 0.1 If i <= 45 Then q = i s = 240 * (q / 90) ^ 2 Picture1.PSet Step(q, -s), vbRed ElseIf i >= 45 And i <= 90 Then q = i s = 120 - 240 * ((90 - q) ^ 2) / (90 ^ 2) Picture1.PSet Step(q, -s), vbGreen ElseIf i >= 90 And i <= 150 Then q = i s = 120 Picture1.PSet Step(q, -s), vbBlack ElseIf i >= 150 And i <= 190 Then q = i s = 120 - 240 * (q - 150) ^ 2 / 6400 Picture1.PSet Step(q, -s), vbBlue ElseIf i >= 190 And i <= 230 Then

活塞设计说明书

汽油机活塞设计说明书：：

一、活塞设计要求活塞是曲柄连杆机构的重要零件，主要功用是承受燃烧气体压力和惯性力，并将燃烧气体压力通过活塞销传给连杆，推动曲轴旋转对外作功。此外，活塞又是燃烧室的组成部分。活塞是内燃机中工作条件最严酷的零件。作用于活塞上的气体压力和惯性力都是周期变化的，燃烧瞬时作用于活塞上的气体压力很高，如增压内燃机的最高燃烧压力可达14—16MPa。而且活塞还要承受在连杆倾斜位置时侧压力的周期性冲击作用，在气体压力、往复惯性力和侧压力的共同作用下，可能引起活塞变形，活塞销座开裂，活塞侧部磨损等。由此可见，活塞应有足够的强度和刚度，而且质量要轻。本次课程设计的目的是设计四冲程汽油机的活塞，根据某些现有发动机的参数，确定活塞直径D=73mm。二、活塞材料活塞材料常用灰铸铁和铝合金，然而由于铸铁材料密度大，产生的往复惯性力也很大，所以目前只用于大中型、低速柴油机上，故采用铝合金活塞。为了使活塞拥有较好的热导率、高温强度、可锻性以及较小的热膨胀系数，所以才用铝硅铜合金。三、活塞的结构设计活塞按部位不同可以分为顶部、头部和裙部。

1.活塞顶部设计活塞顶部形状对于四冲程内燃机取决于燃烧室形状，一般有平顶、凸顶和凹顶，此处选用平顶活塞。活塞顶的厚度δ是根据强度、刚度及散热条件来确定，在满足强度的条件下δ值尽量取小。对于铝合金材料的活塞δ值，汽油机为（0.06~0.10）D,柴油机为（0.1~0.2）D。则：δ=（0.06~0.10）*73=（4.38~7.3）mm 取δ=5.00mm 2.活塞头部设计 2.1设计要求活塞头主要功用是承受气压力，并通过销座把它传给连杆，同时

第9章凸轮机构及其设计(有答案)

1．图示凸轮机构从动件推程运动线图是由哪两种常用的基本运动规律组合而成？并指出有无冲击。如果有冲击，哪些位置上有何种冲击？从动件运动形式为停-升-停。 (1) 由等速运动规律和等加速等减速运动规律组合而成。 (2) 有冲击。 (3) ABCD 处有柔性冲击。 2. 有一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构，为改善从动件尖端的磨损情况，将其尖端改为滚子，仍使用原来的凸轮，这时该凸轮机构中从动件的运动规律有无变化？简述理由。 (1) 运动规律发生了变化。 (见下图 ) (2)采用尖顶从动件时，图示位置从动件的速度v O P 2111=ω，采用滚子从动件时，图示位置的速度 '='v O P 2111ω，由于O P O P v v 1111 22≠'≠',；故其运动规律发生改变。

3. 在图示的凸轮机构中，画出凸轮从图示位置转过60?时从动件的位置及从动件的位移s。总分5分。(1)3 分；(2)2 分 (1) 找出转过60?的位置。 (2) 标出位移s。

4. 画出图示凸轮机构从动件升到最高时的位置，标出从动件行程h ，说明推程运动角和回程运动角的大小。总分5分。(1)2 分；(2)1 分；(3)1 分；(4)1 分 (1) 从动件升到最高点位置如图示。 (2) 行程h 如图示。 (3)Φ＝δ0－θ (4)Φ'＝δ' 0＋θ

5.图示直动尖顶从动件盘形凸轮机构，凸轮等角速转动，凸轮轮廓在推程运动角Φ=? 从动件行程h=30 mm，要求：（1）画出推程时从动件的位移线图s-?；（2）分析推程时有无冲击，发生在何处？是哪种冲击？ - 总分10分。(1)6 分；(2)4 分 (1)因推程时凸轮轮廓是渐开线，其从动件速度为常数v=r0?ω，其位移为直线，如图示。

机械原理教案凸轮机构及其设计

第九章凸轮机构及其设计 §9．1 凸轮机构的应用及分类一、凸轮机构的应用凸轮机构是由具有曲线轮廓或凹槽的构件，通过高副接触带动从动件实现预期运动规律的一种高副机构。广泛地应用于各种机械，特别是自动机械、自动控制装置和装配生产线中。（尤其是需要从动件准确地实现某种预期的运动规律时）常用于将“简单转动”→“复杂移动”、“复杂摆动”、“与其它机构组合得到复杂的运动”。图示为内燃机配气凸轮机构。具有曲线轮廓的构件1叫做凸轮，当它作等速转动时，其曲线轮廓通过与推杆2的平底接触，使气阀有规律地开启和闭合。工作对气阀的动作程序及其速度和加速度都有严格的要求，这些要求都是通过凸轮的轮廓曲线来实现的。组成：凸轮、从动件、机架（高副机构）。二、凸轮机构的特点 1）只需改变凸轮廓线，就可以得到复杂的运动规律； 2）设计方法简便； 3）构件少、结构紧凑； 4）与其它机构组合可以得到很复杂的运动规律 5）凸轮机构不宜传递很大的动力； 6）从动件的行程不宜过大； 7）特殊的凸轮廓线有时加工困难。三、凸轮机构的类型

凸轮机构的分类： 1）盘形凸轮按凸轮形状分：2）移动凸轮 3）柱体凸轮 1）尖底从动件；按从动件型式分：2）滚子从动件； 3）平底从动件 1）力封闭→弹簧力、重力等按维持高副接触分（封闭）槽形凸轮 2）几何封闭等宽凸轮等径凸轮共轭凸轮

§9．2 从动件常用运动规律设计凸轮机构时，首先应根据工作要求确定从动件的运动规律，然后再按照这一运动规律设计凸轮廓线。以尖底直动从动件盘形凸轮机构为例，说明从动件的运动规律与凸轮廓线之间的相互关系。基本概念：基圆——凸轮理论轮廓曲线最小向径.r 0所作的圆。行程——从动件由最远点到最近点的位移量h （或摆角）推程——从动件远离凸轮轴心的过程。回程——从动件靠近凸轮轴心的过程。推程运动角——从动件远离凸轮轴心过程，凸轮所转过的角度。名称图形说明尖端从动件从动件的尖端能够与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，从而使从动件实现任意的运动规律。这种从动件结构最简单，但尖端处易磨损，故只适用于速度较低和传力不大的场合（实用性较差，但理论意义强）。曲面从动件为了克服尖端从动件的缺点，可以把从动件的端部做成曲面，称为曲面从动件。这种结构形式的从动件在生产中应用较多。滚子从动件为减小摩擦磨损，在从动件端部安装一个滚轮，把从动件与凸轮之间的滑动摩擦变成滚动摩擦，因此摩擦磨损较小，可用来传递较大的动力，故这种形式的从动件应用很广（并不适宜高速）。平底从动件从动件与凸轮轮廓之间为线接触，接触处易形成油膜，润滑状况好。此外，在不计摩擦时，凸轮对从动件的作用力始终垂直于从动件的平底，受力平稳，传动效率高，常用于高速场合。缺点是与之配合的凸轮轮廓必须全部为外凸形状。

医院气体设计说明(液氧)

一．概述 1、本方案具有下列特点： ◆充分结合了目前国内外医用气体系统先进设计理念及国内知名医院设计模式； ◆设计的动力设备目前国内医院普遍使用率较高，运行性能良好，经济合理； ◆设计规范在按照GB50751-2012《医用气体工程技术规范》前提下，又参照了GB50333-2013《医院洁净手术部建筑技术规范——医用气体篇》要求。 ◆大楼内供氧、吸引、压缩空气系统主管管道设计十路作为大楼内所有病区的供气主管。第一路供往1#门诊综合楼小手术室、ICU区域，第二路供往1#门诊综合楼普通病房区域；第三路供往连廊楼手术部区域，第四路供往连廊楼普通病房区域；第五路供往2#外科楼手术部区域，第六路供往2#外科楼普通病房区域；第七路供往3#内科楼手术部、ICU区域，第八路供往3#内科楼普通病房区域；第九路、第十路备用。 ◆保证系统今后的扩展性，氧气、吸引、压缩空气机房总管出口处预留阀门，可连接今后其它大楼的用气连接之用。 2、项目概况：临沂市人民医院本次医用气体系统工程合计4328 套用气单元，其中包括：（1）、手术部区域：重大手术室48间，麻醉诱导15床，术后恢复苏醒33床；（2）、重症监护区域：ICU、CCU 142床，血透90床（3）、病房区域：普通病房4000床（4）、35人位高压氧舱。3、医用供气系统的设计要点：（1）、解决全系统的最佳气体流量及压力分配问题： ①根据整幢大楼的总用气点流量，从主管、横管、支管进行一系列的实际与理论相结合的计算，确定最佳管径保证了用气点的气体流量。 ②为保证压力符合使用要求，氧气、空气每层均有流量调压装置均采用双路设计，并能根据需要调节使用压力。（2）、解决全系统的密封性问题：为了提高系统密封性，从工程设计到施工、材料选购、检验均严格按照GB50751-2012《医用气体工程技术规范》、国家医药行业标准YY/T0186-0187-94《医用中心吸引、中心供氧系统通用技术条件》及国家相关标准执行。中心供氧、吸引、压缩空气系统均设计脱脂紫铜管，连接均采用标准的医用紫铜管件连接金属密封后银钎基焊接，保证了大楼医用气体工程整个系统的气密性。（3）、解决全系统的寿命及安全性问题： ①为了保证系统整体寿命，除所选用的产品均是国内知名品牌浙江海亮产品外，另外从脱脂紫铜管的连接采用金属管件密封，系统中无非金属密封材料，避免了系统的老化，且铜元有杀菌抑菌功能。从而保证整套管路系统使用寿命超过30年。 ②供氧整个系统中氧气、压缩空气部分的所有减压装置均采用双路设计，一路使用一路备用。且每个减压装置中均设有一套安全阀，当减压装置故障出口压力高于最高使用压力时，安全阀自动开启并进行卸压，从而避免了氧气终端、压缩空气终端出现超出使用压力的危险情况。

哈工大机械原理大作业凸轮机构第四题

Harbin Institute of Technology 机械原理大作业二课程名称：机械原理设计题目：凸轮机构设计姓名：李清蔚学号：1140810304 班级：1408103 指导教师：林琳

一.设计题目设计直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见表 1 表一：凸轮机构原始参数升程（mm ) 升程运动角（o）升程运动规律升程许用压力角（o）回程运动角（o）回程运动规律回程许用压力角（o）远休止角（o）近休止角（o） 40 90 等加等减速30 50 4-5-6- 7多项式 60 100 120

二.凸轮推杆运动规律（1）推程运动规律（等加速等减速运动）推程F0=90° ①位移方程如下： ②速度方程如下： ③加速度方程如下：（2）回程运动规律（4-5-6-7多项式）回程0 0240 190≤ ≤?，F0=90°，F s=100°，F0’=50°其中回程过程的位移方程，速度方程，加速度方程如下：

三.运动线图及凸轮s d ds -φ 线图本题目采用Matlab 编程，写出凸轮每一段的运动方程，运用Matlab 模拟将凸轮的运动曲线以及凸轮形状表现出来。代码见报告的结尾。 1、程序流程框图开始输入凸轮推程回程的运动方程输入凸轮基圆偏距等基本参数输出ds,dv,da 图像输出压力角、曲率半径图像输出凸轮的构件形状结束

2、运动规律ds图像如下：速度规律dv图像如下：加速度da规律如下图：

3.凸轮的基圆半径和偏距以ds/dfψ-s图为基础，可分别作出三条限制线（推程许用压力角的切界限D t d t,回程许用压力角的限制线D t'd t'，起始点压力角许用线B0d'')，以这三条线可确定最小基圆半径及所对应的偏距e,在其下方选择一合适点，即可满足压力角的限制条件。得图如下：得最小基圆对应的坐标位置O点坐标大约为（13，-50）经计算取偏距e=13mm，r0=51.67mm.

第九章凸轮机构及其设计

第九章凸轮机构及其设计第一节凸轮机构的应用、特点及分类 1.凸轮机构的应用在各种机械，特别是自动机械和自动控制装置中，广泛地应用着各种形式的凸轮机构。例1内燃机的配气机构当凸轮回转时，其轮廓将迫使推杆作往复摆动，从而使气阀开启或关闭(关闭是借弹簧的作用)，以控制可燃物质在适当的时间进入气缸或排出废气。至于气阀开启和关闭时间的长短及其速度和加速度的变化规律，则取决于凸轮轮廓曲线的形状。例2自动机床的进刀机构当具有凹槽的圆柱凸轮回转时，其凹槽的侧面通过嵌于凹槽中的滚子迫使推杆绕其轴作往复摆动，从而控制刀架的进刀和退刀运动。至于进刀和退刀的运动规律如何，则决定于凹槽曲线的形状。 2.凸轮机构及其特点 (1)凸轮机构的组成凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。凸轮通常作等速转动，但也有作往复摆动或移动的。推杆是被凸轮直接推动的构件。因为在凸轮机构中推杆多是从动件，故又常称其为从动件。凸轮机构就是由凸轮、推杆和机架三个主要构件所组成的高副机构。 (2)凸轮机构的特点

1）优点：只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且机构简单紧凑。 2）缺点：凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损，所以凸轮机构多用在传力不大的场合。 3.凸轮机构的分类凸轮机构的类型很多，常就凸轮和推杆的形状及其运动形式的不同来分类。（1）按凸轮的形状分 1）盘形凸轮（移动凸轮） 2）圆柱凸轮盘形凸轮是一个具有变化向径的盘形构件绕固定轴线回转。移动凸轮可看作是转轴在无穷远处的盘形凸轮的一部分，它作往复直线移动。圆柱凸轮是一个在圆柱面上开有曲线凹槽，或是在圆柱端面上作出曲线轮廓的构件，它可看作是将移动凸轮卷于圆柱体上形成的。盘形凸轮机构和移动凸轮机构为平面凸轮机构，而圆柱凸轮机构是一种空间凸轮机构。盘形凸轮机构的结构比较简单，应用也最广泛，但其推杆的行程不能太大，否则将使凸轮的尺寸过大。（2）按推杆的形状分 1）尖顶推杆。这种推杆的构造最简单，但易磨损，所以只适用于作用力不大和速度较低的场合（如用于仪表等机构中）。 2）滚子推杆。滚子推杆由于滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，所以磨损较小，故可用来传递较大的动力，因而应用较广。

凸轮机构设计(4学时)

第四章凸轮机构设计（4学时） 1．教学目标 1）了解凸轮机构的分类及应用； 2）了解推杆常用运动规律的选择原则； 3）掌握在确定凸轮机构的基本尺寸时应考虑的主要问题； 4）能根据选定的凸轮类型和推杆运动规律设计凸轮的轮廓曲线。 2．教学重点和难点 1）推杆常用运动规律特点及选择原则； 2）盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计； 3）凸轮基圆半径与压力角及自锁的关系；难点：“反转法原理”与压力角的概念。 3．讲授方法：多媒体课件第四章凸轮机构 4．1 凸轮机构的特点和分类 4．2 从动件常用的运动规律一、凸轮机构的组成和应用 1、组成凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个部分所组成。 2、运动规律凸轮机构可以将主动件凸轮的等速连续转动变换为从动件的往复直线运动或绕某定点的摆动，并依靠凸轮轮廓曲线准确地实现所要求的运动规律。 3、特点优点是：只要正确地设计凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任意给定的运动规律，且结构简单、紧凑、工作可靠。缺点是：凸轮与从动件之间为点或线接触，不易润滑，容易磨损。因此，凸轮机构多用于传力不大的控制机构和调节机构二、凸轮机构的分类 1、按凸轮的形状分 (l)盘形凸轮也叫平板凸轮。这种凸轮是一个径向尺寸变化的盘形构件，当凸轮l绕固定轴转动时，可使从动件在垂直于凸轮轴的平面内运动

(2)移动凸轮当盘形凸轮的径向尺寸变得无穷大时，其转轴也将在无穷远处，这时凸轮将作直线移动。通常称这种凸轮为移动凸轮。 (3)圆柱凸轮凸轮为一圆柱体，它可以看成是由移动凸轮卷曲而成的。曲线轮廓可以开在圆柱体的端面也可以在圆柱面上开出曲线凹槽。 2、按从动件的形式分 (l)尖顶从动件结构最简单，而且尖顶能与较复杂形状的凸轮轮廓相接触，从而能实现较复杂的运动，但因尖顶极易磨损，故只适用于轻载、低速的凸轮机构和仪表中。 (2)滚子从动件在从动件的一端装有一个可自由转动的滚子。由于滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，故磨损较小，改善了工作条件。因此，可用来传递较大的动力，应用也最广泛。 (3)平底从动件从动件一端做成平底(即平面)，在凸轮轮廓与从动件底面之间易于形成油膜，故润滑条件较好、磨损小。当不计摩擦时，凸轮对从动件的作用力始终与平底垂直，传力性能较好，传动效率较高，所以常用于高速凸轮机构中。但由于从动件为一平底，故不适用于带有内凹轮廓的凸轮机构。三、基本概念 1、基圆：以凸轮轮廓最小半径 r b 所作的圆 2、推程：从动件经过轮廓AB段，从动件被推到最高位置 3、推程角：角δ 0，这个行程称为，δ 2 称为 4、回程：经过轮廓CD段，从动件由最高位置回到最低位置； 5、回程角：角δ 2 6、远停程角：角δ 1 7、近停程角：角δ 3 二、凸轮与从动件的关系

气动机械手设计说明书

气动机械手－设计说明书

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： ?

一、设计要求为卸码垛机械手臂配制造附件,即夹持工件的手指机构。机构应根据工件的形状、尺寸、工件质量大小、表面性质等因素专门设计。本设计拟搬运宽度尺寸9０～11０mｍ、质量为5kg以内的六菱柱形钢质工件，手指机构带水平转盘。设计手指机构的机械结构，机构自身重量控制在10ｋg以内,手指的动力驱动方式自选。二、具体设计方案本次机械手的主要设计构思来源于实验室的机械手模型,通过对实验室机械手的一系列观察研究，开始了如下方案的设计。首先，我们选择了气动的方式来驱动机械手的运动,而对于气缸的选择，因为在这方面的学习还不够,而且对于我们所设计的机械手结构在气缸方面的要求不高,故在此不作进一步研究。根据实验室的机械手模型,我们仿照其结构把机械手设计为平行式夹持手爪,接下来是对一些重要尺寸的确定做一较为详细的介绍。 2．1机械手手爪伸缩运动的设计通过查阅相关资料,对于夹持型手爪进行受力分析如图所示,两个手指总夹持力2μＦ必须大于夹持工件的重力ｍg 故应满足2μF>mg，即F>mg/２μ 式中μ为摩擦系数,本次设计的手指夹持处设有辅助件，材料取为硬质橡胶，一般令μ=0.65；另外已知m为5kg；由此可得 F>ｍg／2μ=5×9．8/(2×0.６5)＝38N

机械手的结构图如下：此部分为机械手的夹持部分,由图中可知，此结构主要是以齿轮齿条的啮合运动来实现手指的夹紧与放松,而通过两个类似于单缸气缸的腔体充气和放气产生推动力。因此根据公式可得: Ｄ=(4F／(πPη)）? 其中η为负载率,一般取0．4。代入相关数据可得：D=0．017m 又知腔体中受压缩气体作用的面积为一圆环，即ｓ=π*（R2-r2)=π*D2/4 (其中Ｒ为腔体外半径，r为轴半径) 只要圆环面积s大于π*D2/4即可,现取Ｄ=0.02m=20mｍ r=10mm R＝20mm 则s的面积足够大,能提供足够的推力来满足运动。之后根据所夹持件尺寸的要求是9０至11０mm,则按照90mm来计算(最小的工件尺寸），若能夹到的话,则110ｍm的也一定能夹到,然后通过一系列的尺寸推导运算(该部分是通过先初步设计尺寸，然后在建模过程中不断修改所得），即可设计出如上所示的机械手结构。其中最主要的就是齿轮齿条的行程大小确定，它是根据所要夹持工件的尺寸要求来设计的。

机械原理大作业3凸轮结构设计说明

机械原理大作业（二）作业名称：机械原理设计题目：凸轮机构设计院系：机电工程学院班级：设计者：学号：指导教师：丁刚明设计时间：工业大学机械设计

1.设计题目如图所示直动从动件盘形凸轮机构，根据其原始参数设计该凸轮。表一：凸轮机构原始参数序号升程（mm) 升程运动角（o）升程运动规律升程许用压力角（o）回程运动角（o）回程运动规律回程许用压力角（o）远休止角（o）近休止角（o） 12 80 150 正弦加速度30 100 正弦加速度 60 60 50 2.凸轮推杆运动规律 (1)推杆升程运动方程 S=h[φ/Φ0-sin(2πφ/Φ0)]

V=hω1/Φ0[1-cos(2πφ/Φ0)] a=2πhω12sin(2πφ/Φ0)/Φ02 式中： h=150，Φ0=5π/6，0<=φ<=Φ0，ω1=1（为方便计算） (2)推杆回程运动方程 S=h[1-T/Φ1+sin(2πT/Φ1)/2π] V= -hω1/Φ1[1-cos(2πT/Φ1)] a= -2πhω12sin(2πT/Φ1)/Φ12 式中： h=150，Φ1=5π/9，7π/6<=φ<=31π/18，T=φ-7π/6 3.运动线图及凸轮线图运动线图：用Matlab编程所得源程序如下： t=0:pi/500:2*pi; w1=1;h=150; leng=length(t); for m=1:leng; if t(m)<=5*pi/6 S(m) = h*(t(m)/(5*pi/6)-sin(2*pi*t(m)/(5*pi/6))/(2*pi)); v(m)=h*w1*(1-cos(2*pi*t(m)/(5*pi/6)))/(5*pi/6); a(m)=2*h*w1*w1*sin(2*pi*t(m)/(5*pi/6))/((5*pi/6)*(5*pi/6)); % 求退程位移，速度，加速度 elseif t(m)<=7*pi/6 S(m)=h; v(m)=0; a(m)=0; % 求远休止位移，速度，加速度 elseif t(m)<=31*pi/18 T(m)=t(m)-21*pi/18; S(m)=h*(1-T(m)/(5*pi/9)+sin(2*pi*T(m)/(5*pi/9))/(2*pi)); v(m)=-h/(5*pi/9)*(1-cos(2*pi*T(m)/(5*pi/9))); a(m)=-2*pi*h/(5*pi/9)^2*sin(2*pi*T(m)/(5*pi/9)); % 求回程位移，速度，加速度

机械锁紧装置凸轮机构及优化设计分析-优化设计论文-设计论文

机械锁紧装置凸轮机构及优化设计分析-优化设计论文-设计论文 ——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印—— 摘要：机械锁紧装置中凸轮机构结构紧凑、运动可靠、设计简单，只要设计出合适的凸轮轮廓，就能依靠凸轮机构各组成部分的相互配合得到设计需要的运动规律。机械凸轮机构运动可靠的特点使其在纺织机、印刷机、内燃机、数控机床等机械中普遍应用。决定其运动可靠性的主要条件是凸轮轮廓的设计。凸轮轮廓的设计难度高，需要经过大量的计算和推敲。凸轮轮廓的优化是提高凸轮机构运动可靠性和减少磨损程度的关键。本文总共分为四部分。第一部分简单介绍了凸轮机构；第二部分分析了凸轮机构的运动过程；第三部探讨了影响凸轮机构可靠性的设计因素；第四部分分析了凸轮机构的优化设计。旨在为凸轮机构动作系统的优化设计提供一些参考。关键词：机械锁紧装置；凸轮机构；设计；凸轮轮廓

凸轮机构是机械设备重要的锁紧装置，常用于定位锁紧设备中。如纺织机、印刷机、电动车刹车装置、数码产品外置记忆卡的卡槽装置等。它由凸轮、从动件、机架等构件构成，其中决定凸轮机构性能的主要构件为凸轮。凸轮的性能主要由其曲线轮廓所决定，而凸轮的轮廓曲线运动、直线运动是凸轮设计的重点，也是凸轮机构设计的重要内容。由于凸轮机构为机械控制装置的重要组件，它在机械规律的运动过程中承担着传动动能和完成预定的运动规律的作用。在机械运动过程中，凸轮机构做往复的曲线摆动或直线运动，在这个过程中凸轮轮廓会受到较强的压力、刚性冲击力和摩擦力，因此易发生磨损，从而影响工作性能。结合弹性流体动压润滑原理、图解法、解析法对凸轮轮廓做精确计算，对凸轮轮廓进行优化设计，是改善凸轮机构运动规律下综合性能的重要途径，也是当前凸轮机构的主要研究方向。 1凸轮机构概述凸轮机构的主要构建包括杆状从动件、盘状或柱状曲线轮廓、三个机架构件组成。常用于数控机床的进刀机构、汽车发动机的配气机

凸轮轴的设计说明书

二缸油泵凸轮轴材料设计班级：材料10971 学号：10400971 姓名：

机械学院课程设计任务书机械系材料10971班学生学号10400971 课程设计课题：二缸油泵凸轮轴材料设计一、课程设计工作日自2011年9月5日至2011年9月9日星期五二、同组学生：曹润、陈胜、封成尧、高兴、葛义尚、韩君、何东、侯存亿三、课程设计任务要求包括课题来源、类型、目的和意义、基本要求、完成时间主要参考资料等。（1）目的和意义 1.熟悉课题、查阅资料：要求充分熟悉本课题，并查阅大量有关本课题内容的资料。 2.对所属零件进行受力和失效分析，提出性能要求。 3.确定合金钢材料：要求在满足零件使用性能的前提下，兼顾经济型和工艺性，合理选择材料。 4.确定热处理工艺方法和设备：要求选定热处理方法和热处理设备。 5.编写说明书：明确本课题设计方案的内容、确定原则和理由。 6.编制热处理工艺卡。（二）基本要求 1设计说明书一套 2热处理工艺卡一套 3课程设计小结一份（三）参考资料教材、课程设计指导书、手册、图册等。指导教师签字：

目录一、二缸凸轮轴的工作环境、受力失效分析 1、凸轮轴的工作环境分析 2、凸轮轴的失效分析二、二缸凸轮轴的性能要求三、二缸凸轮轴材料选择及其性能分析 1、材料合金元素的作用分析 2、材料加工工艺分析 3、热处理工艺分析 4、材料的使用性能比较 5、确定材料材料的最终选择四、二缸凸轮轴材料45Mn2B热处理工艺 1、二缸凸轮轴选用的热处理设备 2、制定工艺流程 3、预备热处理工艺 4、最终热处理工艺五、热处理工艺卡六、结论参考文献课程设计小结

哈工大机械原理大作业_凸轮机构设计(第3题)

机械原理大作业二课程名称：机械原理设计题目：凸轮设计院系：机电学院班级： 1208103 完成者： xxxxxxx 学号： 11208103xx 指导教师：林琳设计时间： 2014.5.2

工业大学凸轮设计一、设计题目如图所示直动从动件盘形凸轮，其原始参数见表，据此设计该凸轮。二、凸轮推杆升程、回程运动方程及其线图 1 、凸轮推杆升程运动方程(6 50π?≤≤) 升程采用正弦加速度运动规律，故将已知条件mm h 50=，650π= Φ带入正弦加速度运动规律的升程段方程式中得： ????? ???? ??-=512sin 215650?ππ?S ；

?? ??????? ??-=512cos 1601ππωv ； ?? ? ??=512sin 1442 1?πωa ； 2、凸轮推杆推程远休止角运动方程（ π?π≤≤6 5） mm h s 50==； 0==a v ； 3、凸轮推杆回程运动方程（914π?π≤≤）回程采用余弦加速度运动规律，故将已知条件mm h 50=，95' 0π= Φ，6s π =Φ带入余弦加速度运动规律的回程段方程式中得： ?? ????-+=)(59cos 125π?s ； ()π?ω--=5 9sin 451v ； ()π?ω-=5 9cos 81-a 21； 4、凸轮推杆回程近休止角运动方程（π?π29 14≤≤） 0===a v s ； 5、凸轮推杆位移、速度、加速度线图根据以上所列的运动方程，利用matlab 绘制出位移、速度、加速度线图。 ①位移线图编程如下： %用t 代替转角 t=0:0.01:5*pi/6; s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)); hold on plot(t,s); t=5*pi/6:0.01:pi; s=50; hold on plot(t,s); t=pi:0.01:14*pi/9; s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5));

凸轮型线设计资料

内燃机课程设计凸轮说明书题目90kW四行程四缸汽油机凸轮型线设计学院机电工程学院专业热能与动力工程专业班级热动1002 学号姓名指导老师刘军日期2013-6-25

90kW四行程四缸汽油机凸轮型线设计前言四冲程汽车发动机都采用气门式配气机构，其功用是按照发动机的工作顺序和工作循环要求，定时开启和关闭各缸的进、排气门，使新气进入气缸，废气从气缸排出。其中，凸轮机构作为机械中一种常用机构，在自动学和半自动学当中应用十分广泛，凸轮外形设计在配气机构设计中极为重要，这是由于气门开关的快慢、开度的大小、开启时间的长短都取决于配气机构的形状。因此，配气凸轮的外形设计和配气凸轮型线设计就决定了时间的大小、配气机构各零件的运动规律及其承载情况。任务书首先对凸轮进行设计，然后利用最大速度和最大加速度位置基于高次方程凸轮运动规律进行凸轮型线的优化设计，建立数学模型，并设计图论过渡段和绘制图轮廓图。凸轮的设计 1.给定的参数及要求（1）凸轮设计转速n c =4636r/min；（2）进气门开启角233°（曲轴转角），凸轮工作段包角 116.5°；（3）排气门开启角220°（曲轴转角），凸轮工作段包角 110°；（4）气门重叠角15°（曲轴转角），凸轮转角7.5°；（5）凸轮基圆直径 28mm；（6）进气门最大气门升程h vmax =8.2，排气门最大气门升程h vmax =8。 2.凸轮型线类型的选择配气机构是发动机的一个重要系统，其设计好坏对发动机的性能、可靠性和

寿命有极大的影响。其中凸轮型线设计是配气机构设计中最为关键的部分，在确定了系统参数后，重要的问题是根据发动机的性能和用途，正确选择凸轮型线类型及凸轮参数。凸轮型线有多种，如复合正弦，复合摆线，低次方，高次方，多项动力，谐波凸轮等。其中，高次方、多项动力、谐波凸轮等具有连续的高阶倒数的凸轮型线，具有良好的动力性能，能满足较高转速发动机配气机构工作平稳性的要求。由于凸轮设计转速为n c =2318 r/min ，即每分钟凸轮轴转2318圈，属于高速发动机，且为使发动机运动件少，传动链短，整个机构的刚度大，因此我们用双圆弧凸轮的凸轮轴上置式配置机构。由于四冲程发动机每完成一个工作循环，每个气缸进、排气一次。这时曲轴转两周，而凸轮轴只旋转一周，所以曲轴与凸轮轴的转速比或传动比为2:1，即由上式已知可知曲轴的转速为2318*2=4636r/min 。 3.计算凸轮的外形尺寸图一圆弧凸轮的几何参数示意图由上图可知，圆弧凸轮有五个参数：基圆半径r 0=PR ，腹弧半径r 1=OA ，

机械原理凸轮机构及其设计

第六讲凸轮机构及其设计（一）凸轮机构的应用和分类一、凸轮机构 1．组成：凸轮，推杆，机架。 2．优点：只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且机构简单紧凑。缺点：凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损，所以凸轮机构多用在传力不大的场合。二、凸轮机构的分类 1．按凸轮的形状分：盘形凸轮圆柱凸轮 2．按推杆的形状分尖顶推杆：结构简单，能与复杂的凸轮轮廓保持接触，实现任意预期运动。易遭磨损，只适用于作用力不大和速度较低的场合滚子推杆：滚动摩擦力小，承载力大，可用于传递较大的动力。不能与凹槽的凸轮轮廓时时处处保持接触。平底推杆：不考虑摩擦时，凸轮对推杆的作用力与从动件平底垂直，受力平稳；易形成油膜，润滑好；效率高。不能与凹槽的凸轮轮廓时时处处保持接触。 3．按从动件的运动形式分（1）往复直线运动：直动推杆，又有对心和偏心式两种。（2）往复摆动运动：摆动推杆，也有对心和偏心式两种。 4．根据凸轮与推杆接触方法不同分：（1）力封闭的凸轮机构：通过其它外力（如重力，弹性力）使推杆始终与凸轮保持接触，（2）几何形状封闭的凸轮机构：利用凸轮或推杆的特殊几何结构使凸轮与推杆始终保持接触。①等宽凸轮机构②等径凸轮机构③共轭凸轮（二）推杆的运动规律一、基本名词：以凸轮的回转轴心O为圆心，以凸轮的最小半径r0为半径所作的圆称为凸轮的基圆，r0称为基圆半径。推程：当凸轮以角速度转动时，推杆被推到距凸轮转动中心最远的位置的过程称为推程。推杆上升的最大距离称为推杆的行程，相应的凸轮转角称为推程运动角。回程：推杆由最远位置回到起始位置的过程称为回程，对应的凸轮转角称为回程运动角。休止：推杆处于静止不动的阶段。推杆在最远处静止不动，对应的凸轮转角称为远休止角；推杆在最近处静止不动，对应的凸轮转角称为近休止角二、推杆常用的运动规律 1．刚性冲击：推杆在运动开始和终止时，速度突变，加速度在理论上将出现瞬时的无穷大值，致使推杆产生非常大的惯性力，因而使凸轮受到极大冲击，这种冲击叫刚性冲击。 2.柔性冲击：加速度有突变，因而推杆的惯性力也将有突变，不过这一突变为有限值，因而引起有限

气缸体加工工艺及夹具设计

河北机电职业技术学院毕业设计（论文）课题气缸体加工工艺及夹具设计院系河北机电职业技术学院专业机械制造及自动化班级0805 姓名李建伟完成日期指导教师娄海汇

摘要本说明书涵盖了气缸体零件从毛坯的选择到工艺过程拟定再到各加工步骤计算的全部过程，此外，对于用到的镗床及钻床夹具也做了简要说明。首先对于零件上的一些主要加工表面，通过查阅大量专业资料确定了其加工工艺，确保达到零件的精度要求，对于所涉及的尺寸公差也是通过各种详细的计算而得来。为了给加工零件提供完整的书面说明，在本说明书中还对气缸体的作用及工作环境做了详细的介绍，对于所涉及到的参考文献也详尽列出。最后，对于在加工过程中所用到的夹具设计原则也有所阐述，并给出了一套镗夹具的设计方案。总之，本着完整,详尽,正确的原则，对于需要分析计算的地方在本说明书中都有相应的体现，最终给零件的生产加工提供最原始的数据资料。关键词：气缸体工艺过程镗床钻床 environ

目录绪论 (4) （1）课题背景及发展趋势 (4) （2）夹具的基本结构及夹具设计的内容 (4) 第一章零件的分析 (6) 1.1零件的作用 (6) 1.2零件的工艺分析 (7) 第二章确定毛坯 (8) 第三章工艺规程设计 (9) 3.1 定位基准的选择 (9) 3.2 制定工艺路线 (10) 3.3选择加工设备及刀,夹，量具 (12) 3.4 加工工序设计 (13) 3.4.1 切削用量的确定 (13) 3.4.2 基本时间的确定 (17) 第五章夹具设计 (18) 5.1 夹具的基本要求与设计步骤 (18) 5.2 定位机构的确定 (19) 5.3 定位方案的论证 (19) 总结 (21) 参考文献 (23) 感谢 (24)

凸轮优化设计

一.配气凸轮优化设计 1.1配气凸轮结构形式及特点配气凸轮是决定配气机构工作性能的关键零件，如何设计和加工出具有合理型线的凸轮轴是整个配气系统设计中最为重要的问题。对内燃机气门通过能力的要求，实际上就是对由凸轮外形所决定的气门升程规律的要求，气门开启迅速就能增大时面值，但这将导致气门机构运动件的加速度和惯性负荷增大，冲击、振动加剧、机构动力特性变差。因此，对气门通过能力的要求与机构动力特性的要求间存在一定矛盾，应该观察所设计发动机的特点，如发动机工作转速、性能要求、配气机构刚度大小等，主要在凸轮外形设计中兼顾解决发动机配气凸轮外形的设计也就是对凸轮从动件运动规律的设计。从动件升程规律的微小差异会引起加速度规律的很大变动，在确定从动件运动规律时，加速度运动规律最为重要，通常用其基本工作段运动规律来命名，一般有下面几种： 1.1.1等加速凸轮等加速凸轮的特点是其加速度分布采取分段为常数的形式，其中又可分为两类，一类可称为“正负零型”，指其相应的挺柱加速度曲线为正—负—零：另一类可称“正零负型”，指其加速度曲线为正一零一负。当不考虑配气机构的弹性变形时，对最大正负加速度值做一定限制且在最大升程、初速度相同的各种凸轮中，这种型式的凸轮所能达到的时面值最大。等加速型凸轮常常适用于平稳性易保证，而充气性能较差的中低速柴油机中。但就实际情况而言，配气机构并非完全刚性，等加速凸轮加速度曲线的间断性必然会影响机构工作平稳性，在高速内燃机中一般不采用等加速型凸轮[9]。 1.1.2组合多项式型组合多项式型凸轮的基本段为一分段函数，它由几个不同的表达式拼接而成。通过调整各段所占角度及函数方程，获得不同斜率的加速度曲线。组合多项式型凸轮时面值大，而且能够方便地控制加速度变化率及确保正、负加速段间的圆滑过渡，可以较好地协调发动机充气性能及配气机构工作平稳性的要求[7]。由于凸轮从动件运动规律由若干函数组成，在各段间联结点处不易保证升程规律三阶以上导数的连续性，可能会影响配气机构工作的平稳性，组合多项式型凸轮主要应用在要求气门时面值大和较好动力性能的情形。 1

气动机械手-设计说明书

一、设计要求为卸码垛机械手臂配制造附件，即夹持工件的手指机构。机构应根据工件的形状、尺寸、工件质量大小、表面性质等因素专门设计。本设计拟搬运宽度尺寸90～110mm、质量为5kg以内的六菱柱形钢质工件，手指机构带水平转盘。设计手指机构的机械结构，机构自身重量控制在10kg以内，手指的动力驱动方式自选。二、具体设计方案本次机械手的主要设计构思来源于实验室的机械手模型，通过对实验室机械手的一系列观察研究，开始了如下方案的设计。首先，我们选择了气动的方式来驱动机械手的运动，而对于气缸的选择，因为在这方面的学习还不够，而且对于我们所设计的机械手结构在气缸方面的要求不高，故在此不作进一步研究。根据实验室的机械手模型，我们仿照其结构把机械手设计为平行式夹持手爪，接下来是对一些重要尺寸的确定做一较为详细的介绍。 2.1机械手手爪伸缩运动的设计通过查阅相关资料，对于夹持型手爪进行受力分析如图所示，两个手指总夹持力2μF必须大于夹持工件的重力mg 故应满足2μF>mg，即F>mg/2μ式中μ为摩擦系数，本次设计的手指夹持处设有辅助件，材料取为硬质橡胶，一般令μ=0.65；另外已知m为5kg；由此可得F>mg/2μ=5×9.8/(2×0.65)=38N

机械手的结构图如下：此部分为机械手的夹持部分，由图中可知，此结构主要是以齿轮齿条的啮合运动来实现手指的夹紧与放松，而通过两个类似于单缸气缸的腔体充气和放气产生推动力。因此根据公式可得： D=（4F/（πPη））? 其中η为负载率,一般取0.4。代入相关数据可得：D=0.017m 又知腔体中受压缩气体作用的面积为一圆环，即 s=π*（R2-r2）=π*D2/4 （其中R为腔体外半径，r为轴半径）只要圆环面积s大于π*D2/4即可，现取D=0.02m=20mm r=10mm R=20mm 则s的面积足够大，能提供足够的推力来满足运动。之后根据所夹持件尺寸的要求是90至110mm，则按照90mm来计算（最小的工件尺寸），若能夹到的话，则110mm的也一定能夹到，然后通过一系列的尺寸推导运算（该部分是通过先初步设计尺寸，然后在建模过程中不断修改所得），即可设计出如上所示的机械手结构。其中最主要的就是齿轮齿条的行程大小确定，它是根据所要夹持工件的尺寸要求来设计的。

凸轮机构研究及发展趋势综述

凸轮机构研究及发展趋势综述-机械制造论文凸轮机构研究及发展趋势综述程亚民唐飞龙王志刚杨洋（西华大学机械工程学院，四川成都610039）摘要：主要对凸轮机构的运动规律和轮廓设计作论述。首先对凸轮机构的运动规律和轮廓设计研究进行了介绍，论述其在国内外的发展概况，同时指出凸轮机构在目前应用过程中存在的问题，并提出了相应的解决方案，最后对凸轮机构的发展趋势作了概述。关键词：凸轮机构；运动规律；轮廓设计 0引言凸轮机构由凸轮、从动件及机架组成，通过直接接触将预定的运动传给从动件。凸轮机构不仅结构简单、工作可靠，而且能够实现多种复杂的运动规律和轨迹，在各种机械中得到了广泛的运用，如轻工业机械、纺织机械、包装机械、印染机械、内燃机械等。凸轮机构之所以能在各种自动机械中获得广泛应用，还因为它兼有导引及控制机构的各种功能。虽然现在的计算机技术水平很高，但凸轮机构理论和设计方法仍然是许多数学家、工程技术人员和自然科学家研究的热点。凸

轮研究主要包括以下内容：一是凸轮机构的运动规律，二是凸轮机构的轮廓设计。经过多年研究，凸轮机构的运动规律主要有多项式运动、三角函数运动［1］，凸轮轮廓设计主要有平面凸轮机构、空间凸轮机构，确定轮廓的方法有瞬心法、包络法、共轭曲面法、等距曲面法［2］、反求法。 1凸轮研究历史概述在最近的研究中一些学者还提出了其他类型的机构，如球面分度凸轮机构、内啮合式平行分度凸轮机构和弧面球包络分度机构等，在过去的几十年里凸轮研究工作者对凸轮轮廓设计及凸轮运动规律的研究不仅取得了显著的成就，还拓宽了凸轮的研究领域和方向。（1）对从动件弹性的凸轮机构动力学进行了比较深入的研究，并分析了多种凸轮曲线对机构动力学性能的影响，同时也涉及了有关间隙的运动学、动力学、谐分析、谐综合、振动方面的研究。（2）经过多年积累，凸轮研究已在振动、噪声、磨损等方面取得了一定的成绩。在20世纪，一些研究人员就将数值仿真方法用于研究凸轮从动件磨损，效果良好。在过去的100年里，凸轮机构的发展决定着新的制造工艺的发展。早在20世

发动机连杆设计说明书

广东技术师范学院天河学院汽车制造工艺学课程设计说明书课题： — 姓名：学号：班级：指导教师：

二〇年月 · 汽车制造工艺学课程设计任务书

目录 ( 序言 (1) 一、生产纲领及零件说明 (2) 二、材料与毛坯 (3) 三、连杆的技术要求 (4) 四、加工工艺路线 (5) 五、指定工序加工余量、计算工序尺寸及公差 (6) 六、指定工序切削用量和工时定额 (6) 七、指定工序专用夹具设计 (7) ( 参考文献 (9)

：序言《汽车制造工艺学课程设计》是我们学习完大学阶段的汽车类基础和技术基础课以及专业课程之后的一个综合的课程设计，它是将设计和制造知识有机的结合，并融合现阶段汽车制造业的实际生产情况和较先进成熟的制造技术的应用，而进行的一次理论联系实际的训练，通过本课程的训练，将有助于我们对所学知识的理解，并为后续的课程学习以及今后的工作打下一定的基础。对于本人来说，希望能通过本次课程设计的学习，学会将所学理论知识和工艺课程实习所得的实践知识结合起来，并应用于解决实际问题之中，从而锻炼自己分析问题和解决问题的能力；同时，又希望能超越目前工厂的实际生产工艺，而将有利于加工质量和劳动生产率提高的新技术和新工艺应用到机器零件的制造中，为改善我国的汽车制造业相对落后的局面探索可能的途径。但由于所学知识和实践的时间以及深度有限，本设计中会有许多不足，希望各位老师能给予指正。

】 ' 一．生产纲领及零件说明 1. 生产纲领发动机连杆零件，年产量为30000件，现已知该产品属于轻型机械，根据生产类型与生产纲领的关系查阅参考文献，确定其生产类型为大批量生产。大批量生产的工艺特征：】（1）零件的互换性：具有广泛的互换性，少数装配精度较高处，采用分组装配法和调整法。毛坯的制造方法和加工余：广泛采用金属模机器造型，模锻或其他商效方法。毛坯精度高，加工余量小。（2）机床设备及其布置形式：广泛采用商效专用机床及自动机床，按流水线和自动排列设备。（3）工艺装备：广泛采用高效夹具，复合刀具，专用量具或自动检验装置，靠调整法达到精度要求。（4）对工人的技术要求：对调整工的技术水平要求高，对操作工的技术水平要求较低。（5）工艺文件：有工艺过程卡或工序卡，关键工序要调整卡和检验卡。（6）成本：较低。（7）生产率：高。