机械原理作业凸轮机构绘制
机械原理大作业凸轮机构设计
机械原理大作业凸轮机构设计一、凸轮机构概述凸轮机构是一种常见的传动机构，它通过凸轮的旋转运动，带动相应零件做直线或曲线运动。
凸轮机构具有结构简单、运动平稳、传递力矩大等优点，在各种机械设备中得到广泛应用。
二、凸轮基本结构1. 凸轮凸轮是凸起的圆柱体，通常安装在主轴上。
其表面通常为圆弧形或其他曲线形状，以便实现所需的运动规律。
2. 跟随件跟随件是与凸轮配合的零件，它们通过接触面与凸轮相互作用，并沿着规定的路径做直线或曲线运动。
跟随件可以是滑块、滚子、摇臂等。
3. 连杆连杆连接跟随件和被驱动部件，将跟随件的运动转化为被驱动部件所需的运动。
连杆可以是直杆、摇杆等。
三、凸轮机构设计要点1. 几何参数设计设计时需要确定凸轮半径、角度和曲率半径等参数，这些参数的选择将直接影响凸轮机构的运动规律和性能。
2. 运动规律设计根据被驱动部件的运动要求，选择合适的凸轮曲线形状，以实现所需的运动规律。
3. 稳定性设计在设计凸轮机构时，需要考虑其稳定性。
例如，在高速旋转时，可能会发生跟随件脱离凸轮或者产生振动等问题，因此需要采取相应措施提高稳定性。
4. 材料和制造工艺设计在材料和制造工艺方面，需要考虑凸轮机构所承受的载荷和工作环境等因素，选择合适的材料和制造工艺。
四、几种常见凸轮机构及其应用1. 摇臂式凸轮机构摇臂式凸轮机构由摇臂、连杆和被驱动部件组成。
它通常用于实现直线运动或旋转运动，并且具有结构简单、运动平稳等优点。
摇臂式凸轮机构广泛应用于各种机械设备中，如发动机气门控制系统、纺织设备等。
2. 滑块式凸轮机构滑块式凸轮机构由凸轮、滑块、连杆和被驱动部件组成。
它通常用于实现直线运动，并且具有结构简单、运动平稳等优点。
滑块式凸轮机构广泛应用于各种机械设备中，如冲压设备、印刷设备等。
3. 滚子式凸轮机构滚子式凸轮机构由凸轮、滚子、连杆和被驱动部件组成。
它通常用于实现圆弧形运动，并且具有运动平稳、传递力矩大等优点。
滚子式凸轮机构广泛应用于各种机械设备中，如汽车发动机气门控制系统等。
机械原理大作业——凸轮.docx
大作业（二）凸轮机构设计题号：6班级：姓名：学号：同组者：成绩：完成时间：目录一凸轮机构题目要求 (1)二摆杆的运动规律及凸轮轮廓线方程 (2)三计算程序 (3)四运算结果及凸轮机构图 (9)4.1 第一组（A组）机构图及计算结果 (9)4.2 第二组（B组）机构图及计算结果 (14)4.3 第三组（C组）机构图及计算结果 (19)五心得体会 (24)第一组（A组） (24)第二组（B组） (24)第三组（C组） (24)六参考资料 (25)附录程序框图 (26)一凸轮机构题目要求（摆动滚子推杆盘形凸轮机构）题目要求：试用计算机辅助设计完成下列偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构或摆动滚子推杆盘形凸轮机构的设计，已知数据如下各表所示。
凸轮沿逆时针方向作匀速转动。
表一摆动滚子推杆盘形凸轮机构的已知参数题号初选的基圆半径R0/mm机架长度Loa/mm摆杆长度Lab/mm滚子半径Rr/mm推杆摆角φ许用压力角许用最小曲率半径[ρamin][α1] [α2]A 15 60 55 10 24°35°70°0.3RrB 20 70 65 14 26°40°70°0.3RrC 22 72 68 18 28°45°65°0.35Rr 要求：1）凸轮理论轮廓和实际轮廓的坐标值2）推程和回程的最大压力角，及凸轮对应的转角3）凸轮实际轮廓曲线的最小曲率4）半径及相应凸轮转角5）基圆半径6）绘制凸轮理论廓线和实际廓线7）计算点数：N：72～120推杆运动规律：1)推程运动规律：等加速等减速运动2)回程运动规律：余弦加速度运动二摆杆的运动规律及凸轮轮廓线方程1）推程：1，运动规律：等加速等减速运动；2，轮廓线方程：A：等加速推程段设定推程加速段边界条件为：在始点处δ=0，s=0，v=0。
在终点处。
整理得：（注意：δ的变化范围为0~δ0/2。
机械原理-凸轮轮廓曲线设计图解法
-ω
3’ 2’ 1’ ω O 1 2
1
2
3
3
直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
1.对心直动尖顶从动件盘形凸轮 已知凸轮的基圆半径r0，角速度ω 和从 动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。
4’ 5’ 6’
-ω ω
3’ 2’ 1’
7’
8’ 5 6 7 8
1 2 3 4
设计步骤: ①作基圆r0。
②反向等分各运动角，得到一系列与基圆的交点。
7’ 5’ 3’ 1’ 1 3 5 78 8’ 9’ 11’ 12’ 13’ 14’ 9 11 13 15
e
-ω
ω 15’ 15 14’14
k12 k11 k10 k9 k15 k14 k13
A
13’
12’
k1 13 k 12 k32 k8 k7k6 k5k4 11 10 9
O
注意：与前不同的是——过 各等分点作偏距圆的一系列 切线，即是从动件导路在反 转过程中的一系列位置线。
11’
10’ 9’
直动平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制
直动平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制
-
实际廓线
直动平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制
-
实际廓线
③过各交点作从动件导路线，确定反转后从动件尖顶在各等分点的位置。 ④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。
直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
2.对心直动滚子从动件盘形凸轮 已知凸轮的基圆半径r0，滚子半径 rT ，角速度ω 和从动件的运动规 律，设计该凸轮轮廓曲线。
3’ 2’ 1’ 7’ 8’ 1 2 3 4 5 6 7 8 4’
-ω
理论轮廓
ω
5’ 6’
哈工大机械原理大作业直动从动件盘形凸轮机构满分完美版哈尔滨工业大学
end
%曲率半径
dx=diff(x);
dx(36001)=0;
dy=diff(y);
dy(36001)=0;
dydx=dy./dx;
ddy=diff(dydx);
ddy(36001)=0;
ddy=ddy./dx;
~7~
xlabel('凸轮转角φ/°');
ylabel('从动件加速度 a/(mm/s^2)');
title('加速度');
subplot(2,3,4);
plot(dsdPhi,s);
axis equal
axis([-30 50 -50 30]);
hold on
plot(x1,f1,'r');
hold on
axis equal
hold on
plot(x,y,'k')
legend('理论廓线',-1);
hold on
%轮廓图
%实际廓线
%理论廓线
~8~
哈尔滨工业大学
直动从动件盘型凸轮机构设计说明书
plot(x0,y0,':')
hold on
%基圆
plot(xe,ye,'k:')
%偏距圆
legend('实际廓线','理论廓线','基圆','偏距圆',-1);
subplot(2,3,1);
plot(Phi,s);
grid on
axis([0 360 0 27]);
西工大机械原理大作业2凸轮机构作业
西工大机械原理大作业2凸轮机构作业摘要：凸轮机构是机械传动中十分重要的一种机构，它通过凸轮的回转运动将直线运动或其他运动转化为需要的曲线运动。
本文将对凸轮机构的结构和工作原理进行详细介绍，并以汽车发动机中凸轮机构为例进行分析。
通过本次作业的学习，可以更好地理解和应用凸轮机构的原理。
关键词：凸轮机构、结构、工作原理、汽车发动机一、引言凸轮机构是一种将直线运动或其他运动转化为需要的曲线运动的机构。
它广泛应用于各种机械传动中，尤其在汽车发动机中扮演着重要的角色。
凸轮机构能够将发动机的气缸活塞的直线往复运动转化为曲轴的回转运动，从而实现汽缸进、排气门的开闭。
凸轮机构还广泛应用于各种机械设备中，如机床、印刷机等。
因此，对凸轮机构的学习和掌握是十分重要的。
二、凸轮机构的结构和工作原理凸轮机构主要由凸轮、凸轮轴和从动件等组成。
凸轮是一个平面上的旋转曲线，它通过与凸轮轴的配合将转动运动转化为需要的曲线运动。
从动件则是根据需要进行曲线运动的机构组成部分，如气缸活塞、机床刀架等。
凸轮的工作原理是通过其凸轮轴的旋转将自身上的凸点或凹槽与从动件相配合，从而实现曲线运动。
当凸轮轴旋转时，凸轮上的凸点或凹槽与从动件相接触，从而驱动从动件做曲线运动。
凸轮机构的运动规律可以通过凸轮的轮廓形状来确定，因此，在设计凸轮机构时，需要根据所需要的运动曲线来确定凸轮的形状和参数。
三、汽车发动机中的凸轮机构汽车发动机中的凸轮机构是一个非常典型的凸轮机构应用案例。
它通过凸轮的回转运动来驱动气缸活塞做往复运动，并控制气缸进、排气门的开闭。
凸轮机构通过凸轮轴上的凸点和凹槽与气门机构相连接，从而实现曲线运动。
汽车发动机中的凸轮机构一般由凸轮轴、凸轮、气门弹簧、气门和凸轮轴链条组成。
凸轮轴位于汽车发动机的上部，凸轮装在凸轮轴上，通过气门弹簧与气门相连接。
当凸轮轴旋转时，凸轮上的凸点或凹槽与气门弹簧相接触，从而控制气门的开闭，进而控制气缸的进、排气。
机械原理第9章凸轮机构及其设计
第二十一页，编辑于星期日：十四点 分。
②等减速推程段：
当δ =δ0/2 时，s = h /2，h/2 = C0＋C1δ0/2＋C2δ02/4 当δ = δ0 时，s = h ，v = 0，h = C0＋C1δ0＋C2δ02
0 = ωC1＋2ωC2δ ，C1=－2 C2δ0 C0=－h，C1= 4h/δ0, C2=－2h/δ02
如图所示，选取Oxy坐标系，B0 点为凸轮廓线起始点。当凸轮转过δ 角度时，推杆位移为s。此时滚子中 心B点的坐标为
x (s0 s) sin e cos
y
(s0
s) cos
A7
C8 A6 C7
w
A8
-w
A9
C9 B8 B9 B7 r0
C10
B12100 ° B0
O
B1 a B2
C1 L C2φ1φ0
A10 A0
φ
Φ
o
2
1
2 3 456
180º
7 8 9 10
60º 120º
δ
(1)作出角位移线图；
(2)作初始位置；
A5
C6
B6 B1580°B4
C4
C5
φ3
φC23
A1
↓对心直动平底推杆盘形凸 轮机构
↑偏置直动尖端推杆盘形凸轮机 构
第十一页，编辑于星期日：十四点 分。
↑尖端摆动凸轮机构
↓平底摆动凸轮机构
↑滚子摆动凸轮机构
第十二页，编辑于星期日：十四点 分。
(4)按凸轮与从动件保持接触的方式分
力封闭型凸轮机构
利用推杆的重力、弹簧力或其他外力使推杆与凸轮保持接
触的
此外，还要考虑机构的冲击性能。
机械原理课程设计凸轮机构设计说明书
全面探究凸轮机构设计原理及方法凸轮机构是一种常用的机械传动装置，通过凸轮和摆杆的配合组成，具有可逆性、可编程性和高精度的特点。
本文将从设计原理、设计方法和优化策略三个方面探究凸轮机构设计的要点。
一、设计原理
凸轮机构的设计原理是在摆杆与凸轮配合时，摆杆可以沿凸轮轮廓实现规定的运动规律，如直线运动、往返运动和旋转运动等。
凸轮可以根据运动轨迹、运动频率和运动速度等要求，通过凸轮轮廓的设计来完成。
凸轮轮廓的设计包括了初步设计、动力学分析、运动规划等步骤。
二、设计方法
凸轮机构的设计方法包括手工绘图及设计软件辅助。
手工绘图是传统的凸轮轮廓设计方法，适用于简单的凸轮机构，如往复式转动机构、转动转动机构等；而对于复杂的凸轮机构，可以利用计算机辅助设计软件，如ProEngineer、CATIA、AutoCAD等，进行三维建模、运动模拟和优化设计。
此外，对于凸轮机构的设计还需要考虑到强度计算、可靠性分析等相关问题。
三、优化策略
凸轮机构的设计优化策略主要包括凸轮轮廓的形状优化、摆杆的长度优化和机构传动效率的优化等。
凸轮轮廓的形状优化通常是通过
Cycloid、Involute、Bezier等曲线的拟合来实现；摆杆的长度优化可以通过数学模型来建立，利用遗传算法、粒子群算法等优化算法进行
求解；传动效率的优化可以通过轮廓优化、材料优化、润滑优化等途
径来进行。
凸轮机构的设计是机械工业中非常重要的一环，它涉及到运动学、动力学、力学等多个学科的知识，需要学习者在多方面进行深入研究
和实践。
通过对凸轮机构的深入探究，我们可以更好地理解机械原理
的精髓，提高机械设计的水平和能力。
机械原理作业凸轮机构绘制
机械原理大作业－凸轮机构专业：材料成型机控制工程学号：201100150284 姓名：朱富慧组号：11材卓一第2组1.题目（1）凸轮回转方向：顺时针（2）从动件偏置方向：左偏置（3）偏心距：15mm（4）基圆半径：45mm（5）从动件运动规律：先以余弦运动规律上升，再以等加速等减速运动规律下降。
推程运动角150°，远休止角30°，回程运动角120°，近休止角60°。
（6）从动件行程20mm。
要求：编制程序每隔5°计算凸轮轮廓坐标并绘制凸轮轮廓曲线。
2.数学公式记基圆半径为r，偏心距为e，凸轮转向系数为m（顺时针时m=1，逆时针时m=-1)，从动件偏置方向系数为n（左偏置时n=1，右偏置时n=-1,无偏置时n=0)，推程运动角、远休止角、回程运动角、近休止角依次为p1、p2、p3、p4，从动件行程为h从动件位移为s。
则从动件位移曲线方程为h 2(1−cosπp1p) 0<p<p1h p1<p<p1+p2s= h−2hp32(p−p1−p2)2 p1+p2<p<p1+p2+p322h p32(p1+p2+p3−p)2 p1+p2+p32<p< p1+p2+p30 p1+p2+p3<p< p1+p2+p3+p4 以凸轮回转中心为原点、从动件推程运动方向为x轴正向建立右手直角坐标系。
则凸轮理论轮廓曲线的方程为x=(s+s0)cos(mp)-nesin(mp)y=(s+s0)sin(mp)+necos(mp)其中，s0=√r02−e23.①②说明：函数zuobiao（）表示：(s+s0)*cos(m*p)-n*e*sin(m*p) =>x(s+s0)*sin(m*p)+n*e*cos(m*p)=>y并输出p、x、y。
5.结果曲线图。
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机械原理大作业－凸轮机构
专业：材料成型机控制工程学号：0284 姓名：朱富慧组号：11材卓一第2组
1.题目
（1）凸轮回转方向：顺时针
（2）从动件偏置方向：左偏置
（3）偏心距：15mm
（4）基圆半径：45mm
（5）从动件运动规律：先以余弦运动规律上升，再以等加速等减速运动规律下降。
推程运动角150°，远休止角30°，回程运动角120°，近休止角60°。
（6）从动件行程20mm。
要求：编制程序每隔5°计算凸轮轮廓坐标并绘制凸轮轮廓曲线。
2.数学公式
记基圆半径为r0，偏心距为e，凸轮转向系数为m（顺时针时m=1，逆时针时m=-1)，从动件偏置方向系数为n（左偏置时n=1，右偏置时n=-1,无偏置时n=0)，推程运动角、远休止角、回程运动角、近休止角依次为p1、p2、p3、p4，从动件行程为h从动件位移为s。
则从动件位移曲线方程为
0<p<p1
h p1<p<p1+p2
s= p1+p2<p<p1+p2+
p1+p2+<p< p1+p2+p3
0 p1+p2+p3<p< p1+p2+p3+p4
以凸轮回转中心为原点、从动件推程运动方向为x轴正向建立右手直角坐标系。
则凸轮理论轮廓曲线的方程为
x=(s+s0)cos(mp)-nesin(mp)
y=(s+s0)sin(mp)+necos(mp)
其中，
3.程序框图
N
③
Y
N
Y
N 执行函数zuobiao （）
执行函数zuobiao （）
p+5=>p p>=p 1+p 2&&p<p
1+p 2+p 3+p 4 s=h
p+5=>p
p>=p 1&&p<p 1+p 2+p 3+p 4
s=
>s 0
0=>p
p>=0&&p<p 1+p 2+p 3+p 4 输入r 0、e 、m 、n 、
p 1、p 2、p 3、p 4、h
开始
Y
①
N ②
Y
N
Y
③
说明：函数zuobiao （）表示：
s= 执行函数zuobiao （） p+5=>p p>=p 1+p 2+p 3/2&&p <p 1+p 2+p 3+p 4
s= 执行函数zuobiao （） p+5=>p
p>=p 1+p 2+p 3/2&&p<p 1+p 2+p 3+p 4 s=0
执行函数zuobiao （） p+5=>p 结束
(s+s0)*cos(m*p)-n*e*sin(m*p) =>x (s+s0)*sin(m*p)+n*e*cos(m*p)=>y 并输出p、x、y。
5.结果曲线图。