凸轮机构的设计毕业设计..

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机械原理课程设计——凸轮机构

机械原理课程设计——凸轮机构

目录(一)机械原理课程设计的目的和任务 (2)(二)从动件(摆杆)及滚子尺寸的确信 (4)(三)原始数据分析 (5)(四)摆杆的运动规律及凸轮轮廓线方程 (6)(五)程序方框图 (8)(六)运算机源程序 (9)(七)程序计算结果及其分析 (14)(八)凸轮机构示意简图 (16)(九)心得体会 (16)(十)参考书籍 (18)(一)机械原理课程设计的目的和任务一、机械原理课程设计的目的:一、机械原理课程设计是一个重要实践性教学环节。

其目的在于:进一步巩固和加深所学知识;二、培育学生运用理论知识独立分析问题、解决问题的能力;3、使学生在机械的运动学和动力分析方面初步成立一个完整的概念;4、进一步提高学生计算和制图能力,及运用电子运算机的运算能力。

二、机械原理课程设计的任务:一、摆动从动件杆盘型凸轮机构二、采纳图解法设计:凸轮中心到摆杆中心A的距离为160mm,凸轮以顺时针方向等速回转,摆杆的运动规律如表:3、设计要求:①确信适合摆杆长度②合理选择滚子半径rr③选择适当比例,用几何作图法绘制从动件位移曲线并画于图纸上;④用反转法绘制凸轮理论廓线和实际廓线,并标注全数尺寸(用A2图纸)⑤将机构简图、原始数据、尺寸综合方式写入说明书4、用解析法设计该凸轮轮廓,原始数据条件不变,要写出数学模型,编制程序并打印出结果 备注:一、尖底(滚子)摆动从动件盘形凸轮机构压力角:00[cos()]tan sin()d la l d a ψψψϕαψψ+-=+在推程中,当主从动件角速度方向不同时取“-”号,相同时取“+”号。

1、三、课程设计采纳方式:关于这次任务,要用图解法和解析法两种方式。

图解法形象,直观,应用图解法可进一步提高学生画图能力,在某些方面,如凸轮设计中,图解法是解析法的起点和基础;但图解法精度低,而解析法那么可应用运算机进行运算,精度高,速度快。

在本次课程设计中,可将两种方式所得的结果加以对照。

四、编写说明书:一、设计题目(包括设计条件和要求);二、机构运动简图及设计方案的确信,原始数据; 3、机构运动学综合;4、列出必要的计算公式,写出图解法的向量方程,写出解析法的数学模型,计算流程和计算程序,打印结果; 五、分析讨论。

机械毕业设计1393凸轮机构的模糊优化设计论文正文

机械毕业设计1393凸轮机构的模糊优化设计论文正文

1 引言近几年来, 对摆动滚子从动件平面凸轮机构进行普通优化设计的较多, 并能从众多满足设计要求的可行方案中, 选出实现设计目标的最佳方案。

但由于设计中根据设计规范或经验确定的某些参数取值的不确定性, 以及影响设计的某些因素如载荷性质、材质好坏又很难用确定的数值表示, 这就导致了设计的模糊性。

而普通优化设计均未对这些模糊因素进行分析, 致使设计方案难以更好地符合客观实际, 为此需建立模糊优化设计的数学模型。

1.1 本课题的研究意义凸轮机构广泛用于各种自动机中。

例如,自动包装机ヽ自动成形机ヽ自动装配机ヽ自动机床纺织机械ヽ农业机械印刷机械ヽ自动办公设备ヽ自动售货机陶瓷ヽ机械加工中心换刀机构ヽ高速压力机械ヽ自动送料机械ヽ食品机械ヽ物流机械电子机械ヽ自动化仪表服装加工机械ヽ制革机械ヽ玻璃机械ヽ弹簧机械和汽车等。

凸轮机构之所以能够得到广泛的应用,是因为它具有传动ヽ导向和控制等功能。

当它作为传动机构时,可以产生复杂的运动规律;当它作为导向机构时,可使工作机械的动作端产生复杂的运动轨迹;当它作为控制机构时,可控制执行机构的工作循环。

凸轮机构还具有以下优点:高速时平稳性好,重复精度高,运动特性良好,机构的构件少,体积小,刚性大,周期控制简单,运动特性良好,机构的构件少,体积小,刚性大,周期控制简单,可靠性好,寿命长。

1.2 本课题国内外研究现状、水平和发展趋势随着社会发展和科技进步,各种自动机正朝着高效率ヽ高精度ヽ自动化程度高ヽ优良的性能价格比ヽ寿命长ヽ操作简单和维修方便等方向发展。

为适应这种发展形式,满足自动机的要求,作为自动机核心部件的分度凸轮机构必须具有特性优良的凸轮曲线和高速ヽ高精度性能。

由于计算机软件和数控技术的日益普及,凸轮CAD/CAM软件的问世,为高速高精度凸轮机构的设计ヽ制造和检测提供了有利条件。

凸轮曲线特性优良与否直接影响凸轮机构的精度ヽ效率和寿命。

多年来,世界上许多凸轮专家创造了数十种特性优良的凸轮曲线。

凸轮小车毕业设计论文

凸轮小车毕业设计论文

凸轮小车毕业设计论文凸轮小车毕业设计论文引言在现代工程设计领域,凸轮机构被广泛应用于各种机械设备中。

凸轮机构以其简单可靠的特点,为机械系统的运动传动提供了有效的解决方案。

本篇论文将探讨凸轮机构在小车设计中的应用,并以凸轮小车的毕业设计为例,详细介绍其设计过程和实现结果。

1. 设计目标和背景1.1 设计目标本次毕业设计的目标是设计一种能够自主行驶的凸轮小车,具备一定的载货能力和避障功能。

小车需要能够在不同地形上行驶,并能够通过凸轮机构实现转向和运动控制。

1.2 设计背景随着人们对自动化和智能化的需求不断增加,小车作为一种常见的机械设备,也需要具备更多的功能和性能。

凸轮机构作为一种简单且可靠的运动传动装置,可以帮助小车实现复杂的运动轨迹和动作控制。

因此,将凸轮机构应用于小车设计中,可以提高小车的运动性能和智能化水平。

2. 设计原理和方法2.1 凸轮机构原理凸轮机构是一种通过凸轮和从动件之间的接触来实现运动传递的装置。

凸轮通常是一个旋转的轴,上面有一个或多个凸起的形状。

从动件则通过与凸轮的接触,实现运动的传递和控制。

2.2 设计方法在凸轮小车的设计中,首先需要确定小车的整体结构和尺寸。

然后,根据设计目标,选择合适的凸轮形状和凸轮轴的位置。

接下来,设计小车的驱动装置和传动系统,确保凸轮的旋转可以带动小车的运动。

最后,添加避障装置和传感器,实现小车的自主行驶和避障功能。

3. 设计过程和实现结果3.1 设计过程在设计过程中,首先进行了小车的整体结构设计。

小车采用了四轮驱动和四轮转向的结构,以提高小车的稳定性和机动性。

然后,根据设计目标选择了合适的凸轮形状和凸轮轴的位置。

通过数值仿真和实验验证,确定了最佳的凸轮参数。

接下来,设计了小车的驱动装置和传动系统。

小车采用了电动驱动装置和链传动系统,通过凸轮的旋转带动链条的转动,从而实现小车的运动。

同时,为了保证小车的稳定性和安全性,设计了合适的制动装置和悬挂系统。

最后,为了实现小车的自主行驶和避障功能,添加了避障装置和传感器。

凸轮机构的设计毕业设计

凸轮机构的设计毕业设计

济源职业技术学院毕业设计题目凸轮机构的设计系别机电系专业机电一体化技术班级机电0601姓名赵贝贝学号06010107指导教师高清冉日期2008年12月设计任务书设计题目:凸轮机构的设计设计要求:原始条件:内燃机中的凸轮,该凸轮满足以下条件。

凸轮以等角速度逆时针回转,及基圆半径rb=30mm,及从动件滚子圆半径rt=8mm。

应完成的任务: 1、凸轮轮廓设计 2、凸轮零件图设计进度要求:第一周:确定题目;第二周:搜集凸轮机构相关资料及前期准备工作;第三周:凸轮曲线设计及计算;第四周:初步拟定设计的草稿;第五周:毕业论文的整体校核、修改;第六周:论文完善、定稿及打印装订;第七周:毕业答辩。

指导教师(签名):摘要在各种机器中,特别是自动化机器中,为实现某些特殊或复杂的运动规律,常采用凸轮机构。

凸轮机构通常是由原动件凸轮、从动件和机件组成。

其功能是将凸轮的连续转动或移动转换为从动件的连续或不连续的移动或摆动。

与连杆机构相比,凸轮机构便于准确的实现给定的运动规律。

所以凸轮机构被广泛地应用,以实现各种复杂的运动要求。

本设计主要设计内燃机中的凸轮机构,内燃机中的凸轮以等角速度回转,其轮廓驱使从动件(阀杆)按预期的运动规律启闭阀门,以控制可燃物进入汽缸或排除废气。

至于气阀开启或关闭时间的长短及其速度的变化规律,则取决于凸轮轮廓线的形状。

根据从动件运动规律,来设计内燃机中滚子盘形凸轮,使其得到预期的运动规律。

关键词:凸轮机构分类,从动件运动规律,位移曲线,轮廓曲线,结构及材料目录设计任务书 (I)摘要 (II)1凸轮机构的应用及分类 (1)1.1凸轮机构的应用 (1)1.2凸轮机构的分类 (1)2 从动件常用运动规律 (3)2.1 凸轮机构的基本参数 (3)2.2 从动件常用的运动规律 (4)3盘形凸轮轮廓曲线的设计 (8)3.1凸轮廓线设计的基本原理 (8)4凸轮机构的结构及材料 (11)4.1 凸轮的结构 (11)4.2从动件结构 (11)4.3凸轮和滚子的材料 (11)4.4凸轮的零件图 (13)结论 (14)致谢 (15)参考文献 (16)1凸轮机构的应用及分类1.1凸轮机构的应用(工程应用案例)内燃机中的凸轮机构;自动车床上的走刀机构分度转位机构等。

毕业论文-凸轮机构建摸,受力分析和运动仿真与分析研究

毕业论文-凸轮机构建摸,受力分析和运动仿真与分析研究

摘要凸轮是一具有曲面轮廓的构件,一般多为原动件(有时为机架);当凸轮为原动件时,通常作等速连续转动或移动,而从动件则按预期输出特性要求作连续或间隙的往复运动、移动或平面复杂运动。

本文主要介绍凸轮的大体概念与凸轮廓线的设计计算,以及后期使用Pro/E软件仿真其廓线。

凸轮轮廓曲线是凸轮机构设计的关键,常用的设计方法有解析法和图解法。

本文将对这两这种方法进行大致分析与应用设计,利用Pro/E软件绘制凸轮机构实体模型,并用Pro/E软件自带的Pro/MECHANICA Motion插件设计凸轮机构运动模型,进行机构运动学仿真分析,可以较准确掌握机械产品零部件的位移、速度和加速度等动力学参数,进而可分析机构动作的可靠性。

主要技术要求为:熟悉凸轮设计基本原理及相关理论计算;凸轮机构运动仿真及受力分析;指定内容的翻译和Pro/E软件的熟练应用。

本文将重点研究凸轮机构建摸,受力分析和运动仿真与分析。

通过理论上的计算和研究,结合图解以及解析的方法,算出凸轮廓线的大致数据,用Pro/E软件将其绘制出,进行运动仿真,记录和研究其位移、速度和加速度等动力参数,最后分析出机构动作的可靠性。

使以后工作中,可以更准确掌握机械产品零部件的动力方面个参数,减少事故的发生,降低设计的难度。

关键词:凸轮;廓线设计;Pro/E;三维造型;仿真。

AbstractCam is a component with a surface profile is generally more dynamic pieces of the original (sometimes for the rack), when the cam piece to its original form, it is usually in a row for the constant rotation or move, and the follower output characteristics according to the requirements expected for continuous or reciprocating motion of the space, move, or the complexity of sports plane. This paper mainly introduces the general concept of the cam and cam profile design and calculation, and the latter the use of Pro / E software simulation of its profile.Cam cam curve design is the key to the design of methods commonly used analytical method and graphical method. In this paper, two such methods will be more or less analysis and application design, use of Pro/E software cam solid model rendering, and Pro / E software comes with the Pro/MECHANICA Motion cam plug design movement model, the kinematics Simulation can b a more accurate knowledge of machinery parts and components of displacement, velocity and acceleration, such as kinetic parameters, which can analyze the reliability of body movement.The main technical requirements are:familiar with the basic principles of cam design and related theoretical calculation; cam mechanism motion simulation and stress analysis; specify the contents of the translation and Pro/e application software proficiency.This article will focus on cam modeling, stress analysis and motion simulation and analysis. Through theoretical calculations and research, combined with graphical and analytical methods, calculate the approximate convex contour data, using Pro/E software to draw, simulation exercise, record and study the displacement, velocity and acceleration and other dynamic parameters, Finally, the reliability of the agency action. So after work, can be more accurate machinery parts and components of the dynamic parameters, to reduce accidents, reduce the difficulty of design.Keywords:Cam, Profile Design ,Pro/E, Three-dimensional shape,Simulation.目录1绪论 (1)1.1选题意义 (1)1.2 仿真技术的发展 (3)1.3 Pro/Engineer在机械制造中的应用 (5)1.3.1 Pro/Engineer软件介绍 (5)1.3.2Pro/E在我国机械行业中的应用 (8)2凸轮轮廓线的设计 (10)2.1绪论 (10)2.2 凸轮机构的分类 (11)2.2.1 按两活动构件之间的相对运动特性分类 (11)2.2.2 按从动件运动副元素形状分类 (11)2.2.3 按凸轮高副的锁合方式分类 (11)2.3从动件运动规律 (12)2.3.1 基本运动规律 (12)2.4 凸轮轮廓线的设计 (14)2.4.1凸轮轮廓曲线的计算 (14)2.5凸轮机构基本尺寸的确定 (17)2.5.1凸轮机构的压力角及许用值 (17)2.6.2凸轮理论轮廓的外凸部分。

汽车柴油机凸轮轴加工工艺毕业设计

汽车柴油机凸轮轴加工工艺毕业设计

毕业设计(论文)题目汽车柴油机F3000凸轮轴加工工艺设计学院机械与动力工程学院专业班级热能与动力工程2010级1班学生姓名学号**********指导教师职称副教授评阅教师职称年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。

4.文字、图表要求:1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印4)图表应绘制于无格子的页面上5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档5.装订顺序1)设计(论文)2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订3)其它学生毕业设计(论文)原创性声明本人以信誉声明:所呈交的毕业设计(论文)是在导师的指导下进行的设计(研究)工作及取得的成果,设计(论文)中引用他(她)人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出,论文中的结论和结果为本人独立完成,不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。

与我一同工作的同志对本设计(研究)所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

毕业设计(论文)作者(签字):年月日本科生毕业设计摘要摘要凸轮轴作为柴油发动机配气机构的重要部件,其性能和质量对发动机的整体性能有着直接影响,因此柴油机凸轮轴加工工艺有着特殊的要求。

平面分度凸轮毕业设计

平面分度凸轮毕业设计

平面分度凸轮毕业设计平面分度凸轮毕业设计在机械工程领域中,凸轮是一种常见的机械传动元件,广泛应用于各种机械设备中。

而平面分度凸轮作为凸轮的一种特殊形式,其设计和制造对于机械工程师来说是一项具有挑战性的任务。

本文将探讨平面分度凸轮的毕业设计,介绍其基本原理和设计过程。

首先,我们来了解一下平面分度凸轮的基本原理。

平面分度凸轮是通过凸轮轴上的凸轮来驱动某种机械运动的一种机构。

其工作原理是通过凸轮的凸起部分与其他机构元件(如滚子、摩擦轮等)的接触,使其产生相应的运动。

平面分度凸轮的特点是凸轮轴和凸轮轮廓都在同一平面上,这使得其设计和制造相对简单,适用于一些简单的机械运动。

接下来,我们将介绍平面分度凸轮的设计过程。

首先,需要确定凸轮所驱动的机械运动类型,例如旋转、往复等。

然后,根据所需的运动曲线,选择合适的凸轮轮廓形状。

常见的凸轮轮廓形状包括圆弧形、抛物线形等,选择合适的轮廓形状可以使得凸轮在工作过程中具有良好的运动特性。

在确定凸轮轮廓形状后,需要进行凸轮的尺寸计算。

凸轮的尺寸包括凸轮半径、凸轮高度等,这些尺寸的选择需要考虑到所需的运动范围和机械元件的尺寸限制。

同时,还需要进行凸轮轮廓的修正,以确保凸轮在工作过程中具有良好的传动性能。

设计完成后,需要进行凸轮的制造。

制造凸轮可以采用数控加工技术,通过数控机床对凸轮进行精确加工。

在加工过程中,需要注意凸轮的轮廓和尺寸的精度要求,以保证凸轮的工作性能。

同时,还需要进行凸轮的表面处理,以提高其耐磨性和使用寿命。

除了设计和制造,平面分度凸轮的毕业设计还需要进行性能测试和分析。

通过对凸轮的运动特性进行测试,可以评估凸轮的工作性能,并对设计进行优化。

同时,还可以通过有限元分析等方法对凸轮的应力和变形进行分析,以确保凸轮在工作过程中的安全性和可靠性。

总结起来,平面分度凸轮的毕业设计是一项综合性的任务,需要掌握机械设计和制造技术。

通过对凸轮的设计、制造、测试和分析,可以培养学生的综合能力和创新意识。

机械毕业设计(论文)-平面槽形凸轮零件的加工工艺设计与数控编程【全套图纸】

机械毕业设计(论文)-平面槽形凸轮零件的加工工艺设计与数控编程【全套图纸】

本科毕业设计(论文)题目:平面槽形凸轮零件的加工工艺设计与数控编程系别:机电信息系专业:机械设计制造及其自动化班级:学生:学号:指导老师:2013年5月摘要平面槽形凸轮零件的加工工艺设计与数控编程摘要此设计主要是对典型零件进行图形绘制、工艺设计和程序的编制及加工,通过对平面槽型凸轮的外形尺寸分析,应用CAD以及Pro/E软件绘制出二维和三维的图形并进行标注说明,注明图纸的公差要求、技术要求等。

接着对平面槽型凸轮的零件图进行工艺分析,确定加工方法、路线等,并设计好各切削参数自动编出加工刀路轨迹。

然后跟据图纸的工艺分析,选择合理的工艺路线及加工方法,根据零件形状、余量等选择适用形状大小的各种铣刀,最后将Pro/E软件绘制的三维图利用数控加工仿真软加工件Mastercam9.0进行仿真模拟加工,生产刀具轨迹;使用后置处理程序选取相应的配置文件,将刀具轨迹转换为数控机床可以识别的NC程序,为更加高速,快捷的造型,生产提供了一种切实可行的办法。

生成的NC程序可以利用DNC方式传输给数控机床进行三维加工。

关键词:平面槽型凸轮;加工工艺;数控加工毕业设计(论文)Planar slotted CAM parts processing design and NCprogrammingAbstractThis design is mainly focuses on the preparation, the process of graphics rendering, design and the typical parts, through the analysis of shape and size of plane cam groove by using CAD and Pro/E software to draw graphics, 2D and 3D to label instructions and annotate the drawings tolerance requirements and technical requirements.Then it comes to the analysis of plane groove cam parts , the determination of the method of producing,and routes for process as well as the design the cutting parameters, which will create tool’s path automatically.After the previous process, choosing suitable allowance cutter shape and size is determined by the analysis of pictures. According to the shape of parts, the NC machining simulation using Pro/E software rendering 3D map of the soft parts of Mastercam9.0 for simulation of processing and production tool path. Selecting the configuration file accordingly is determined by the use of post processing program, the tool path for CNC machine tool transformation can be identified by the NC program, for more rapid, efficient design,which provide a feasible solution.The generated NC program can be transmitted to the CNC machine tools for machining by using the DNC.Key words:Planar slot type cam;machining process;NC machining目录摘要 (I)1 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 平面凸轮机构CAD/CAM的发展方向 (1)1.3课题内容及实施步骤 (3)2 零件的分析及工艺规程设计 (4)2.1零件的作用 (4)2.2工艺分析 (4)2.3毛坯的确定 (5)2.4基准的选择 (6)2.4.1粗基准的选择 (6)2.4.2 精基准的选用 (7)2.5制定加工工艺路线 (7)3 刀具的选择和切削用量的确定 (9)3.1 铣削用刀具及其选择 (9)3.2 刀具材料应该满足零件的加工要求 (9)4 加工参数的选择及时间定额计算 (11)5 夹具的设计 (19)5.1 机床夹具有三大功用 (19)5.2 机床夹具设计要求 (19)5.3 工件的装夹方法和装夹方式 (19)5.4 确定夹具的类型 (20)5.5 夹紧装置 (20)6 仿真加工 (24)6.1 图形处理 (24)6.2 走刀路线的确定及刀具选择 (24)6.3 后置处理(生成NC 程序) (30)总结 (31)参考文献 (32)致谢 (33)附录1 Master CAM仿真程序代码 (34)毕业设计(论文)知识产权声明 ................................................错误!未定义书签。

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济源职业技术学院毕业设计题目凸轮机构的设计系别机电系专业机电一体化技术班级机电0601姓名赵贝贝学号06010107指导教师高清冉日期2008年12月设计任务书设计题目:凸轮机构的设计设计要求:原始条件:内燃机中的凸轮,该凸轮满足以下条件。

凸轮以等角速度逆时针回转,及基圆半径rb=30mm,及从动件滚子圆半径rt=8mm。

应完成的任务: 1、凸轮轮廓设计 2、凸轮零件图设计进度要求:第一周:确定题目;第二周:搜集凸轮机构相关资料及前期准备工作;第三周:凸轮曲线设计及计算;第四周:初步拟定设计的草稿;第五周:毕业论文的整体校核、修改;第六周:论文完善、定稿及打印装订;第七周:毕业答辩。

指导教师(签名):摘要在各种机器中,特别是自动化机器中,为实现某些特殊或复杂的运动规律,常采用凸轮机构。

凸轮机构通常是由原动件凸轮、从动件和机件组成。

其功能是将凸轮的连续转动或移动转换为从动件的连续或不连续的移动或摆动。

与连杆机构相比,凸轮机构便于准确的实现给定的运动规律。

所以凸轮机构被广泛地应用,以实现各种复杂的运动要求。

本设计主要设计内燃机中的凸轮机构,内燃机中的凸轮以等角速度回转,其轮廓驱使从动件(阀杆)按预期的运动规律启闭阀门,以控制可燃物进入汽缸或排除废气。

至于气阀开启或关闭时间的长短及其速度的变化规律,则取决于凸轮轮廓线的形状。

根据从动件运动规律,来设计内燃机中滚子盘形凸轮,使其得到预期的运动规律。

关键词:凸轮机构分类,从动件运动规律,位移曲线,轮廓曲线,结构及材料目录设计任务书 (I)摘要 (II)1凸轮机构的应用及分类 (1)1.1凸轮机构的应用 (1)1.2凸轮机构的分类 (1)2 从动件常用运动规律 (3)2.1 凸轮机构的基本参数 (3)2.2 从动件常用的运动规律 (4)3盘形凸轮轮廓曲线的设计 (8)3.1凸轮廓线设计的基本原理 (8)4凸轮机构的结构及材料 (11)4.1 凸轮的结构 (11)4.2从动件结构 (11)4.3凸轮和滚子的材料 (11)4.4凸轮的零件图 (13)结论 (14)致谢 (15)参考文献 (16)1凸轮机构的应用及分类1.1凸轮机构的应用(工程应用案例)内燃机中的凸轮机构;自动车床上的走刀机构分度转位机构等。

功用:通常用来将主动件(凸轮)的转动变为从动件的往复运动。

1.2凸轮机构的分类1、按凸轮的形状分类(1)盘形凸轮盘形凸轮是一个绕固定轴线回转具有变化向径的盘形构件,它是凸轮最基本的形式。

(2)移动凸轮凸轮作往复直线移动,它可看作是轴心在无穷远处的盘形凸轮。

(3)圆柱凸轮凸轮的轮廓曲线位于圆柱面上,可看作是将移动凸轮卷在圆柱上而得。

2、按从动件的形式分类(1)尖顶从动件这种从动件的构造最简单,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)滚子从动件这种从动件由于底部装有可自由转动的滚子与从动件之间为滚动摩擦,减小了摩擦磨损,可用来传递较大的动力,应用较广。

(3)平底从动件从动件与凸轮之间为线接触,凸轮对从动件的力始终垂直于底面(不计磨擦时),接触处容易形成油膜,润滑状况好、传动效率高,但凸轮轮廓不能内凹,常用于高速场合。

3、按照凸轮与从动件维持高副接触的方法(1)力封闭型凸轮机构所谓力封闭型,主要利用重力、弹簧力或其它外力使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。

如内燃机配气机构中的凸轮。

(2)形封闭型凸轮机构所谓形封闭型,是指利用凸轮和从动件的特殊几何形状使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。

如自动进刀机构即采用形封闭的接触形式。

将不同类型凸轮和从动件组合起来就,可得到不同型式的凸轮机构。

4、按从动件的运动形式和相对位置分类(1)移动从动件作直线运动。

(2)摆动从动件往复摆动。

为保证从动件与凸轮不脱离接触,可利用重力、弹簧力或依靠凸轮上的凹槽来实现。

5、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,且机构简单紧凑。

(2)缺点:凸轮轮廓易于设计,从动件与推杆之间为高副接触,接触应力较大,易磨损,所以凸轮机构多用在传力不大的场合。

2 从动件常用运动规律凸轮——机构设计的基本任务,是根据工作要求选定合适的凸轮机构的型式、从动杆的运动规律和有关的基本尺寸,然后根据选定的从动杆运动规律设计出凸轮应有的轮廓曲线。

所以根据工作要求选定从动杆的运动规律,乃是凸轮轮廓曲线设计的前提。

2.1 凸轮机构的基本参数 名词:(以一对心移动尖顶从动杆盘形凸轮机构为例加以说明)基圆——以凸轮的转动中心O 为圆心,以凸轮的最小向径为半径0r 所作的的圆,0r 称为凸轮的基圆半径。

推程——当凸轮以等角速度ω逆时针转动时,从动杆在凸轮廓线的推动下,将由最低位置被推到最高位置时,从动杆运动的这一过程称为推程,而相应的凸轮转角δ称为推程运动角。

远休——凸轮继续转动,从动杆将处于最高位置而静止不动时的这一过程。

与之相应的凸轮转角2δ 称为远休止角。

回程——凸轮继续转动,从动杆又由最高位置回到最低位置的这一过程。

相应的凸轮转角 ''δ称为回程运动角。

近休——当凸轮转过角's φ时,从动杆与凸轮廓线上向径最小的一段圆弧接触,而将处在最低位置静止不动的这一过程。

's φ称为近休止角。

行程——从动杆在推程或回程中移动的距离h 。

位移线图——描述位移s 与凸轮转角ϕ之间关系的图形。

以从动件的位移s 为纵坐标,对应的凸轮转角δ或时间t (凸轮匀速转动时,转角δ与时间t 成正比)为横坐标,绘出一个工作循环内的曲线称之。

图2.1 从动件的工作过程和位移线图2.2 从动件常用的运动规律从动件的运动规律是指其位移s 、速度v 和加速度a 等随凸轮转角δ而变化的规律。

1、 等速运动规律等速运动规律:是指从动件在推程或回程的运动速度为常数的运动规律。

凸轮以等角速度转动,从动件在推程中的行程为h 。

从动件作等速运动规律的运动线图如图所示。

其位移曲线为斜直线,速度曲线为平直线,加速度曲线为零线。

推程时,设凸轮推程运动角为0δ,从动件推程位移为h ,相应的推程时间为0t则得推程时从动件用转角δ表示的运动方程δδ0hs =02δhv =02=a由图可见,从动件在推程始末两点、处,速度有突变,瞬时加速度理论上为无穷大,因而产生理论上亦为无穷大的惯性力。

而实际上,由于构件材料的弹性变形,加速度和惯性力不至于达到无穷大,但仍会对机构造成强烈的冲击,这种冲击称为“刚性冲击”或“硬冲”。

因此,单独采用这种运动规律时,只能用于凸轮转速很低以及轻载的场合。

a) b)图2.2 等速运动规律线图 2、 等加速等减速运动规律a) b)图2.3 等加速等减速运动规律线图等加速等减速运动规律:从动件在一个行程h 中,推程的前半段作等加速运动,后半段为等减速运动,其位移线图是由两条抛物线连接而成。

推程中从动件的位移方程推程等加速段的运动方程 推程等减速段的运动方程0022δδhs = ()δδδ--=022h h h s0224δωh v = ()δδδω-=024h h v0224δωh a -= h h a 224δω-=回程等加速段的运动方程 回程等减速段的运动方程2022δδhh s -= ()222δδδ-=h h h sδδω024h v -= ()δδδω--=h h h v 24h h a 224δω-= hh a 224δω= 作图步骤:(1)在横坐标上找出0δ/2的一点,将0δ/2分为若干等分(图中为四等分)得1、2、3、4各点,过这些点作横坐标轴的垂线;同时在纵坐标轴上将从动件推程之半(h /2)分为相同的等分1、2、3、4;(2)将原点与纵坐标上的等分点连接得O1、O2、O3、O4,与相应垂线分别交于1´、2´、3´、4´各点;(3)将1´、2´、3´、4´点连成光滑曲线,便得到前半推程等加速位移曲线;(4)后半推程的等减速运动的位移曲线,可以用同样的方法绘制。

3、运动规律特点:由图可见,在推程的始末点和前、后半程的交接处,加速度有突变,因而惯性力也产生突变,但它们的大小及突变量均为有限值,由此将对机构造成有限大小的冲击,这种冲击称为“柔性冲击”或“软冲”。

在高速情况下,柔性冲击仍会引起相当严重的振动、噪声和磨损,因此这种运动规律只适用于中速、中载的场合4、简谐运动规律(余弦加速度运动规律)简谐运动:当一质点在圆周上作匀速运动时,它在这个圆的直径上的投影所形成的运动。

速度曲线为正弦图2.4 简谐运动规律线图曲线,加速度曲线为余弦曲线。

其运动方程为⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=00cos 12δδπh s ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=δδπδωπ002sin 2h v ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=δδπδωπ00222cos 2h a 作图步骤:(1)在纵坐标轴上以从动件的行程h 作为直径画半圆,将此半圆分成若干等分,得1、2、3、…各点;(2)将代表凸轮转角δ0的横坐标轴也分成相应等分,并作垂线11´、22´、33´、…;(3)将圆周上的等分点投影到相应的垂直线上得1´、2´、3´、…;(4)用光滑的曲线连接这些点,即得到从动件的位移线图。

运动特点:由图可见,在推程始末点处仍有加速度的有限值的突变,即存在“软冲”,因此只适用于中、低速。

但若从动件作无停歇的升—降—升型连续运动,则加连续的余弦曲线,消除了“软冲”,故可用于高速。

3盘形凸轮轮廓曲线的设计3.1凸轮廓线设计的基本原理凸轮机构工作时,凸轮何从动件都在运动,为了在图纸上绘制出凸轮的轮廓曲线,希望凸轮相对于图纸平面保持静止不动,为此可采用反转法。

下面以图1-5所示的对心尖定直动从动件盘形凸轮机构为例来说明这种方法的原理。

如图,设想凸轮固定不动,而让从动件连同导路一起绕 O 点以角速度转过1''O ',此时从动件将一方面随导路一起以角速度转动,同时又在导路中做相对移动。

此时从动件向上移动的距离为3''O '由途中可以看出射线1与基圆相交的点到1''即为10'''的距离。

即在上述两种情况下,从动件移动的距离不变。

由于从动件尖顶在运动过程中始终与凸轮轮廓曲线保持接触,所以此时得到凸轮轮廓曲线上的其它点。

由于这种方法是假定凸轮固定不动而使从动件连同导路一起反转,故称反转法。

结论:本设计主要运用等速运动规律和等加速等减速运动规律。

根据其运动规律来画出位移线图以及凸轮轮廓图。

3.2、作图步骤(1)画出位移曲图1)选取长度比例尺和角度比例尺分别为:1υ=0.002mm m ,ϕυ=mm ︒6,在δ轴上截取线段30mm 、20mm 、,分别代表推程位移量和回程位移量。

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