机械原理课程设计.doc

课 程 设 计（论文）

课程名称 机械原理课程设计
题目名称 偏置直动平底从动件盘形凸轮机构
学生学部（系） 机电工程学部
专业班级
学 号
学生姓名
指导教师

课程设计（论文）任务书
题目名称
偏置直动平底从动件盘形凸轮机构
学生学部（系）
机电工程学部
专业班级

姓 名

学 号

一、课程设计（论文）的内容
通过SolidWorks软件画出凸轮的外形轮廓，然后通过计算检验来检查设计的合理性，最后正确画出凸轮。
二、课程设计（论文）的要求与数据
1、用SolidWorks软件绘制凸轮图
2、绘制凸轮平面图
3、针对凸轮的特点，进行设计
4、做最后计算和检验
5、 编写课程设计说明书
三、课程设计（论文）应完成的工作
1、凸轮平面图 1个
2、 课程设计说明书 1份
3、 全部资料上交电子版和纸质版
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
下达机械制造课程设计任务
5-401
6.19至 6.20
2
进行计算并正确画出凸轮的平面图
5-401
6.23至7.1
3
撰写设计说明书
5-401
7.2至7.8
4
上交所有资料
5-401
7.8至7.9
五、 应收集的资料及主要参考文献
1.《机械原理》 陈作模主编.——北京： 高等教育出版社；
2.《工程材料及应用(第二版)》 周凤云主编 武汉 华中科技大学出版社 ；
3.《计算机辅助技术》 李小敏主编 清华出版社；

发出任务书日期： 2012年6月 21 日 指导教师签名：
计划完成日期： 2012 年 7月 5日 教学单位责任人签章：

摘要
　凸轮机构一般是由凸轮，从动件和机架三个构件组成的高副机构。凸轮通常作连续等速转动，从动件根据使用要求设计使它获得一定规律的运动．凸轮机构能实现复杂的运动要求，广泛用于各种自动化和半自动化机械装置中。
　　凸轮机构通常由两部份动件组成，即凸轮与从动子，两者均固定于座架上。凸轮装置是相当多变化的，故几乎所有任意动作均可经由此一机构产生。
　　凸轮可以定义为一个具有曲面或曲槽之机件，利用其摆动或回转，可以使另一组件—从动子提供预先设定的运动。从动子之路径大部限制在一个滑槽内，以获得往覆运动。在其回复的行程中，有时依靠其本身之重量，但有些机构为获得确切的动作，常以弹簧作为回复之力，有些则利用导槽,使其在特定的路径上运动。
　　凸轮机构主要作用是使从动杆按照工作要求完成各种复杂的运动，包括直线运动、摆动、等速运动和不等速运动。

目录
课程设计（论文）任务书 2
摘要 4
设计题目及数据及设计要求 6
开始设计 7
设计平底长 11
求压力角及其检验 12
应用 13
参考文献 13
心得 14

设计题目：对心直动平底从动件盘形凸轮机构的设计
设计一个偏置直动平底从动件盘形凸轮机构。设计参数如表中所示，凸轮回转方向为顺时针（或逆时针），从动件推程等加速等减速运动规律上升，回程以正弦运动规律下降，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，ф、фs、ф‘、фs’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
e
rb
h
ф
фs
ф‘
фs’
单 位
mm
(º)
数据
5
0
60
40
180
30
120
30

2、设计要求
1） 用图解法设计此盘形凸轮机构，正确确定偏距e的方向，并将凸轮轮廓及从动件的位移曲线画在2号图纸上；
2） 设计平底长度；
3） 用图解法设计此盘形凸轮机构，将计算过程写在说明书中。
4） 检验压力角是否满足许用压力角的要求。

开始设计
<1>假定凸轮顺时针转动。
根据数据确定基圆。
(1)由等加速推程段的运动方程：

S=2hδ^2/δ0^2
V=4hwδ/δ0^2
a=4hw^2/δ0^2
求出等加速推程段的数据。
(2)另用等减速推程段的运动方程:

S=h-2h(δ0-δ)^2/δ0^2
V=4hw(δ0-δ)/ δ0^2
A=-4hw^2/δ0^2
求出等减速推程段的数据

(3)回程以正弦运动规律回程：

S=h[1-(δ/δ0′)+sin(2πδ/δ0′)/（2π）]
V=hω[cos(2πδ/δ0)-1]/ δ0′
A=-2πhω²sin(2πδ/δ0′)/ δ0′²

求得的数据如下表：
度数
0
18
36
54
72
90
105
130
145
160
175
180
210
230
250
270
290
310
330
S
0
0.8
3.2
7.2
12.8
20
26.8
31.1
35
37.9
39.4
40
40
33.4
26.9
20.3
13.8
7.3
0

<2>画出基圆，及其计算出的数据线。

<3>作一系列代表推杆平底的直线，而此直线族的包络线即为凸轮的工作轮廓曲线。

<4>凸轮轮廓及从动件的位移曲线如图：

求平底长度

根据推程和回程推杆的运动规律求得：
推杆平底长度ι=2｜ds/dδ｜max+（5~7）㎜
=2*34.298+5
=73.596㎜

求压力角及其检验
压力角是衡量凸轮机构传力特性的一个重要参数。压力角是指在不计摩擦力的情况下,凸轮作用于从动件上的驱动力与从动件上受力点的速度方向之间所夹锐角。若不考虑摩擦力,凸轮作用于从动件上的驱动力是沿法向传递的。由图可知压力角等于0度。

应用
1．气阀杆的运动规律规定了凸轮的轮廓外形。当矢径变化的凸轮轮廓与气阀杆的平底接触时，气阀杆产生往复运动；而当以凸轮回转中心为圆心的圆弧段轮廓与气阀杆接触时，气阀杆将静止不动。因此，随着凸轮的连续转动，气阀杆可获得间歇的、按预期规律的运动。
2.当圆柱凸轮回转时，凹槽侧面迫使摆动从动件摆动，从而驱使与之相连的刀架运动。至于刀架的运动规律则完全取决于凹槽的形状。

参考文献
1.《机械原理》 陈作模主编.——北京： 高等教育出版社；
2.《工程材料及应用(第二版)》 周凤云主编 武汉 华中科技大学出版社 ；
3.《计算机辅助技术》 李小敏主编 清华出版社；

.
心

得

体

会
通过这次的课程设计让我更加熟练的应用SolidWorks软件，这次设计是理论与实验相结合一起，是对我们所学知识的一次综合运用。通过实验与应用再一次巩固了我们在书中所学的“凸轮机构及其设计”的理论知识，掌握了凸轮设计的方法，学会了如何运用相关资料、书籍与手册、图表等来查阅设计中所需的相关数据和内容。
且学会了综合应用课堂上学习的理论知识与实验操作的相结合。
在做课程设计过程中，我清楚地认识到自己知识的不扎实，专业知识的缺乏，以及实验操作经验的匮乏。让我更加清楚地意识到，自己还有许多方面上必须改进。学会了面对困难时，与老师以及同学共同克服，解决。
课程设计不仅仅是老师对我们知识掌握程度的测试，也是对我们自己的一次检查，更是培养能力，树立正确学习态度的好机会。
学生签名：

2012年 7月 8 日
教

师

评

语

20 年 月 日
成
绩
及
签
名

指导教师签名：
20 年 月 日