偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计

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偏置直动滚子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机械班学号学生姓名lilili指导教师2012年6月28日2目录目录..........................................错误!未定义书签。课程设计（论文）任务书........................................3摘要........................................错误!未定义书签。一、根据已知基尺寸做出圆......................错误!未定义书签。二、绘制推杆的位移图线........................错误!未定义书签。三、用反转法设计图轮廓线......................错误!未定义书签。四、压力角是否满足许用压力角的要求............错误!未定义书签。五、参考文献...............................................-11-3广东工业大学华立学院课程设计（论文）任务书设计一个偏置直动滚子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，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errrbhффsф‘фs’单位mm(º)数据10554018030120302、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；2）、用图解法设计此盘形凸轮机构，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。题目名称偏置直动滚子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机械班姓名学号4摘要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。虽然凸轮机构的应用受到一定的限制，但还是被广泛应用于各种机械中，特别是自动机械，装配生产线中的自动控制装置中。凸轮机构在应用中的基本特点在于能使从动件获得较复杂的运动规律。因为从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线，所以在应用时，只要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可以了。凸轮机构广泛应用于各种自动机械、仪器和操纵控制装置。凸轮机构之所以得到如此广泛的应用，主要是由于凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求，而且结构简单、紧凑。凸轮结构的特点：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。设计机械时，当需要其从动件必须准确地实现某种预期的运动规律时，常采用凸轮机构。当凸轮运动时，通过其上的曲线轮廓与从动件的高副接触，可使从动件获得预期的运动。凸轮机构是由凸轮、从动件和机架这三个基本构件所组成的一种高副机构。原理：由凸轮的回转运动或往复运动推动从动件作规定往复移动或摆动的机构。凸轮具有曲线轮廓或凹槽，有盘形凸轮、圆柱凸轮和移动凸轮等，其中圆柱凸轮的凹槽曲线是空间曲线，因而属于空间凸轮。从动件与凸轮作点接触或线接触，有滚子从动件、平底从动件和尖端从动件等。尖端从动件能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，可实现任意运动，但尖端容易磨损，适用于传力较小的低速机构中。为了使从动件与凸轮始终保持接触，可采用弹簧或施加重力。具有凹槽的凸轮可使从动件传递确定的运动，为确动凸轮的一种。一般情况下凸轮是主动的，但也有从动或固定的凸轮。多数凸轮是单自由度的，但也有双自由度的劈锥凸轮。凸轮机构结构紧凑，最适用于要求从动件作间歇运动的场合。它与液压和气动的类似机构比较，运动可靠，因此在自动机床内燃机印刷机和纺织机中得到广泛应用。但凸轮机构易磨损，有噪声，高速凸轮的设计比较复杂，制造要求较高。5设计过程：一、根据已知基尺寸做出圆设：凸轮顺时针转动根据数据确定基圆位置，基圆半径rb=55mm根据数据划分各阶段：正弦加速度运动规律，推程的运动方程s=h[(δ/δ0)-sin(2πδ/δ0)/(2π)]v=hw[1-cos(2πδ/δ0)]/δ0a=2πhw^2sin(2πδ/δ0)/δ0^2等加速度回程的运动方程：S=h-2hδ^2/δ’^2V=-4hwδ/δ’^2a=-4hw^2/δ0’^2等减速度回程的运动方程：S=2h(δ0’-δ)^2/δ0’V=-4hw(δ0’-δ)δ0’^2a=4hw^2δ’^2设δ=15º*n(n=1,2,3…)h=40mm6经过计算、整理得数据:推程远休止δ（度数）01530456075901051201351501651801530S(毫米)03.36.59.813.116.419.622.926.229.532.736.039.339.339.3回程近休止δ（度数）1530456075901051201530S（毫米）38.753528.752011.2551.25000二、绘制推杆的位移图线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图纸上；7三、用反转法设计图轮廓线在各等分线的段点上作为圆心，绘制系列滚子圆，如下所示：8根据上述的参数，绘制一系列滚子圆及凸轮的理论廓线，如图：再通过上面一系列的滚子圆，绘制凸轮的工作廓线，如图：9四、压力角是否满足许用压力角的要求10沿凸轮廓线在接触点的法线方向与推杆之间所夹的锐角。所以αmax=4.12º推程时，许用压力角[α]的值一般为：对直动推杆取[α]=30º。所以该凸轮的压力角满足许用压力角的要求公式α=arctan【（ds/dt）/(r0+s)】☆参考文献：★普通高等教育“十一五”国家级规划教材《机械原理》第七版★《AutoCAD在凸轮轮廓线设计中的应用》作者薛铜龙