凸轮机构
第五章凸轮机构及其设计
基本要求
了解凸轮机构的应用及其分类。介绍推杆常用的运动
规律及其选择。学会用图解法设计盘形凸轮的轮廓曲线。
掌握凸轮机构基本尺寸的确定。
基本概念题与答案
1.什么是基圆、基圆半径？
答：以凸轮理论廓线的最小向径为半径所作的圆，叫基圆，其半径称为基圆半径。
2.什么是推程、升程（又称行程）推程运动角？
答：从动件由距凸轮转动中心最低位置到最远位置的过程称作推程，推程过程中从动件的最大位移称升程（行程）。推程过程中凸轮转过的角度称为推程运动角。
3.什么是远休止角、回程运动角、近休止角？
答：远休止角：从动件在距凸轮回转中心最远的位置停留不动，这时对应的凸轮转角称为远休止角。
回程运动角：从动件以一定运动规律降回初始位置，这时凸轮转过的角度。
近休止角：从动件在距凸轮回转中心最近的位置停留不动，这时对应的凸轮转角称为近休止角。
4.什么是刚性冲击和柔性冲击？
答：刚性冲击：由加速度产生的惯性力突变为无穷大，致使机构产生的强烈冲击。
柔性冲击：由加速度产生的惯性力为有限值的变化，使机构产生的冲击。
5.凸轮轮廓的形状起什么作用？由什么来决定？
答：作用：实现从动件的运动规律，取决于从动件的运动规律。
6.图解法设计凸轮廓线的方法是什么？什么是反转法？
答：方法：反转法，凸轮不动，从动件连同机架一起按凸轮的角速度的相反方向绕凸轮回转中心转动，而从动件仍按预定的运动规律相对机架运动，从动件尖顶的轨迹即为凸轮廓线，这种方法称为凸轮廓线的反转法设计。
7.直动从动件盘形凸轮廓线设计的已知条件是什么？设计中注意什么？
答：（1）从动件的运动规律，即从动件的位移线图。
（2）基圆半径。
（3）从动件导路偏距e 和位置。
（4）凸轮等角速度转动及其转向。
注意：（1）取μs、μL、μδ比例尺、按已知条件作图。
（2）反转法。
（3）从动件位移在基圆外截取。
（4）所有位移点用光滑曲线连接成凸轮廓线。
8.滚子从动件盘形凸轮廓线设计，以哪一点作为尖顶来设计理论廓线？
答：以滚子中心为尖顶来进行设计。
9.偏置直动从动件盘形凸轮机构设计中什么线与偏距圆相切？
答：直动从动件的移动轴线与偏距圆相切。
10.摆动从动件盘形凸轮廓线设计的已知条件是什么？设计中注意什么？
答：条件：（1）从动件的运动规律，即角位移线图；
（2）基圆半径；
（3）从动件和机架的长度；
（4）凸轮等角速度转动及其转向。
注意：同直动从动件盘形凸轮设计相似，用相对运动的反转法。
11.什么是凸轮机构压力角？
答：在不计摩擦时，凸轮作用在从动件上推力作用线与从动件受力点的绝对速度方向所夹锐角称为压力角。
12.凸轮机构压力角与基圆半径大小有何关系？对凸轮机构有何影响？
答：基圆半径愈大，机构压力角愈小，但机构愈不紧凑；基圆半径愈小，机构压力角愈大，机构易自锁，效率低，但机构紧凑。
典型例题与答案
例5-1设计一尖端偏置移动从动件盘形凸轮机构。已知从动件的运动规律s ＝s （φ）如图（a）所示，凸轮的基圆、回转方向及从动件的初始位置如图（b）所示，在
图中的基圆圆周上已给出了12个等分点。
解：这是反转法原理应用的最基本的情况，即已知从动件的运动规律的位移曲线s －φ，要求用反转法设计凸轮廓线。作题步骤如下：
（1）正确地画出偏距圆如图。
（2）从初始位置B。开始，沿（－ω）方向过基圆上的各分点作偏距圆的切射线1C1，2C2，......如图，这些切射线代表在反转过程中从动件所依次占据的位置线。这里特别要注意不要把切射线的方向画错了。
（3）从从动件的位移曲线上量取凸轮各转角φ处相应的从动件位移量，将其转移到各相应的切射线上，从而确定出在反转过程中从动件尖端的各相应位置B0，B1，B2…。由于题目中给出的比例尺μL= μs，所以不需要进行比例尺的折算。
（4）将B0，B1，B2…连成一条光滑的曲线，即得凸轮廓线。
例5-2 图示为一尖端移动从动件盘形凸轮机构。已知从动件尖端与凸轮廓线在B
点接触时为起始位置（φ=0），试用图解法求出：
（1）当凸轮从图示位置转过900时，从动件的位移
量s。（2）当从动件尖端与凸轮廓线在 B 点接触
时，凸轮机构的压力角α。
解（1）这是反转法原理灵活运用的第3 种
情况，即已知凸轮廓线，求当凸轮从图示位置转过
某一角度后从动件的位移量。求解步骤如下：①
正确地作出偏距圆，如（a）图所示。
②由切点K。开始，沿（一ω）方向将偏距圆分度，找出φ=900的切点K1，过K1点作偏距圆的切射线，该切射线分别交凸轮基圆和凸轮廓线于C1、B1，线段C1B1即为当凸轮从图示位置转过900时从动件的位移量s。
（2）这是反转法原理灵活运用的第5 种情况，即已知凸轮廓线，求当凸轮从图示位置转过某一角度到另一点接触时，凸轮机构的压力角。求解步骤如下：
①由B 点作偏距圆的切线，该切线代表在反转过程中当从动件与凸轮廓线在 B 点接触时，从动件的位置线。
②过B点作凸轮廓线的法线。具体作法如图（b）的局部放大图所示：以B点为圆心，取适当长度为半径画一小圆，交凸轮于a,c 两点；再以a,c 为圆心用同样半径画两个小圆，分别与第一个小圆交于d,e 和f,g 四点；连接de 和fg 并延长，得交点Q，直线QB 即为凸轮轮廓线上B点的法线n n。该法线即不计摩擦时凸轮对从动件作用力的方向线。
③法线n n与从动件位置线之间所夹的锐角即为压力角a，如图所示。
凸轮机构大作业___西工大机械原理要点
大作业（二） 凸轮机构设计 （题号：4-A） （一）题目及原始数据···············（二）推杆运动规律及凸轮廓线方程·········（三）程序框图········· （四）计算程序·················
（五）程序计算结果及分析·············（六）凸轮机构图·················（七）心得体会··················（八）参考书··················· 一题目及原始数据 试用计算机辅助设计完成偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构的设计 （1）推程运动规律为五次多项式运动规律，回程运动规律为余弦加速度运动规律； （2）打印出原始数据； （3）打印出理论轮廓和实际轮廓的坐标值； （4）打印出推程和回程的最大压力角，以及出现最大压力角时凸轮的相应转角；（5）打印出凸轮实际轮廓曲线的最小曲率半径，以及相应的凸轮转角； （6）打印最后所确定的凸轮的基圆半径。 表一偏置直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 偏距 E/mm 滚子 半径 Rr/m m 推杆行 程 h/mm 许用压力角许用最小曲率半径 [ρamin] [α1] [α2] 4-A 15 5 10 28 30°70?0.3Rr 计算点数：N=90 q1=60; 近休止角δ1 q2=180; 推程运动角δ2 q3=90; 远休止角δ3 q4=90; 回程运动角δ4 二推杆运动规律及凸轮廓线方程推杆运动规律： （1）近休阶段：0o≤δ<60 o s=0；
ds/dδ=0; 2/δd 2 d=0; s （2）推程阶段：60o≤δ<180 o 五次多项式运动规律： Q1=Q-60; s=10*h*Q1*Q1*Q1/(q2*q2*q2)-15*h*Q1*Q1*Q1*Q1/(q2*q2*q2*q2)+6*h*Q1*Q1*Q 1*Q1*Q1/(q2*q2*q2*q2*q2); ds/dδ =30*h*Q1*Q1*QQ/(q2*q2*q2)-60*h*Q1*Q1*Q1*QQ/(q2*q2*q2*q2)+30*h*Q1*Q1*Q 1*Q1*QQ/(q2*q2*q2*q2*q2); 2/δd 2 d=60*h*Q1*QQ*QQ/(q2*q2*q2)-180*h*Q1*Q1*QQ*QQ/((q2*q2*q2*q2))+1 s 20*h*Q1*Q1*Q1*QQ*QQ/((q2*q2*q2*q2*q2)); （3）远休阶段：180o≤δ<270 o s=h=24; ds/dδ=0; 2/δd 2 d=0; s (4)回程阶段：270≤δ<360 Q2=Q-270; s=h*(1+cos(2*Q2/QQ))/2; ds/dδ=-h*sin(2*Q2/QQ); 2/δd 2 d=-2*h*cos(2*Q2/QQ); s 凸轮廓线方程： （1）理论廓线方程： s0=sqrt(r02-e2) x=(s0+s)sinδ+ecosδ y=(s0+s)cosδ-esinδ (2)实际廓线方程 先求x，y的一、二阶导数 dx=(ds/dδ-e)*sin(δ)+(s0+s)*cos(δ);
凸轮机构及其设计答案
第八章 凸轮机构及其设计 一、思考题答案 1．答：推杆常用运动规律有：等速运动、等加速等减速运动、余弦加速度运动（简谐运动）规律等。等速运动规律简单，但有刚性冲击，只适用于低速的场合；等加速等减速运动和余弦加速度运动规律，由于加速度仍有突变，引起较大的惯性力，但所产生的冲击较等速运动要小得多，为柔性冲击，这两种运动规律适合于中、低速场合。 2．答：等速运动规律有刚性冲击，等加速等减速运动和余弦加速度运动规律有柔性冲击。 3．答：设计滚子推杆盘形凸轮机构时，若r r =ρ，则0=a ρ，实际廓线形成一尖点，极易磨损，这种现象称为凸轮机构的变尖现象。若r r <ρ，则0min ρ，既保证0>a ρ。 4．答：在不考虑摩擦时，凸轮作用于推杆上的正压力方向与推杆上受力点的速度方向之间的夹角称为凸轮机构的压力角。在其他条件相同的情况下，当载荷一定时，压力角越大，则推动推杆所需的驱动力也越大，机构的效率也越低，因此，在设计凸轮机构时，应限制其最大压力角不得超过某一许用直。 5．答：平底推杆凸轮机构的压力角为始终为零，故这种凸轮机构不存在自锁问题。 6．答：从受力的观点考虑,直动推杆的导轨长度l 应大一些，而悬臂尺寸b 小一些好。 二、练习题答案 解： （1）从动件2在图示位置的速度v 2= ； （2）从动件2向上的运动规律是 运动规律； （3）凸轮机构在图示位置的压力角α= ； （4）如把尖顶从动件尖端B 处改为平底(⊥于构件2），则从动件的运动规律是否改变？为什么？
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
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4章 凸轮机构与其他常用机构
第4章凸轮机构与其他常用机构 4.1 凸轮机构的应用与分类 4.1.1 凸轮机构的应用 凸轮机构能将主动件的连续等速运动变为从动件的往复变速运动或间歇运动。在自动机械、半自动机械中应用非常广泛。凸轮机构是机械中的一种常用机构。 图4.1所示为内燃机配气凸轮机构。凸轮1以等角速度回转时，凸轮1的轮廓驱动从动件2（阀杆）按预期的运动规律启闭阀门。 图4.1 内燃机配气凸轮机构 图4.2所示为绕线机中用于排线的凸轮机构。当绕线轴3快速转动时，绕轴线上的齿轮带动凸轮1缓慢地转动，通过凸轮轮廓与尖顶A之间的作用，驱使从动件2往复摇动，因而使线均匀地绕在绕线轴上。
图4.2绕线机中排线凸轮机构 图4.3所示为驱动动力头在机架上移动的凸轮机构。圆柱凸轮1与动力头连接在一起，可以在机架3上作往复移动。滚子2的轴被固定在机架3上，滚子2放在圆柱凸轮的凹槽中。凸轮转动时，由于滚子2的轴是固定在机架上的，故凸轮转动时带动动力头在机架3 上作往复移动，以实现对工件的钻削。动力头的快速引进、等速进给、快速退回、静止等动作均 取决于凸轮上凹槽的曲线形状。
图4.3动力头用凸轮机构 图4.4所示为应用于冲床上的凸轮机构示意图。凸轮1固定在冲头上，当冲头上下往复运动时，凸轮驱使从动件2以一定的规律作水平往复运动，从而带动机械手装卸工件。 图4.4冲床上的凸轮机构
从以上所举的例子可以看出：凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。从动件与凸轮轮廓为高副接触传动，理论上讲可以使从动件获得所需要的任意的预期运动。 凸轮机构的优点是只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律，并且结构简单、紧凑，设计方便；其缺点是凸轮轮廓与从动件之间为点接触或线接触，易于磨损，故通常用于受力不大的控制机构。 4.1.2 凸轮机构的分类 凸轮机构的类型很多，并且这些类型又常常交叉在一起，下面介绍常见的分类方法。 1．按凸轮形状分类 （1）盘形凸轮：凸轮的最基本型式。该类凸轮是一个绕固定轴转动并且具有变化半径的盘形零件，如图4.1和4.2所示。 （2）圆柱凸轮：将移动凸轮卷成圆柱体即成为圆柱凸轮，如图4.3所示。 （3）移动凸轮：当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，凸轮相对机架作直线运动，这种凸轮称为移动凸轮，如图4.4所示。 2．按从动件形状分类 （1）尖顶从动件：该类从动件结构最简单，尖顶能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，以实现从动件的任意运动规律，但尖顶易磨损，仅适用于作用力很小的低速凸轮机构。 （2）滚子从动件：从动件的一端装有可自由转动的滚子，滚子与凸轮之间为滚动摩擦，磨损小，可以承受较大的载荷，因此得到广泛应用。 （3）平底从动件：从动件的一端为一平面，直接与凸轮轮廓相接触。若不考虑摩擦，凸轮对从动件的作用力始终垂直于端平面，传动效率高，且接触面间容易形成油膜，利于润滑，故常用于高速凸轮机构。其缺点是不能用于凸轮轮廓有凹曲线的凸轮机构中。 （4）曲面从动件：尖顶从动件的改进形式，较尖顶从动件不易磨损。 以上分类如表4.1纵排所示。
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。
凸轮机构作业习题讲解学习
凸轮机构作业习题
9.设计凸轮廓线时，若减小凸轮的基圆半径，则凸轮压力角将（ A ）。 A．增大 B．减小 C．不变 D．不确定 10.直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角（B）。 11.A.永远等于0° B.等于常数 C.随凸轮转角而变化 D.肯定大于0°二．填充题（每空2分，共20分） 1.理论轮廓曲线相同而实际轮廓曲线不同的两个对心移动滚子从动件盘形凸轮 机构，其从动件的运动规律是相同的。（选填相同/不同）2.设计某移动从动件盘形凸轮机构，采用平底从动件可以保证凸轮 机构在运动过程中压力角保持不变。 3.图示凸轮机构的名称是偏置移动从动件盘型凸轮机构。 （填充题3图）（填充题4图） 4.在图示凸轮机构中，盘形凸轮的一段轮廓线为渐开线，且凸轮基圆与渐开线 基圆半径相同（半径r0=10 mm），偏置距离e=10 mm，当从动件尖端与渐开线轮廓段在图示位置接触时，其压力角α= 0 。 5.在凸轮机构中，当从动件选择等速运动规律时，会产生刚性冲击。 6.当凸轮机构的压力角过大时，机构易出现锁死现象。 7.在设计滚子移动从动件盘形凸轮机构时，若发生凸轮实际轮廓变尖现象，为 克服变尖现象，可采取的措施有__增大基圆半径___或____减小滚子半径___。 8.用作图法绘制凸轮廓线时，常采用的方法为有_____图解法__________。 9.凸轮机构中常用弹簧来保持凸轮和从动件紧密接触，弹簧在机构运动分析中 不是一个构件。（选填是/不是） 三、（本题10分）在图示偏置滚子移动从动件盘形凸轮机构中，在图中作出：（1）图示位置时推杆的压力角和位移；（2）凸轮从图示位置转过90°后，推杆的压力角和位移；（3）推杆的行程和所在位置的压力角。
11凸轮机构运动参数的测定
课题十一凸轮机构运动参数的测定凸轮机构主要是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。其中凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。从动件与凸轮轮廓接触，传递动力和实现预定的运动规律故从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线。由于组成凸轮机构的构件数较少，结构比较简单，只要合理地设计凸轮的轮廓曲线就可以使从动件获得各种预期的运动规律。 凸轮机构能将主动件的连续运动转变为从动件的移动或转动，因而广泛用于各种机械中，特别是自动机械、自动线中的机械控制装置中。 1．凸轮机构运动参数的测定实验台及其工作原理 进行凸轮机构运动参数的测定实验台有多种形式，现以如图11—1所示的连杆机构与凸轮组合实验台，完成凸轮机构运动参数的测定。 图11—1 连杆机构与凸轮组合实验台 a）b）
图11—2 凸轮机构实验台的运动简图 1--同步脉冲发生器 2—减速器 3--电机 4—传感器 5--光栅盘 6--凸轮 7--平底直动从动件 8--回复弹簧 9--滑块 10--滚子直动从动件 如图11—2a）、b）所示，凸轮机构的实验台是电机、减速器、凸轮、直动从动件、滑块、传感器、同步脉冲发生器、光栅盘和回复弹簧等组成。 通过调速器调节电机的转速输出后，经蜗杆减速器带动凸轮转动，驱动从动件运动，其位移量通过直线位移传感器由模/数转换模块在嵌入式计算机系统的控制下，将位移量转换成数字信号，计算出其往复移动的周期、线速度、线加速度等机构运动参数。也可更换不同廓线的盘形凸轮，从而调节从动件的偏心距。 2．凸轮机构运动参数的测定实验注意事项 (1) 调节电机的转速时应缓慢转动调速旋钮，在关闭实验台电源前，应将电动机的转速调到最小。 (2) 用手转动凸轮盘1～2 周，检查各运动构件的运行状况，各螺母紧固件应无松动，各运动构件应无卡滞现象。 (3) 测试时，凸轮的转速不应过高，以免产生大的冲击，造成零件损坏。 (4) 调节从动件偏心距时，偏心距不宜过大，否则有可能使凸轮机构卡死，造成零件损坏。 2．凸轮机构运动参数的测定的操作过程 (1) 按要求组装凸轮机构，分析凸轮机构的组成。 (2) 轻轻转动凸轮，分析凸轮机构的运动特性，找出基圆、推程、远休止程、回程、近休止程，并量出对应的推程角、远休止角、回程角、近休止角。 (3) 以从动件在最低位置开始，轻轻转动凸轮，每转5°，量出从
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。
凸轮机构基本参数的设计
凸轮机构基本参数的设计 前节所先容的几何法和解析法设计凸轮轮廓曲线，其基圆半径r0、直动从动件的偏距e或 摆动从动件与凸轮的中心距a、滚子半径rT等基本参数都是预先给定的。本节将从凸轮机 构的传动效率、运动是否失真、结构是否紧凑等方面讨论上述参数的确定方法。 1 凸轮机构的压力角和自锁 图示为偏置尖底直动从动件盘形凸轮机构在推程的一个位置。Q为从动件上作用的载荷（包 括工作阻力、重力、弹簧力和惯性力）。当不考虑摩擦时，凸轮作用于从动件的驱动力F是 沿法线方向传递的。此力可分解为沿从动件运动方向的有用分力F'和使从动件紧压导路的有 害分力F''。驱动力F与有用分力F'之间的夹角a（或接触点法线与从动件上力作用点速度方 向所夹的锐角）称为凸轮机构在图示位置时的压力角。显然，压力角是衡量有用分力F'与有 害分力F''之比的重要参数。压力角a愈大，有害分力F''愈大，由F''引起的导路中的摩擦阻 力也愈大，故凸轮推动从动件所需的驱动力也就愈大。当a增大到某一数值时，因F''而引 起的摩擦阻力将会超过有用分力F'，这时无论凸轮给从动件的驱动力多大，都不能推动从动 件，这种现象称为机构出现自锁。机构开始出现自锁的压力角alim称为极限压力角，它的 数值与支承间的跨距l2、悬臂长度l1、接触面间的摩擦系数和润滑条件等有关。实践说明， 当a增大到接近alim时，即使尚未发生自锁，也会导致驱动力急剧增大，轮廓严重磨损、 效率迅速降低。因此，实际设计中规定了压力角的许用值[a]。对摆动从动件，通常取[a]=40～ 50；对直动从动件通常取[a]=30～40。滚子接触、润滑良好和支承有较好刚性时取数据的上 限；否则取下限。 对于力锁合式凸轮机构，其从动件的回程是由弹簧等外力驱动的，而不是由凸轮驱动的，所 以不会出现自锁。因此，力锁合式凸轮机构的回程压力角可以很大，其许用值可取[a]=70～ 80。
第6章__凸轮机构_(教案)
第6章 凸轮机构 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 4．讲授时数 8学时 6.1 凸轮机构的应用及分类 6.1.1凸轮机构的应用 凸轮机构是由凸轮、从动件、机架以及附属装置组成的一种高 副机构。其中凸轮是一个具有曲线轮廓的构件，通常作连续的等速 转动、摆动或移动。从动件在凸轮轮廓的控制下，按预定的运动规 律作往复移动或摆动。 在各种机器中，为了实现各种复杂的运动要求，广泛地使用着 凸轮机构。下面我们先看两个凸轮使用的实例。 图6.1所示为内燃机的配气凸轮机构，凸轮1作等速回转，其 轮廓将迫使推杆2作往复摆动，从而使气门3开启和关闭（关闭时借助于弹簧4的作用来实现的），以控制可燃物质进入气缸或废气的排出。 图6.2所示为自动机床中用来控制刀具进给运动的凸轮机构。刀具的一个进给运动循环包括：1）刀具以较快的速度接近工件；2）刀具等速前进来切削 工件；3）完成切削动作后，刀具快速退回；4）刀具复位后停留一 段时间等待更换工件等动作。然后重复上述运动循环。 这样一个复杂的运动规律是由一个作等速回转运动的圆柱凸 轮通过摆动从动件来控制实现的。其运动规律完全取决于凸轮凹槽 曲线形状。
由上述例子可以看出，从动件的运动规律是由凸轮轮廓曲线决定的，只要凸轮轮廓设计得当，就可以使从动件实现任意给定的运动规律。 同时，凸轮机构的从动件是在凸轮控制下，按预定的运动规律运动的。这种机构具有结构简单、运动可靠等优点。但是，由于是高副机构接触应力较大，易于磨损，因此，多用于小载荷的控制或调节机构中。 6.1.2 凸轮机构的分类 根据凸轮及从动件的形状和运动形式的不同，凸轮机构的分类方法有以下四种： 1．按凸轮的形状分类 （1）盘形凸轮：如图6.1所示，这种凸轮是一个具有 变化向径的盘形构件，当他绕固定轴转动时，可推动从动 件在垂直于凸轮轴的平面内运动。 （2）移动凸轮：如图6.3所示，当盘状凸轮的径向尺 寸为无穷大时，则凸轮相当于作直线移动，称作移动凸轮。 当移动凸轮做直线往复运动时，将推动推杆在同一平面内 作上下的往复运动。有时，也可以将凸轮固定，而使推杆相对于凸轮移动（如仿型车削）； （3）圆柱凸轮：如图6.2所示，这种凸轮是在圆柱端面上作出曲线轮廓或在圆柱面上开出曲线凹槽。当其转动时，可使从动件在与圆柱凸轮轴线平行的平面内运动。这种凸轮可以看成是将移动凸轮卷绕在圆柱上形成的。 由于前两类凸轮运动平面与从动件运动平面平行，故称平面凸轮，后一种就称为空间凸轮。 2．按从动件的形状分类 根据从动件与凸轮接触处结构形式的不同，从动件可分为三类： （1）尖顶从动件； （2）滚子推杆从动件； （3）平底推杆从动件。 3．按推杆运动形式分类 （1）直动推杆。 （2）摆动推杆 作往复摆动的推杆成为摆动推杆（如书图6.4的f 、g 、h ）。 4．按凸轮与推杆保持高副接触的方法分类 1）力锁合：在这类凸轮机构中，主要利用重力、弹簧力或其它外力使推杆与凸轮始终保持接触，如前述气门凸轮机构。 2）几何锁合：也叫形锁合，在这类凸轮机构中，是依靠凸轮和从动件推杆的特殊几何形状来保持两者的接触，如书图6.5所示。 将不同类型的凸轮和推杆组合起来，我们可以得到各种不同的凸轮机构。 图轮
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
机械设计课后习题第9章作业图文要点
第9章作业 9-1 何谓凸轮机构传动中的刚性冲击和柔性冲击?试补全图示各段一、 一、一曲线，并指出哪些地方有刚性冲击，哪些地方有柔性冲击？ 答凸轮机构传动中的刚性冲击是指理论上无穷大的惯性力瞬问作用到构件上，使构件产生强烈的冲击；而柔性冲击是指理论上有限大的惯性力瞬间作用到构件上，使构件产生的冲击。 s-δ, v-δ, a-δ曲线见图。在图9-1中B，C处有刚性冲击，在0，A，D，E处有柔性冲击。 9—2何谓凸轮工作廓线的变尖现象和推杆运动的失真现象?它对凸轮机构的工作有何影响?如何加以避免? 题9-1图 答在用包络的方法确定凸轮的工作廓线时，凸轮的工作廓线出现尖点的现象称为变尖现象：凸轮的工作廓线使推杆不能实现预期的运动规律的现象件为失真现象。变尖的工作廓线极易磨损，使推杆运动失真．使推杆运动规律达不到设计要求，因此应设法避免。变尖和失真现象可通过增大凸轮的基圆半径．减小滚子半径以及修改推杆的运动规律等方法来避免。 9—3力封闭与几何封闭凸轮机构的许用压力角的确定是否一样?为什么?
答力封闭与几何封闭凸轮机沟的许用压力角的确定是不一样的。因为在回程阶段-对于力封闭的凸轮饥构，由于这时使推杆运动的不是凸轮对推杆的作用力F，而是推杆所受的封闭力．其不存在自锁的同题，故允许采用较大的压力角。但为使推秆与凸轮之间的作用力不致过大。也需限定较大的许用压力角。而对于几何形状封闭的凸轮机构，则需要考虑自锁的问题。许用压力角相对就小一些。 9—4一滚子推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推杆滚子的直径偏小，欲改用较大的滚子？问是否可行?为什么? 答不可行。因为滚子半径增大后。凸轮的理论廓线改变了．推杆的运动规律也势必发生变化。 9—5一对心直动推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推程压力角稍偏大，拟采用推杆偏置的办法来改善，问是否可行?为什么? 答不可行。因为推杆偏置的大小、方向的改变会直接影响推杆的运动规律．而原凸轮机构推杆的运动规律应该是不允许擅自改动的。 9-6 在图示机构中，哪个是正偏置?哪个是负偏置?根据式(9-24说明偏置方向对凸轮机构压力角有何影响? 答由凸轮的回转中心作推杆轴线的垂线．得垂足点，若凸轮在垂足点的 速度沿推杆的推程方向．刚凸轮机构为正偏置．反之为负偏置。由此可知．在图 示机沟中，两个均为正偏置。由
机械原理大作业3 凸轮结构设计
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：丁刚陈明 设计时间： 哈尔滨工业大学机械设计
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
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=，6 50π =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?π ωa ； 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（9 14π ?π≤≤） 回程采用余弦加速度运动规律，故将已知条件mm h 50=，9 5'0π= Φ，6 s 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--=59 sin 451v ； ()π?ω-=59 cos 81-a 21； 4、凸轮推杆回程近休止角运动方程（π?π 29 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));
凸轮实验报告
《计算机辅助设计与制造》 实验报告 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 机械工程自动化学院 一、实验名称 凸轮设计加工cad／cam一体化 二、实验目的 使学生能够熟练的掌握三维设计软件solidworks与ｍastercam的使用方法，为无纸化 设计奠定基础。 三、试验设备 硬件：计算机 软件：solidworks与ｍastercam。 四、实验内容 指导教师提供一产品原始资料包括工程图，提供计算机及网络环境，以及对实验结果的 要求，实验全部由学生独立完成，完成零件建模设计及其自动化编程。 五、实验步骤 六、实验结果篇二：凸轮轮廓检测实验 凸轮轮廓检测实验报告 一、实验结果 1．凸轮试件原始数据 凸轮转向，理论基圆半径，大滚子半径，小滚子半径，升程推程运动角，远休止角，回 程运动角，近休止角，偏心距。 2．记录测量数据。 3．根据实验数据，画出从动杆的位移图 s(mm) 2．画出凸轮实际轮廓线的极坐标图（凸轮基圆半径rb?35mm） 二、思考题 1．同一凸轮和滚子，对心和偏心从动杆的位移是否相同？为什么？ 2．同一凸轮，不同滚子半径的从动杆位移是否相同？为什么？ 3．同一凸轮，当从动杆端部型式不同时，其从动杆位移是否相同？为什么？ 4．测凸轮极坐标图和测位移有什么不同？ 5．摆动从动杆盘状凸轮的极坐标图如何检测？ 三、实验心得与建议篇三：实验十七凸轮廓线检测(2h 新) 机械工程基础实验 实验报告书 实验项目名称学年：学期： 凸轮廓线检测实验（2h） 一、实验目的 二、实验设备 三、实验数据及处理 1、根据实验数据，画出从动件的位移图
2、画出凸轮实际轮廓线的极坐标图（凸轮基圆半径rb=35mm） 四、思考题 （1）同一凸轮和滚子，对心和偏心从动杆的位移是否相同？为什么？（2）同一凸轮， 不同滚子半径的从动杆位移是否相同？为什么？ （3）同一凸轮，当从动杆端部型式不同时，其从动杆位移是否相同？为什么？ 篇四：5.1凸轮机构实验 实验5.1 凸轮机构实验 【实验目的】 1. 了解凸轮机构的运动过程。 2. 掌握凸轮轮廓和从动件的常用运动规律。 3. 掌握机构运动参数测试的原理和方法。 【实验内容】 1．实验仪器 tl-i凸轮机构实验台，由盘形凸轮、圆柱凸轮和滚子推杆组件构成，提供了等速运动规 律、等加速等减速运动规律、多项式运动规律、余弦运动规律、正弦运动规律、改进等 速运动规律、改进正弦运动规律、改进梯形运动规律等八种盘形凸轮和一种等加速等减速 运动规律的圆柱凸轮供检测使用。 该实验台可拼装平面凸轮和圆柱凸轮两种凸轮机构有关构件尺寸参数如下： 盘形凸轮：基圆半径为 r0=40㎜最大升程为 hmax=15㎜圆 柱凸轮：升程角为α=150 升程为 h=38.5㎜ 2．工作原理 凸轮机构主要是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。其中凸轮是一个 具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。从动件与凸 轮轮廓接触，传递动力和实现预定的运动规律故从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线。由 于组成凸轮机构的构件数较少，结构比较简单，只要合理地设计凸轮的轮廓曲线就可以使从 动件获得各种预期的运动规律。 凸轮相关参数：推程 回程 行程h 凸轮转角?、 推程运动角? 回程运动角? 近休止角?s 远休止角?s 从动件的位移s tl-i凸轮机构试验台采用单片机与a/d转换集成相结合进行数据采集，处理分析及实现 与pc机的通信，达到适时显示运动曲线的目的。该测试系统先进、测试稳定、抗干扰性强。 同时该系统采用光电传感器、位移传感器作为信号采集手段，具有较高的检测精度。数 据通过传感器与数据采集分析箱将机构的运动数据通过计算机串口送到pc机内进行处 理，形成运动构件运动参数变化的实测曲线，为机构运动分析提供手段和检测方法。 本实验台电机转速控制系统有两种方式：手动控制：通过调节控制面板上的液晶调速菜 单调节电机转速。软件控制：在实验软件中根据实验需要来调节。其原理框图如下: 【实验方法与步骤】 1.选择一凸轮，然后将其安装于凸轮轴上，并紧固。 2.用手拨动机构，检查机构运动是否正常。 3.连接或检查传感器、采集箱和计算机之间接线是否正确。 4.打开采集箱电源，启动电 机，逐步增加电机转速，观察凸轮运动。 5.打开计算机上的控制软件，进入【数据采集】界 面，采集相应数据。 6.采集数据完毕后，点击界面上方【文件】按钮，选择其中【生成全部曲线excel文件】， 保存生成的文件。
凸轮机构大作业 (修复的)
凸轮机构设计 摆动滚子推杆盘形凸轮机构 （题号：7-A） 班级：机制 学号：2010012447 姓名： 同组其他人员（2010012444） 完成日期：2011年11月19日
1、题目及原始数据及其要求 凸轮机构大作业题目 利用计算机辅助设计完成下列摆动滚子推杆盘形凸轮机构的设计，设计已知数据如下表所示，机构中凸轮沿着逆时针方向做匀速转动。 表1 凸轮机构的从动件运动规律 表2 凸轮机构的推杆在近休、推程、远休及回程阶段的凸轮转角 表3 摆动滚子推杆盘形凸轮机构的已知参数 要求：每两人一组，每组中至少打印出一份源程序。每人都要打印：原始数据；凸轮理论轮廓曲线和实际轮廓曲线的坐标值；推程和回程的最大压力角，以及出现最大压力角时凸轮相应的转角，凸轮实际轮廓曲线的最小曲率半径，以及相应的凸轮转角；凸轮的基圆半径。整个设计过程所选取的计算点数N=72~120。利用计算机绘出凸轮的理论轮廓曲线和实际轮廓曲线。 凸轮大作业的内容和要求 凸轮大作业应计算正确、完整，文字简明通顺，撰写整齐清晰，并按照以下内容及顺序编写： 1、题目及原始数据； 2、推杆的运动规律及凸轮廓线方程； 3、计算程序； 4、计算结果及分析； 5、凸轮机构图（包括推杆及凸轮理论和实际廓线，并标出有关尺寸及计算结果； 6、体会及建议； 7、参考书；
8、计算程序框图。 最后作出封面和封底左侧为装订线装订成册。 注：滚子摆动推杆盘形凸轮机构的压力角α计算公式为： ) sin(])cos([tan 00????δ ? α+-+= OA AB OA AB L l l d d l 且当摆动推杆的角速度ω2与ω1异向时，上式方括号前取减号；当ω2与ω1同向时，取加号。φ0为推杆初位角，可有以下公式计算获得： AB OA AB OA l l r l l 2cos 2 0220++= ? 2、 摆杆的运动规律及凸轮轮廓线方程 理论轮廓： 理论轮廓坐标： 0sin sin() OA AB x l l δδ??=-++ 0cos cos()OA AB y l l δδ??=-++ 222 00arccos 2OA AB OA AB l l r l l ?+-= π? 15 2max = δ应分段计算 近休止阶段：
哈工大机械原理大作业凸轮机构设计第题
哈工大机械原理大作业-凸轮机构设计(第题)
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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 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 哈尔滨工业大学
凸轮机构设计 一、设计题目 如图所示直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见表，据此设计该凸轮机构。 序号 升程（mm ） 升程运动角（°） 升程运动规律 升程许用压力角（°） 回程运动角（°） 回程运动规律 回程许用压力角 （°） 远休止角（°） 近休止角 （°） 3 50 150 正弦加速度 30 100 余弦加速度 60 30 80 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=，6 50π =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 ； ω
?? ? ??= 512sin 1442 1?π ωa ； 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（9 14π ?π≤≤） 回程采用余弦加速度运动规律，故将已知条件mm h 50=，9 5'0π= Φ，6 s 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--=59 sin 451v ； ()π?ω-=59 cos 81-a 21； 4、凸轮推杆回程近休止角运动方程（π?π 29 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)); hold on plot(t,s); t=14*pi/9:0.001:2*pi;