偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构

课程设计论文

题目：偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构

系部名称：机械工程系专业班级：机自125 学生学号：

指导教师：韩洪涛教师职称：教授

2014年06月16日

偏置直动尖顶从动件凸轮机构，虽然从动件和凸轮之间以高副形式进行连接导致从动件易磨损不能承受较大的载荷,但由于其阅读盘形凸轮轮廓的能力较强,故应用也较为广泛。大多数教材和专著都是从该机构的运动性能和传力性能两方面进行阐述,相关专题研究也主要论述机构的运动规律、参数选择和优化设计等。针对效率的设计以及机构参数对效率的影响涉及较少。本文主要介绍它的设计过程，本文主要运用了一些凸轮的运动规律及其原理。包括正弦加速度，余弦加速度，反转法原理等。最终设计出了包括在运动性能和传力性能等方面比较适合的凸轮结构。

关键字：偏置正弦加速度余弦加速度

摘要 (1)

目录 (2)

第一章绪论 (3)

第二章课程题目及主要技术参数说明 (4)

2.1课题题目 (4)

2.2主要技术参数说明 (4)

2.3 偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构运动简图 (4)

第三章偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构参数分析 (5)

3.1基圆半径的确定 (5)

3.2从动件运动规律的选取原则 (5)

3.3 凸轮机构的偏距 (5)

3.4凸轮轮廓设计 (6)

第四章偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构设计计算 (7)

4.1偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构三视图 (11)

4.2偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构理论轮廓图 (12)

结论 (14)

致谢 (15)

参考文献 (16)

第一章绪论

本文主要讲的是偏置直动尖顶从动件盘形机构的设计计算，在这次设计中运用了主要运用了，机械原理的第九章《凸轮机构及其设计》《高等数学》等的知识。在这次课程设计中，我的能力有了很大的提高，特别是在理论应用在实践过程中的思考。

1.培养了我们的设计思路训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力。

2.通过在凸轮设计和计算的过程中，锻炼了我们的独立思考能力，了解了凸轮是怎样设计的，以及各种他凸轮的运动规律，基圆半径的确定，还有作图技巧。

3.让我们熟悉了solidworks的使用，计算机辅助设计等。

第二章 课程题目及主要技术参数说明

2.1课题题目

偏置直动尖顶从动件盘形机构

2.2主要技术参数说明

偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构：原始参数 升程（mm ）

升程运动角（0） 升程运动规律

升程许用压力角（0） 回程运动角

（0）

回程运动规律

回程许用压力角（0） 远休止角（0） 近休止角（0）

60

150

正弦

加速度

30 100

余弦加速度

40 60 50

2.3 偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构运动简图

第三章 偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构参数分析

3.1基圆半径的确定

对于一定形式的凸轮机构，在推杆的运动规律选定后，该凸轮机构的压力角与凸轮基圆半径的大小直接相关。

基圆半径的计算公式

()[][]2

2

0tan e s e d ds r +--≥αδ

3.2从动件运动规律的选取原则

从动件运动规律的选择或设计，涉及到许多因素。除了需要满足机械的具体工作要求外，还应使凸轮机构具有良好的动力特性，同时又要考虑所设计的凸轮廓线便于加工，这些因素又往往是互相制约的。因此在选择或设计运动规律时，必须根据使用场合、工作条件等分清主次，综合考虑。

正弦加速度运动规律用于升—停—回—停运动时，从动件在行程的起始和终止位置加速度无突变，因而无柔性冲击，有利于机构运转平稳。但它用于升—停—回—停运动时，在推程与回程的连接点处，跃度从有限的正值变为负值，因而加速度曲线不连续。这种曲线要求机械加工的准确性高于其他曲线。正弦加速度运动规律广泛用于中速凸轮机构，但不适于高速场合。

余弦加速度运动规律消除了行程中间位置的加速度突变，且易于计算和加工，在中速时也能获得合理的从动件的运动。但当这种运动规律用于升—停—回—停运动时，在行程的起始和终止位置因加速度突变而仍有柔性冲击。当这种规律用于升—回—升型运动时，则加速度曲线连续，没有柔性冲击。

3.3 凸轮机构的偏距

凸轮的转动方向和从动件的偏置方向不同，增大偏距。压力角的变化就不同。若推程压力角减小，则回程压力角将增大，即通过增加偏距来减小推程压力角，是以增大回程压力角为代价的。在设计凸轮机构时，如果压力角超过了许用值、而机械的结构空间又不允许增大基圆半径，则可通过选取从动件适当的偏置方向来获取较小的推程压力角。即在移动滚子从动件盘形凸轮机构的情况下，选择从动件偏置的主要目的是为了减小机构推程时的压力角。

从动件偏置方向选择的原则是：若凸轮逆时针回转，则应使从动件轴线偏于凸轮轴心右侧；若凸轮顺时针回转，则应使从动件轴线偏于凸轮轴心左。

3.4凸轮轮廓设计

实现从动件运动规律主要依赖于凸轮轮廓曲线形状，因而轮廓曲线设计是凸轮机构设计中的重要环节。凸轮机构设计的主要任务便是凸轮轮廓曲线的设计。传统的凸轮轮廓设计方法通常采用作图法或解析计算的方法描点。作图法虽简便易行，但其效率低，绘出的凸轮轮廓不够准确。所谓用解析法设计轮廓线，就是根据人们所要求的从动件的运动规律和已知的机构参数，求出凸轮廓线的方程式，并精确地计算一出轮廓线上各点的坐标值。解析法绘出的凸轮轮廓误差相对较小，但计算量大。目前精确设计凸轮轮廓的方法有包络法、速度瞬心法、等距曲面法等等。包络法利用凸轮和从动件的几何关系导出接触点的轨迹方程；速度瞬心法利用凸轮和从动件瞬时速度中心确定凸轮和从动件在某一瞬时接触点的位置。

第四章 偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构设计计算

计算及说明

结果

基圆半径的确定

()[][]2

2

0tan e s e d ds r +--≥

αδ (1)

()[]()()[]00002sin 2cos 1δπδδδδδπδδ

-=-=h s h d ds

将

δ

d ds

s 代入（1）式得 ()[]()2

2

0000022sin tan 2cos 1e h e h r +???

??????????????? ??----≥πδπδδδαδδπδ （2）

令：()()[]()??

????----=πδπδδδ

αδδπδδ22sin tan 2cos 10000h e h f

其中：15,30,150,60000====e h αδ 代入()δf

()ααδδδ?δπδπαδδtan tan 2cos 2tan 0002

2

0e h h h h f -+-???

? ??+??? ??+???? ??-= 36

3

5tan 2tan 0=

=

αδπ?h h

()()002

2

00'

2sin 2tan 2δ?δπδπαδδπδh h h f -+??? ??+???

? ??=

令：()0'

=δf 得 0

5.37=δ

5.37=δ

()()()

00'022

0'0

tan 2sin 1tan 2

α?δπδαδπδe h h

f --++???? ??-

=∴0

00

'

002546616.0tan 1

tan ≈∴≈=?αδπ?()()

()[]2

cos 1tan 2sin '

00

'0'0δπδαδδπδπδ+---=h e

h f ()

()[]

r

e h e h 22

'

0'0'02cos 1tan 2sin 0+???

?

???

?+---=δπδαδδπδπ()30

.7911.3611.36000

≥=∴=∴r f 时当有最大值

时当δδδ()[]

2

cos 1'0δπδ+=h s ()

'0'02sin δδπδπδ

h d ds

-=()[][]2

20tan e s e d ds r +--≥αδ281.360=r

计算及说明

将05.37=δ 代入（2）式 得

281.360

≥r

结果

011.36=δ

30

.790

≥r

凸轮推程方程：（正弦加速） 推程: mm h 60=

升程运动角:

00150=δ

升程运动规律: 正弦加速度 升程许用压力角: 030=α

()[]002cos 1δδπδω-=h v

()02022sin 2δδπδωπh a =

远休过程

远休止角：001

60=δ

mm s 6001=

凸轮回程方程：（余弦加速） 回程： mm mm 0~60

回程运动角:

0'0100=δ

回程运动规律: 余弦加速度 回程许用压力角:0'

40=α

()[]2cos 1'

0δπδ-=h s

()()'

'

02sin δδπδωπh v -=

()()2'0

'

022cos δδπδωπh a -=

()??????-???? ??=πδπδδδ22sin 00h s

近休过程：

00250=δ

mm mm s 0~002=

凸轮行程图：

4.1偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构三视图

4.2偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构理论轮廓图

升程阶段 正弦加速度 回程阶段 余弦加速度 升程角

行程

回程角

行程 00150-0 60-0()mm

00310-210

60-0()mm 010 0.116 0220 58.5317 020 0.9053 0230 54.2705 030 2.9181 0240 47.6336 040 6.503 0250 39.2705 050 11.7301 0260

30 060 18.3871 0270 20.7295 070 26.0146 0280 12.3664 080 33.9854 0290 5.7295 090 41.6129 0300 1.4683 0100 48.2699 0310

0 0110 53.497 0120

57.0819 0130 59.0965 0140 59.884 0150

60 远休阶段 远休角

近休阶段 近休角

60-60()mm

0150-0210

0-0()mm

0310-0360

参考文献

【1】孙桓，陈作模。机械原理[M]。6版。北京：高等教育出版社【2】邹惠君。机械运动方案设计手册【M】。北京；机械工业出版社【3】郁明山。现代机传动手册【M】。北京；机械工业出版社

【4】孔午光。高速凸轮【M】。北京；高等教育出版社，1992

【5】刘政昆。间歇运动机构【M】。大连：大连理工大学出版社，1991

滚子摆动从动件凸轮设计matlab程序

disp ' ******** 滚子摆动从动件凸轮设计 ********' disp '已知条件:' disp ' 凸轮作顺时针方向转动,从动件做摆动' disp ' 从动件在推程作等加速/等减速运动,在回程作等加速等减速运动' rb =52;rt = 10;qm=15;ft = 60;fs = 10;fh = 60;alp = 35;a=140;l=122;q0=asin(rb/a)*180/pi; fprintf (1,' 基圆半径 rb = %3.4f mm \n',rb) fprintf (1,' 滚子半径 rt = %3.4f mm \n',rt) fprintf (1,' 起始角度 q0= %3.4f mm \n',q0) fprintf (1,' 最大摆动角度 qm = %3.4f mm \n',qm) fprintf (1,' 推程运动角 ft = %3.4f 度 \n',ft) fprintf (1,' 远休止角 fs = %3.4f 度 \n',fs) fprintf (1,' 回程运动角 fh = %3.4f 度 \n',fh) fprintf (1,' 推程许用压力角 alp = %3.4f 度 \n',alp) hd= pi / 180;du = 180 / pi; %角度弧度互换 d1 = ft + fs;d2 = ft + fs + fh; disp ' ' disp '计算过程和输出结果:' disp ' 1- 计算凸轮理论轮廓的压力角和曲率半径' disp ' 1-1 推程(等加速/等减速运动)' s = zeros(ft);ds = zeros(ft);d2s = zeros(ft);vt=zeros(ft);st1=zeros(ft);at=zeros(ft); at = zeros(ft);atd = zeros(ft);pt = zeros(ft); for f = 1 : ft if f <= ft / 2 s(f)=2*(qm/ft^2)*f^2;st1(f)=s(f);s = s(f); %推程加速方程式 ds(f)=(qm/ft^2)*f;vt(f)=ds(f);ds = ds(f); d2s(f)=4*qm/ft;at(f)=d2s(f);d2s = d2s(f); else s(f)=qm-2*qm*(ft-f)^2/ft^2;st1(f)=s(f); s = s(f); %推程减速方程式 ds(f)=4*qm*(ft-f)/ft^2;vt(f)=ds(f);ds = ds(f); d2s(f)=-4 *qm/ft^2;at(f)=d2s(f);d2s = d2s(f); end at(f)= atan((-l*(1-ds))/(a*sin((s+q0)*hd))-(-1)*cos((s+q0)*hd)/sin((s+q0)*hd));atd(f) = at(f) * du; %推程压力角的角度和弧度表达式 p1= -a*sin(f*hd)+l*sin((s+q0-f)*hd)*(ds-1); p2= a*cos(f*hd)+l*cos((s+q0-f)*hd)*(ds-1); p3=-a*cos(f*hd)+l*(ds-1)^2*cos((s+q0-f)*hd)+l*d2s*sin((s+q0-f)*hd); p4=-a*sin(f*hd)-l*(ds-1)^2*sin((s+q0-f)*hd)+l*ds*cos((s+q0-f)*hd); pt(f)= (p1^2+p2^2)^1.5/(p1*p4-p2*p3) ;p = pt(f);

直动从动件盘形凸轮机构设计说明书

机械原理大作业二直动从动件盘形凸轮机构设计任务书 课程名称：机械原理 设计题目：盘形凸轮机构设计（20） 院系：机电工程学院 班级：1508104 设计者：关宇珩 学号：1150810423 指导教师：陈明 设计时间：2017.6.15 哈尔滨工业大学机械设计制造

目录 一．凸轮设计要求 (1) 二．凸轮轮廓设计数学模型 (3) 三．计算流程框图 (4) 四．matlab程序 (5) 五．计算结果与分析 (10)

一．凸轮设计要求

二．凸轮轮廓设计数学模型 1.确定凸轮偏心距与基圆半径（mm ） 通过matlab 对已给s 方程求导，通过许用压力角做斜率已知的直线，找出其与线图的切线，并找出切线的y 轴截距。 由于最大截距绝对值为65，则取偏心距3/56e =，基圆半径12/385r 0=，滚子半径 3/28r =。计算2200e -r s =。 2.建立压力角方程 已知方程： ??? ? ? ?+=e -d /ds arctan 0?α分段代入s 方程，计算升程和回程的压力角。 3.建立凸轮轮廓线的坐标方程 已知凸轮轴心在从动件左方。建立方程（理论轮廓线）： ()??ecos sin s s x 0++=；()??esin -cos s s y 0+=； 建立方程（外包络实际轮廓线）： ()() 2 2 d /dy d /dx d /dy r x X ??? ++=； ()() 2 2 d /dy d /dx d /dx r -y Y ??? +=； 4.建立曲率方程

已知方程： ()() 2 /322 2dx /dy 1dx /y d k += ； ； k /1R =通过参数方程的求导方法建立R ～ψ的方程。 三．计算流程框图 设时间ψ为未知量 对s ，v ，a 方程求导，绘制位移、速度、 加速度和?d /ds ～s 线图 利用许用压力角做已知斜率曲线，寻找与?d /ds ～s 线图相交的y 轴截距绝对值最大的直线为切线，取偏 心距e 、基圆半径r0、滚子半径 建立压力角方程 建立理论轮廓线和实际轮廓线的坐标方 程

虚拟样机Adams作业尖端摆动从动件凸轮机构设计

《产品设计与虚拟样机》 2013-11-26

尖端摆动从动件凸轮机构设计 北京航空航天大学机械工程及自动化学院（北京100191） 摘要 摆动从动件凸轮机构的设计通常采用的方法为反转法。在ADAMS中对凸轮机构的设计，需要对从动件添加运动规律函数，通过从动件与凸轮接触点位移曲线求解出凸轮轮廓曲线，再拉伸得到凸轮；而对于摆动件凸轮，若摆杆采用直杆，在仿真过程中，摆杆会与凸轮相交，因此摆杆设计为曲形，这样保证摆杆与凸轮接触基本是同一点接触且不会存在相交干涉，若依旧采用直杆作为摆杆，由于接触点是变动的，接触点曲线法不能得出凸轮的正确轮廓，应该在从动件上添加一条标志曲线，通过运动过程中标志曲线的包络线来得到凸轮轮廓，然后再获得凸轮。 关键词：摆动从动件凸轮机构；ADAMS；接触点；凸轮轮廓曲线；标志曲线

目录 1 摆动从动件凸轮机构设计要求 (1) 1.1 题目设计要求 (1) 1.2 题目分析........................................................................ 错误！未定义书签。 2 建立虚拟样机模型 (2) 2.1 设置工作空间及网格参数 (2) 2.2 创建摆杆模型 (3) 2.2.1 创建R100mm及R200圆曲线............................ 错误！未定义书签。 2.2.2 Boolean减运算得到摆杆................................. 错误！未定义书签。 2.3 创建凸轮模型............................................................... 错误！未定义书签。 2.4 创建凸轮副及驱动角速度........................................... 错误！未定义书签。 2.4.1 创建Marker点.................................................. 错误！未定义书签。 2.4.2 创建凸轮副........................................................ 错误！未定义书签。 2.4.3 添加驱动角速度................................................ 错误！未定义书签。 2.5 检查模型....................................................................... 错误！未定义书签。 3 仿真与后处理.......................................................................... 错误！未定义书签。 3.1 仿真模型....................................................................... 错误！未定义书签。 3.2 测试与后处理............................................................... 错误！未定义书签。 3.3 结果分析....................................................................... 错误！未定义书签。 4 结束语...................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献: .. (12)

机械原理试题及答案3

第六章凸轮机构及其设计 一、填空题 1、凸轮机构是凸轮、和机架组成的高副机构。 2、凸轮机构中，凸轮与从动件的接触处，是以点或线相接触，形成副。 3、凸轮按形状分为凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮。 4、凸轮按形状分为盘形凸轮、凸轮和圆柱凸轮。 5、凸轮按形状分为盘形凸轮、移动凸轮和凸轮。 6、按从动件与凸轮的接触形式可分为从动件、滚子从动件和平底从动件三种类型。 7、按从动件与凸轮的接触形式可分为尖底从动件、从动件和平底从动件三种类型。 8、按从动件与凸轮的接触形式可分为尖底从动件、滚子从动件和从动件三种类型。 9、按从动件的运动形式分，凸轮机构有从动件和摆动从动件凸轮机构两大类。 10、按从动件的运动形式分，凸轮机构有直动从动件和从动件凸轮机构两大类。 二、选择题 1、凸轮机构中，从动件的运动规律取决于。 A、凸轮轮廓的大小 B、凸轮轮廓的形状 C、基圆的大小 2、设计凸轮机构时，凸轮的轮廓曲线形状取决于从动件的。 A、运动规律 B、运动形式 C、结构形状 3、等速运动规律的凸轮机构，从动件在运动开始和终止时，加速度值为。 A、零 B、无穷大 C、常量 4、等速运动规律的凸轮机构，从动件在运动开始和终止时，将引起冲击。 A、刚性 B、柔性 C、无 5、等加速等减速运动规律的凸轮机构将引起。 A、刚性 B、柔性 C、无 6、简谐运动规律的凸轮机构将引起。 A、刚性 B、柔性 C、无 7、根据工作经验，建议直动从动件凸轮机构推程许用压力角等于。 A、30° B、0° C、90° 8、为防止滚子从动件运动失真，滚子半径必须凸轮理论廓线的最小曲率半径。 A、< B、> C、>= 9、凸轮机构中，采用导路偏置法，可使推程压力角减小，同时回程压力角。 A、增大 B、减小 C、不变 10、凸轮机构中，基圆半径减小，会使机构压力角。 A、增大 B、减小 C、不变 三、判断题 1、在其他条件不变的情况下，基圆越大，压力角越大。（） 2、在设计凸轮机构时，应保证凸轮轮廓的最大压力角不超过许用值的前提下，尽可能缩小凸轮的尺 寸。（） 3、在设计凸轮机构时，为保证凸轮轮廓的强度，应尽可能增大凸轮的尺寸。（） 4、在凸轮机构中，若从动件在推程和回程采用等速运动，则运转平稳，无冲击。（）

移动从动件盘形凸轮机构中

第4章习题 4-1 移动从动件盘形凸轮机构中，凸轮以转速为400r/min等速回转，工作要求从动件的运动规律如图4-6所示；当凸轮转速90°时，从动件在起始位置停歇不动；凸轮再转过90°时，从动件上升38.1mm；当凸轮又转过90°时，从动件停歇不动；当凸轮转过一周中剩余的90°时，从动件返回原处。试设计从动件的运动规律，并写出以坐标原点0为起点的从动件的位置方程式。 4-2 图4-7所示为凸轮机构从动件的速度曲线，它由四段直线组成。要求：在题图上画出推杆的位移曲线、加速度曲线；判断在哪几个益有冲击存在，是刚性冲击还是柔性冲击；在图示的F位置，凸轮与推杆之间有无惯性力作用，有无冲击存在。 ?=π/2，行程h=50mm。 4-3 在直动从动件盘形凸轮机构中，已知推程时凸轮的转角 求当凸轮转速ω1=10rad/s时，等速、等加速等减速、余弦加速度和正弦加速度四种常用的 ?。 基本运动规律的最大速度υmax、最大加速度αmax以及所对应的凸轮转角 0 4-4 在图4-8所示的从动件位置移线图中，AB段为摆线运动，BC段为简谐运动。若 ?要在两段曲线交界处的B点从动件的速度和加速度分别相等，试根据图中所给数据确定 2角的大小。 4-5 图4-9中给出了某直动从动件盘形凸轮机构的从动件的速度线图。要求： （1）画出其加速度和位移线图； （2）说明此种运动规律的名称及特点（υ、α的大小及冲击的性质）。 4-6 试求一个对心平底推杆盘状凸轮的廓线方程。已知推杆的平底与其导路垂直，基圆半径r b=45mm，凸轮顺时针方向匀速转动。要求当凸轮转动120°时，推杆以等加速等减速运动上升15mm；再转过60°时，推杆以正弦加速度运动回到原位置；凸轮转过一周中的其余角度时，推杆静止不动。 4-7 试以图解法设计一摆动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线。已知l OA=55mm，r o=25mm，l AB=50mm，r T=8mm，凸轮逆时针方向匀速转动。要求当凸轮转过180°时，推杆以余弦加速度运动向上摆动φ=25°；转过一周中的其余角度时，推杆以正弦加速度运动摆回到原位置。 4-8 用图解法设计摆动从动件圆柱凸轮。圆柱凸轮以等角速回转一圈时，从运件往复 ?=180°，从动件以等加速等减速摆动一次，其运动规律为：凸轮按图4-10所示方向回转

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 2111 ω，由于O P O P v v 111122≠'≠',；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)＝δ0－θ (4)＝δ' ＋θ

120时是渐开线，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。

第6章凸轮--习题及答案(全)

习 题 6-6 在摆动从动件盘形凸轮机构中，从动件行程角max 30o ψ=，0120o Φ=，'0120o Φ=， 从动件推程、回程分别采用等加速等减速和正弦加速度运动规律，试写出摆动从动件在各行程的位移方程式。 解：（1）推程的位移方程式为 ()2 0max 02max 0max 00202 022 2?ψψ?ψψψ?????Φ?=??≤≤ ? Φ???? Φ? =-Φ-≤≤Φ?Φ? 代入数值得 ()2220230 060120240130-120 60120240o o o o o o o o o ??ψ?ψ?????=??=≤≤? ????? ?=?-≤≤?? （2）回程的位移方程式为 ()max 0''0001 21sin 3602o s s T T T πψψ?π ??????=?-+ Φ+Φ≤≤??? ?ΦΦ?????? =-Φ+Φ? 代入数值得： o 2401360360301sin 240120212012024030 30sin 3 24036042o o o o o o o o o o o o ?ψ?π???π ????-=?-+-??? ???? ?-=-+≤≤ 6-7 图中所示为从动件在推程的部分运动曲线，其0o s Φ≠，'0o s Φ≠，试根据s 、v 和a 之 间的关系定性的补全该运动曲线，并指出该凸轮机构工作时，何处有刚性冲击？何处有柔性冲击？

解：如图所示。 （1）AB段的位移线图为一条倾斜直线，因此，在这一段应为等速运动规律，速度线图为一条水平直线，其加速度为零。 （2）BC段的加速度线图为一条水平直线。因此，在这一段应为等加速运动规律，其速度线图为一条倾斜的直线，位移线图为一条下凹的二次曲线。 （3）CD段的速度线图为一条倾斜下降的斜直线。因此，在这一段应为等减速运动规律，其加速度线图为一条水平直线，位移线图为一条上凸的二次曲线。 该凸轮在工作时，在A处有刚性冲击，B、C、D处有柔性冲击。 6-8 对于图中的凸轮机构，要求： 1）写出该凸轮机构的名称； 2）在图上标出凸轮的合理转向； 3）画出凸轮的基圆； 4）画出从升程开始到图示位置时推杆的位移s，相对应的凸轮转角?，B点的压力角α；5）画出推杆的行程H。 解：1）偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构。 2）为使推程压力角较小，凸轮应该顺时针转动。

盘形凸轮轮廓设计计算说明书

《机械设计基础》 设计实践设计计算说明书 题目：盘形凸轮轮廓设计 学院：航天学院 班号：0818201班 学号：1081820101 姓名：宋春林 日期：2010年9月26日

《机械设计基础》设计实践任务书 题目：盘形凸轮轮廓设计设计原始数据及要求： 凸轮角速度ω方向：顺时针基圆半径：40mm 偏距：8mm 滚子半径：10mm 推杆运动规律：

目录 设计过程 (1) 1取比例尺并作基圆 (1) 2作反转运动，量取?0、?s、?0′、?s′,，等分?0、?0′ (1) 3计算推杆的预期位移 (1) 4确定理论轮廓线上的点 (1) 5绘制理论轮廓线 (2) 6绘制实际轮廓线 (3) 参考文献： (4)

设计过程 1取比例尺并作基圆 取比例尺为1:1，在图纸上选一个合适的位置作为凸轮回转中心，并以之为圆心，40mm 为半径绘出凸轮基圆。 2作反转运动，量取?0、?s、?0′、?s′,，等分?0、?0′ 在基圆上由起始点位置1出发，沿着?ω1回转方向依次量取?0=150°、?s=30°、?0′=120°、?s′=60°，并将推程运动角?0五等分，回程运动角?0′六等分。作出各等分线。 1 3计算推杆的预期位移 =30φ/150°（φ=0°~150°） ①等速推程时s=hφ ?0 计算结果见下表： ②等速回程时s=h?hφ ?0′ 计算结果见下表 以凸轮回转中心为圆心，8mm长为半径作偏距圆，找到各等分线与偏距圆的交点。过

这些交点分别作偏距圆的切线，这些切线与基圆相交后按照以上两表延长出相应的距离。其端点就是理论轮廓线上的点。 5绘制理论轮廓线 将上面的确定的理论轮廓线上的各点用一条光滑曲线连起来，就可以得到理论轮廓线。

滚子摆动从动件凸轮设计matlab程序

ｄｉｓp’＊**＊*＊** 滚子摆动从动件凸轮设计＊＊＊**＊＊＊＇disｐ '已知条件:’ ｄisp ’凸轮作顺时针方向转动,从动件做摆动’ disｐ’从动件在推程作等加速/等减速运动，在回程作等加速等减速运动’rｂ=52;rｔ= 10;ｑm=15;ft= ６0；ｆｓ=１0;fh = 60;alp = 3５;a=1４0;l＝122；q0=aｓin（rb／ａ）＊１80/pi； fprinｔｆ (1，’基圆半径 rb ＝%3、4f mm\ｎ＇，rb） ｆpriｎtf(1,’滚子半径 rt =%3、4ｆmm \n’，rt） fpriｎtf (1，' 起始角度q０= %3、4f ｍm \n’，q0） ｆｐrintf (１,＇最大摆动角度 qm ＝％3、4ｆｍm \n',qm) ｆpｒintf （1,＇推程运动角 ft =%3、4f 度\n',ft） fｐrintｆ（1,' 远休止角fs = %3、4f 度 \n'，fs) fprｉntf（1,' 回程运动角ｆh＝%３、4ｆ度 \n’，fh） fprintf(1,’推程许用压力角 alp＝％3、4f 度＼n'，ａlｐ） hd＝ pi / 180；du = １8０／ｐi; ％角度弧度互换 d1 = ｆt＋ｆs；ｄ２＝ｆt ＋ fｓ+fｈ； dｉｓｐ ' ' disp '计算过程与输出结果:’ ｄｉｓp ’１－计算凸轮理论轮廓得压力角与曲率半径' diｓp ＇1-1 推程（等加速/等减速运动)' s＝zeｒoｓ（ft）；ｄs = ｚeｒoｓ（fｔ）;d2s =zerｏs（ｆｔ);vｔ=zｅros（ｆｔ);st1=ｚｅｒos(ｆｔ）；at=zｅros(fｔ）; at ＝ zeros（ft)；aｔd=zerｏs（fｔ)；pｔ = ｚeros(ft）; ｆoｒ f＝ 1: fｔ if f <＝ft／ 2 ｓ(f）=2＊（qm／ft＾２)*f＾2；st1（f)=s（f）;s＝s （f）；％推程加速方程式 ds（f）=（ｑｍ/fｔ^2）*f；vｔ(ｆ)＝ｄs(f）；dｓ= ds(f); ｄ2s（ｆ）=4＊qｍ/ft；aｔ（f)=d2s(f）;ｄ２s＝ｄ2s(f）； elsｅ ｓ(f)=qｍ－2*ｑm*（ft-f）^2／ft＾2;st1（f）=s(f);ｓ＝s(f)；％推程减速方程式 ds(f)=4＊ｑm*(ft－f)／ｆt^2；ｖt(f）=ds（f)；ds= ds（ｆ）; d２s(f)=-４＊qm/fｔ^２；ａt（f)=ｄ２s(f）；ｄ２s = ｄ2ｓ（ｆ）； end at(f)=atａn（（-l＊（１-ｄｓ）)/（a*sin((s+ｑ0）＊hd）)—（-1)＊coｓ（（s＋q0)＊ｈd)/ｓin（（s+q0)＊ｈd）);ａｔd（f）= aｔ(f) ＊ du; %推程压力角得角度与弧度表达式

机械基础答案解析

第三章凸轮机构 题3-1欲设计图示的直动滚子从动件盘形凸轮机构,要求在凸轮转角为00～900时,推杆以余弦加速度运动规律上升h= 20 mm,且取r0= 25 mm,e= 10 mm,r r= 5 mm。试求： （1）选定凸轮的转向ω,并简要说明选定的原因； （2）用反转法画出当凸轮转角φ=00～900时凸轮的工作廓线（画图的分度要求小于150）； （3）在图上标注出φ1=450时凸轮机构的压力角α。 解答： 1．选位移比例尺 m/m m 001 .0 = S μ ，转角比例尺 /mm 04 .0弧度 = ? μ ，绘制从动件 位移曲线，见题解3-1图(a)。 2. 逆时针方向，使凸轮机构为正偏置，减小推程段凸轮机构的压力角。 3．将圆弧顶推杆视为滚子推杆，取尺寸比例尺 m/m m 001 .0 = l μ 作图，凸轮廓线如图 所示。 4．如图所示，当φ1=450时，α=14.50。 题3-1图(a)(b) 题解3-1图

题3-2图示为一摆动平底推杆盘形凸轮机构（001 .0 = l μ m/mm），已知凸轮的轮廓 是一个偏心圆，其圆心为C，试用图解法求： （1）凸轮从初始位置到达图示位置时转角φ0及推杆的角位移ψ0； （2）推杆的最大角位移ψmax及凸轮的推程运动角Φ； （3）凸轮从初始位置回转900时，推杆的角位移ψ90。 解题分析：作推杆的摆动中心所在的圆η→作基圆→作推杆的初始位置→按题目要求逐步求解。 解答： 1．求φ0及ψ0 （1）以O为圆心，OA长为半径作圆 η ；以O为圆心作圆切于凸轮，该圆即为基圆；作推杆与基圆和凸轮同时相切，得切点B0，A0B0即为推杆的初始位置。 （2）凸轮从初始位置到达图示位置时的转角就是A0O沿-ω方向转到AO时的角度，即φ0=330，推杆的角位移ψ0=20。 2．求ψmax及Φ 题3-2图 题解3-2图

盘形凸轮的四种设计方法

盘形凸轮的四种设计方法 深圳市百特兴科技有限公司 周杰平 摘要：详细介绍运用SolidWorks 绘制盘形凸轮的不同方法，包括插件法、解析法、折弯法及仿真法。 关键词：盘形凸轮，插件法，解析法，折弯法，仿真法，余弦加速度， SolidWorks，EXCEL。 凸轮/连杆机构以其快速、稳定的特点，在很多的场合尤其是传统的制程设备中得以运用。但其缺点也很明显：适应性较差，结构相对比较复杂，开发周期长，凸轮加工精确要求比较高等,非标设备大多由伺服马达/步进马达、丝杆/同步带、气缸/油缸等替代。近年来，由于对设备产能要求越来也高，传统的凸轮/连杆机构又受到用户青睐。以动力电池制造设备中塑封制程为例。进口设备核心机构采用凸轮/连杆机构，产能在140件/分钟以上，国产设备采用伺服/丝杆驱动，产能则在50件/分钟左右。更为重要的是前者用于制程的有效时间更长，确保了品质的可靠性。凸轮的设计将成为机构设计工程是不可缺少的技能。 本文以盘形凸轮为研究对象，分别介绍几种不同的设计方法。 一、基本参数 1.1、凸轮基本参数 项目 代号 参数值 基圆直径 D 150 凸轮厚度 W 15 辊子直径 d 25 升程 h 50 表1 1.2、从动杆运动规律 动作 运动角度数 (Φ) 起始角度位置 终止角度位置 结束半径 运动规律 推程 120 0 120 125 余弦加速度 远休止角 30 120 150 125 回程 90 150 240 75 余弦加速度 近休止角 120 240 360 75 表2 注：余弦加速度(简谐运动)方程： S=h*[1-cos(πφ/Φ)]/2

图1 二、SolidWorks 插件法 2.1、如图2，打开SolidWorks，新建零件，关闭草图。菜单栏Toolbox -> 凸轮 如菜单栏无Toolbox，先加入插件。 图2 图3 2.2、设置。如图3 凸轮类型为圆形，推杆类型为平移，如果是偏心的，可作相应的选择；开始半径为基圆半径，开始角度根据<表2>填写；旋转方向为顺时针 2.3、运动如图4

凸轮机构教案

凸轮机构 4.1 凸轮机构的类型及应用 4.1.1 凸轮机构的组成和应用 组成：由凸轮、从动件和机架三部分组成 特点： 1）只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任何预期的运动规律。2）结构简单、紧凑。 3）凸轮机构是高副机构，易于磨损。 4）凸轮轮廓加工比较困难。 应用：只适用于传递动力不大的场合。 应用实例：内燃机配气机构绕线机的凸轮机构凸轮自动送料机构 结论：从动杆的运动规律取决于凸轮轮廓曲线或凹槽曲线的形状。 二、凸轮机构的分类 (一)按凸轮的形状分 1．盘形凸轮(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)

尖顶移动从动杆盘形凸轮机构尖顶摆动从动杆盘形凸轮机构滚子移动从动杆盘形凸轮机构滚子摆动从动杆盘形凸轮机构平底移动从动杆盘形凸轮机构平底摆动从动杆盘形凸轮机构特点：结构简单，但是从动件行程不能太大，否则凸轮运转沉重。 2．移动凸轮(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。) 特点：凸轮和从动件都可作往复移动。 3. 圆柱凸轮（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。） 特点：从动件可获得较大的行程。 (二)按从动杆的端部型式分 1．尖顶从动件凸轮机构 特点： （1）传动灵敏。 （2）从动杆的构造最简单，但易磨损。 应用：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．滚子从动件凸轮机构 特点：磨损较小，可用来传递较大的动力，但结构复杂。 应用：常用于速度不高、载荷较大的场合。 3．平底从动件凸轮机构

课程设计---摆动从动件杆盘型凸轮机构

— 河北工程大学机电学院机械原理课程设计 说明书 设计题目：摆动从动件杆盘型凸轮机构 。 指导教师： 班级：机制4班 姓名： 学号： 、

目录 一、机械原理课程设计的目的及其任务 (2) 二、机械原理课程设计题目及其设计要求 (2) 三、凸轮机构的运动说明及运动简图 (3) 四、机械原理课程设计方案以及原始数据 (4) 五、图解法 (5) 六、解析法 (7) 七、计算程序方框图 (10) 八、计算机源程序及运行结果 (11) 九、心得体会 (16) 十、参考文献 (17)

一、机械原理课程设计的目的及其任务 <一>、机械原理课程设计的目的： 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： 1、进一步巩固和加深所学知识； 2、培养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，初步建立一个完整的概念； 4、进一步提高学生计算和制图能力，以及运用电子计算机的运算能力。 <二>、机械原理课程设计的任务： 1按给定条件综合连杆机构，确定连杆机构各构件的尺寸，以满足不同的实际工作的要求； 2对机构进行运动分析；（图解法及解析法两种方法） 3设计凸轮轮廓曲线，绘制凸轮从动件位移曲线。 二、机械原理课程设计题目及其设计要求 <一>课程设计题目：摆动从动件杆盘型凸轮机构 <二>设计要求 1、采用图解法设计：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： 2、设计要求： ①确定合适摆杆长度 ②合理选择滚子半径r r ③选择适当比例尺，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，并标注全部尺寸（用A2图纸） ⑤将机构简图、原始数据、尺寸综合方法写入说明书，并打印出结果。

主推进动力装置第三章 机构与机械传动教案3凸轮机构

2012-2013第二学期主动力推进装置教案 一、授课教案 课程名称: 主动力推进装置 授课教师姓名: 职称（或学 历）: 授课对象：（轮机专业12年级tz1班级学生） 授课时数: 4 课题名称: 主动力推进装置 授课类型: 理论 授课 教材名称及版本: 主动力推进装置（船员适任考试培训教材） ● 本单元或章节的 第三章 机构与机械传动教案 ● 教学目的及要求： 1.5 凸轮机构 ● 授课主要内容及课时分配 凸轮机构 一）、认识凸轮机构 凸轮机构是通过凸轮与从动件之间的直接接触来传递运动和动力 的，是一种常用的高副机构，在机械中应用也很广泛。 例：观察下图汽车配气机构就是利用凸轮来控制气门的启闭。

1、凸轮机构的组成：凸轮机构由凸轮1、从动件2和机架3三个基本构件及锁合装置组成，是一种高副机构。其中凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，通常作连续等速转动，而从动件则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。 2、凸轮机构的优点：只要适当地设计凸轮轮廓，就可以使从动件实现预期的运动规律，结构简单、紧凑，易于设计。 3、凸轮机构的缺点：凸轮与从动件是高副接触，易磨损，制造困难， 适用于传力不大的控制机构。 （二）、凸轮机构的类型 1、按凸轮的形状分类：

盘形凸轮 移动凸轮 圆柱凸轮 2、按推杆的形状分类： 尖顶移动从动杆盘形凸轮机构 滚子移动从动杆盘形凸轮机构 平底移动从动杆盘形凸轮机构 3、根据推杆的运动形式的不同：有作往复直线运动的直动推杆和作往复摆动的摆动推杆 尖顶移动从动杆盘形凸轮机构 尖顶摆动从动杆盘形凸轮机构 4、按照凸轮与推杆保持接触的方式分类： a、力封闭的凸轮机构：其利用推杆的重力、弹簧力来使推杆与凸轮保持接触。

课程设计---摆动从动件杆盘型凸轮机构

河北工程大学机电学院机械原理课程设计 说明书 设计题目：摆动从动件杆盘型凸轮机构 指导教师： 班级： 姓名： 学号：

目录 一、机械原理课程设计的目的及其任务 (2) 二、机械原理课程设计题目及其设计要求 (2) 三、凸轮机构的运动说明及运动简图 (3) 四、机械原理课程设计方案以及原始数据 (4) 五、图解法 (5) 六、解析法 (7) 七、计算程序方框图 (10) 八、计算机源程序及运行结果 (11) 九、心得体会 (16) 十、参考文献 (17)

一、机械原理课程设计的目的及其任务 <一>、机械原理课程设计的目的： 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： 1、进一步巩固和加深所学知识； 2、培养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，初步建立一个完整的概念； 4、进一步提高学生计算和制图能力，以及运用电子计算机的运算能力。 <二>、机械原理课程设计的任务： 1按给定条件综合连杆机构，确定连杆机构各构件的尺寸，以满足不同的实际工作的要求； 2对机构进行运动分析；（图解法及解析法两种方法） 3设计凸轮轮廓曲线，绘制凸轮从动件位移曲线。 二、机械原理课程设计题目及其设计要求 <一>课程设计题目：摆动从动件杆盘型凸轮机构 <二>设计要求 1、采用图解法设计：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： 2、设计要求： ①确定合适摆杆长度 ②合理选择滚子半径r r ③选择适当比例尺，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，并标注全部尺寸（用A2图纸） ⑤将机构简图、原始数据、尺寸综合方法写入说明书，并打印出结果。

盘形凸轮的毕业设计

盘形凸轮的毕业设计 以下是为大家整理的盘形凸轮的毕业设计的相关范文，本文关键词为盘形,凸轮,毕业设计,目录,第一章,绪论,1.1,研究,背景，您可以从右上方搜索框检索更多相关文章，如果您觉得有用，请继续关注我们并推荐给您的好友，您可以在综合文库中查看更多范文。 【目录】 第一章绪论 1.1研究背景......................................31.2研究内容和意

义................................41.2.1研究内容....................................41.2.2研究意义....................................5第二章应用形状 2.1盘形凸轮基圆半径的确定………………………………62.2凸轮机构的应用和类型…………………………………82.3从动件常用运动规律…………………………………..12第三章盘形凸轮的设计方法 3.1凸轮轮廓曲线分析 (16) 3.2凸轮机构基本尺寸的确定....................................193.3凸轮机构的特点................................213.4凸轮轮廓曲线设计 (22) 3.5用图解法设计凸轮轮廓…………………………………23第四章盘形凸轮的机构设计范例 4.1设计范例及结果 (25) 4.2凸轮机构的材料选择..........................................26第五章前景展望.....................................................27第六章致谢. (28) 1 第七章参考文献 (30) 第一章绪论 1.1研究背景

第3章 凸轮机构

第3章凸轮机构 3-1 图3.9所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构。已知AB段为凸轮的推程廓线，试在图上标注推程 运动角。 图 3.9 题3-1图 3-2 图3.11所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构。已知凸轮是一个以C为中心的圆盘，试求轮廓上D点与尖顶接触时的压力角，并作图加以表示。 图 3.11 题3-2图 3-3 已知从动件升程h = 30mm, = 150°, = 30°, = 120°, =6 0°，从动件在推程作简谐运动，在回程作等加速等减速运动，试运用作图法或公式计算绘出其运动线图s-t 、v-t和a-t 。 3-4 设计图示偏置直动滚子从动件盘形凸轮。已知凸轮以等角速度顺时针方向回转，偏距e=10mm，凸轮基圆半径r min =60mm，滚子半径r T =10mm，从动件的升程及运动规律与题3-3相同，试用图解法绘出凸轮的轮廓并校核推程压力角。

图3-14 题3-4图 3-5 已知条件同题3-4，试用解析法通过计算机辅助设计求凸轮理论轮廓和实际轮廓上各点的坐标值 (每隔10°计算一点)、推程的数值，并打印凸轮轮廓。 3-6 在图3-18所示自动车床控制刀架移动的滚子摆动从动件凸轮机构中，已知l OA =60mm，l AB=36mm，r min =35mm，r T ＝8mm。从动件的运动规律如下：当凸轮以等角速度逆时针方 向回转150°时，从动件以简谐运动向上摆15°；当凸轮自150°转到180°时，从动件停止不动；当凸轮自180°转到300°时，从动件以简谐运动摆回原处；当凸轮自300°转到360°时，从动件又停留不动。试绘制凸轮的轮廓。 图3-18 题3-6图 3-7 设计一平底直动从动件盘形凸轮机构。已知凸轮以等角速度逆时针方向回转，凸轮的基圆半径 r min =40mm，从动件升程h=20mm，= 120°，= 30°, = 120°, =9 0°，从动件在推程和回程均作简谐运动。试绘出凸轮的轮廓。

摆动滚子从动件盘形凸轮机构设计的解析法

摆动滚子从动件盘形凸轮机构设计的解析法①0前言 摆动滚子从动件盘形凸轮机构的设计主要包括基本尺寸的确定[ 1 ]和凸轮轮廓的设计. 基本尺寸主要 是根据压力角确定的, 凸轮轮廓是根据基本尺寸和从动件的运动规律设计的. 过去这两部分的设计常常采 用图解法, 虽然图解法简单、直观, 但精度低, 随着计算机技术的发展和数控机床的普及, 凸轮机构设计的 解析法[ 2 ]正逐步取代传统的图解法. 图1摆动从动件盘形凸轮机构的压力角 1机构压力角的计算 如图1 所示, 为摆动从动件盘形凸轮机 构的压力角示意图. 摆杆长度O 2A = l, 机架 长O 1O 2 = a. 过瞬心P 作摆杆O 2A 的垂直线, 交O 2A 延长线于B 点. 则有: tan A= BA PB = O 2P cos (W 0 + W) - l O 2P sin (W 0 + W) P 点为机构的瞬心, 则有: X 1O 1P = X 2O 2P

X 2 X 1 = O 1P O 2P = d W d U= O 1P O 1P + a ∴O 1P = d W d U a 1 - d W d U O 2P = O 1P + a = a 1 - d W d U ∴tan A= a cos (W 0 + W) - l (1 - d W d U) a sin (W 0 + W) 上式是按X 1 和X 2 同向推出的, 否则tan A= a cos(W 0 + W) - l (1 + d W d U) a sin (W 0 + W) 工程设计中, 必须对凸轮机构的最大压力角加以限制, 凸轮机构的最大压力角应小于许用压力角. 2机构基本尺寸的确定