哈工大机械原理大作业凸轮机构运动分析35Word格式文档下载.docx
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其原始参数见表。
图1
题号
行程（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（°
35
90
80
3-4-5多项式
50
改进正弦
70
100
120
表1
推杆升程与回程运动方程
推程运动规律方程（3-4-5多项式）
二、推杆的位移、速度和加速度图像
（1）推杆位移图
图2
（2）推杆速度图
图3
（3）推杆加速度图
图4
三、凸轮机构的
线图确定凸轮基圆半径和偏距
（1）凸轮机构的
线图
图5
（2）确定凸轮的基圆半径r0和偏距e
①理论依据
设以从动件的位移s为纵坐标（相当于从动件运动导路），以类速度
为横坐标。
当给定一系列的凸轮转角
，则根据已知的运动规律，可以求得s和
的值，从而作出
曲线。
由于题目为正偏置凸轮机构，故推程在s轴左边，回程在s轴右边。
分别再作出升程压力角对应的极限直线和回程压力角对应的极限直线，由图像可得偏距e和s0的取值范围。
从中选取最合理的偏距，从而得到基圆半径r0。
②r0和e取值
综合考虑取偏距e=20mm，s0=60mm。
故可得到基圆半径r0=63.245mm。
四、绘制凸轮理论轮廓上的压力角线图和曲率半径线图
绘制的凸轮理论轮廓上的压力角线图和曲率半径线图
图6
五、确定滚子半径并绘制理论轮廓线、绘制实际轮廓线
1）滚子半径rr的选择
为保证凸轮正常工作，其工作轮廓线曲率半径ρa、理论轮廓线ρ和滚子rr半径三者应满足:
只有当ρ>
rr时，ρa>
0,这时可以作出凸轮的工作轮廓线。
综上所述，滚子半径rr不宜过大。
但因为滚子装在销轴上，故亦不宜过小。
一般推荐：
式中，
为凸轮理论轮廓外凸部分的最小曲率半径；
=3～5mm。
②滚子半径的取值
由
可求得在极坐标下曲线曲率半径的表达式：
用VB编程求得理论轮廓曲线上最小的曲率半径为
=78.56mm。
故综合考虑取rr=10mm。
2）凸轮的理论廓线与实际廓线
图7
3）VC程序面板截图
图8
六、计算说明书
1.建立建立凸轮轮廓设计计算数学模型
题中已知从动件的运动规律s=s（ψ），滚子从动件导路相对与凸轮轴心o的偏距e，凸轮基圆半径r0，以及凸轮逆时针转动。
建立如图所示直角坐标系Oxy，B0点为凸轮轮廓上的推程起始点，当凸轮转过ψ角，滚子从动件将自B0外移s=s（ψ）至B’（x’,y’）位置。
根据反转法的原理，令凸轮不动，滚子从动件自B’（x’,y’）移至B（x,y），也是凸轮轮廓上一点，凸轮的轮廓坐标：
式（6-6）
式（6-6）即为滚子从动件盘型凸轮的理论轮廓方程。
设理论轮廓上各点即滚子圆族的圆心坐标为（x，y），其包络线（即工作轮廓）上各点坐标为（X，Y）。
由微分几何知，以ψ为单参数的平面曲线族的包络线方程为：
联立式a）和式b）求解，解出：
2.计算流程框图
3.计算程序清单（VB源程序）
PrivateSubCommand1_Click（）
CallTimer1_Timer
EndSub
PrivateSubCommand2_Click（）
CallTimer2_Timer
PrivateSubCommand3_Click（）
CallTimer3_Timer
PrivateSubCommand4_Click（）
CallTimer4_Timer
PrivateSubCommand5_Click（）
CallTimer5_Timer
CallTimer6_Timer
CallTimer7_Timer
CallTimer8_Timer
CallTimer9_Timer
PrivateSubPicture1_Click（）
PrivateSubTimer1_Timer（）
DimiAsSingle
DimxAsDouble
DimsAsSingle,qAsSingle
Picture1.Scale（-5,70）-（300,-50）
Picture1.Line（-5,0）-（300,0）
Picture1.Line（0,-5）-（0,70）
Picture1.DrawStyle=2
Forx=-800To800Step15
Picture1.Line（x,800）-（x,-800）
Picture1.CurrentX=x-10:
Picture1.CurrentY=0
Picture1.Printx
Nextx
Forx=-5To70Step6.5
Picture1.Line（-800,x）-（800,x）
Picture1.CurrentX=-10:
Picture1.CurrentY=x
Fori=0To360Step0.01
Ifi<
=90Then
q=i
s=65*（10*q*q*q/90/90/90-15*q*q*q*q/90/90/90/90+6*q*q*q*q*q/90/90/90/90/90）
Picture1.PSet（q,s）
ElseIfi>
90Andi<
=190Then
s=65
190Andi<
=196.25Then
s=65-65/（4+3.14159）*（3.14159*（q-190）/50-Sin（4*3.14159*（q-90）/50）/4）
ElseIfi>
=196.25Andi<
=233.75Then
q=i
s=65-65/（4+3.14159）*（2+3.14159*（q-190）/50-9/4*Sin（3.14159/3+4*3.14159*（q-190）/150））
Picture1.PSet（q,s）
233.75Andi<
=240Then
s=65-65/（4+3.14159）*（4+3.14159*（q-190）/50-1/4*Sin（4*3.14159*（q-190）/50））
240Andi<
=360Then
s=0
EndIf
Nexti
PrivateSubTimer2_Timer（）
DimvAsSingle,qAsSingle,wAsSingle
Picture2.Scale（-5,70）-（300,-180）
Picture2.Line（-5,0）-（300,0）
Picture2.Line（0,-180）-（0,70）
Picture2.DrawStyle=2
Picture2.Line（x,800）-（x,-800）
Picture2.CurrentX=x-10:
Picture2.CurrentY=0
Picture2.Printx
Forx=-120To70Step15
Picture2.Line（-800,x）-（800,x）
Picture2.CurrentX=-10:
Picture2.CurrentY=x
w=50
Ifi<
v=w/90*65*（30*q*q/90/90-60*q*q*q/90/90/90+30*q*q*q*q/90/90/90/90）
Picture2.PSet（q,v）
v=0
v=-65*3.14159*w/（4+3.14159）/50*（1-Cos（4*3.14159*（q-190）/50））
v=-65*3.14159*w/（4+3.14159）/50*（1-3*Cos（4*3.14159*（q-190）/150+3.14159/3））
Picture2.PSet（q,v）
v=0
PrivateSubTimer3_Timer（）
StaticiAsSingle
DimaAsSingle,wAsSingle,qAsSingle
w
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