偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计.docx

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偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计

广东工业大学华立学院

课程设计（论文）

课程名称机械原理

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10机械5班

学号12011005005

学生姓名陈泳全

指导教师黄惠麟

2012年6月30日

目录

课程设计（论文）任务书3

摘要5

一、设计说明6

①求理论廓线6

②求工作廓线12

③设计盘形机构13

二、从动件的位移曲线14

三、检验压力角15

参考文献16

广东工业大学华立学院

课程设计（论文）任务书

题目名称

偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓设计

学生学部（系）

机电工程学部

专业班级

10机械5班

姓名

陈泳全

学号

12011005005

1、课程设计（论文）的内容

通过用solidworks软件进行偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓设计，得出理论廓线和工作廓线，进一步加深对凸轮的理解。

二、课程设计（论文）的要求与数据

设计题目：

偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计

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），从动件推程以等加速等减速运动规律上升，回程以正弦加速度运动规律下降，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

rr

rb

h

ф

фs

ф‘

фs’

单位

mm

（º）

数据

15

15

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）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。

三、课程设计（论文）应完成的工作

1、凸轮设计图7张

2、凸轮效果图1张

4、课程设计说明书1份

6、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

6.1至6.20

2

绘制凸轮零件图并创建其效果图

5-401

6.21至6.28

4

撰写设计说明书

5-401

6.29至7.8

5

上交所有资料

5-401

7.9至7.10

5、应收集的资料及主要参考文献

普通高等教育“十一五”国家级规划教材《机械原理》第七版

主编孙桓陈作模葛文杰

《Auto CAD在凸轮轮廓线设计中的应用》作者 薛铜龙

发出任务书日期：

2012年6月19日指导教师签名：

计划完成日期：

2012年7月10日教学单位责任人签章：

摘要：

在各种机械，特别是自动化和自动控制装置中，广泛采用着各种形式的凸轮机构，例如盘形凸轮机构在印刷机中的应用，等经凸轮机构在机械加工中的应用，利用分度凸轮机构实现转位，圆柱凸轮机构在机械加工中的应用。

凸轮机构的最大优点是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，而且响应快速，机构简单紧凑。

正因如此，凸轮机构不可能被数控，电控等装置完全代替。

但是凸轮机构的缺点是凸轮轮廓线与推杆之间为点，线接触，易磨损，凸轮制造较困难。

在这些前提之下，设计者要理性的分析实际情况，设计出合理的凸轮机构，保证工作的质量与效率。

本次设计的是偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，推杆是滚子推杆，这种推杆由于滚子与凸轮廓之间为滚动摩擦，所以磨损较小，可用来传递较大动力，因而被大量使用，通过设计从根本上了解这种凸轮机构的设计原理，增加对凸轮机构的认识。

一、设计说明

本次课程设计应用的辅助设计软件是solidworks2010

1求理论廓线

对于偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓，可知e为代数值，凸轮逆时针方向回转式，推杆处于凸轮回转中心的右侧，则e为正，将推程角平均划分12等分，每等分角度为15度，前6等分是以等加速运动规律上升，后6等分是以等减速运动规律上升。

推程时等加速运动规律上升，由公式s=2hδ²/δ0²；其中推程角

δ0=ф=180°，可得7个s值，当：

δ=0°，s=0；δ=15°，s=0.6；δ=30°，s=2.2；δ=45°，s=5.0；

δ=60°，s=8.9；δ=75°，s=13.9；δ=90°，s=20；根据数据可绘得等加速运动规律上升时理论轮廓线：

推程时等减速运动规律上升，由公式s=h-2h（δ0-δ）²/δ0²；其中推程角

δ0=ф=180°，可得6个s值，当：

δ=105°，s=26.1；δ=120°，s=31.1；δ=135°，s=35.0；δ=150°，s=37.8；

δ=165°，s=39.4；δ=180°，s=40；

根据数据可绘得等减速运动规律上升时理论轮廓线：

远休止阶段：

远休止角фs=30°，s=40，可绘得：

回程时以正弦加速度运动规律下降，由正弦加速度运动规律公式

s=h[1-（δ/δ0′）+sin（2πδ/δ0′）/（2π）]，其中回程角δ0′=ф‘=120°，可得8个s值，当：

δ=15°，s=39.5；δ=30°，s=36.4；δ=45°，s=29.5；δ=60°，s=20；

δ=75°，s=10.5；δ=90°，s=3.6；δ=105°，s=0.5；δ=120°，s=0；

根据数据可绘得正弦加速度运动规律下降时理论轮廓线：

近休止阶段：

近休止角фs’=30°，s=0，可绘得：

在各等分线的段点上作为圆心，绘制一系列滚子圆，把各个滚子圆的圆心用曲线连接起来，远休止阶段和近休止阶段都是圆弧，其半径分别是基圆边线到推程最后一等分的距离s=40，则半径为100和等于基圆半径，可绘图

所得的曲线就是理想廓线。

②求工作廓线

工作廓线与理想廓线在法线方向的距离应等于滚子半径，故当已知理论廓线上任意一点时，只要沿着理论廓线在该点的法线方向取距离为滚子半径的距离，即得工作廓线上相应的点。

可得

③设计出的盘行机构

通过处理后的得到

二、从动件的位移曲线

根据上述各阶段的数据，通过不同角度的位移，确定一系列的点，得

三、检验压力角

最大压力角应小于许用压力角，由公式a=arctan|ds/dδ/（rb+s）|可得，

推程时最大压力角为4.06°回程时最大压力角15.46°

推程的最大压力角为4.06°，小于一般直动推杆[a]=30°。

同样，也可得回程时最大压力角15.46°，而对于封闭的凸轮机构，由于推杆运动是封闭力，通常回程压力角[a]=70°到80°，因此凸轮的最大压力角远小于许用压力角，故该凸轮满足许用压力角的要求。

☆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

主编孙桓陈作模葛文杰

★《Auto CAD在凸轮轮廓线设计中的应用》作者 薛铜龙

心

得

体

会

这次课程设计是对我们所学知识的一次综合运用，把所学的知识运用到实际加工中。

通过这次课程设计，巩固且扩充了“机械原理”等课程所学的内容，掌握了凸轮设计的方法和步骤，知道如何运用相关资料、书籍与手册、图表等来查阅设计中所需的相关数据和内容。

且学会了综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识。

在做课程设计时，让我知道自己专业知识的缺乏与不扎实、不牢固性，也让我意识到自己还有很多地方需要加强的。

在设计时，也难免会遇到一些难以解决的疑难问题,但通过老师的耐心指导和同学之间的相互交流与讨论，使我很顺利地克服了这些。

从而从中也学到了许多,使自身在各方面的能力都有了很大的提高和完善，各方面在能力都得到了很好的煅炼。

课程设计不仅是老师对我的学习所进行的一次测试，也是我对自身的一次检查，是我对所学课程的一次深入的综合复习,也是今后走向社会在工程设计中的一次实践与经验。

通过这次设计，让我发现了自身知识的缺乏和不足，从而更好更彻底地认识、规划、完善自己，去适应这种竞争激烈的社会现实，我将会在以后的工作中做得更好,更完善。

学生签名：

20年月日

教

师

评

语

20年月日

成

绩

及

签

名

指导教师签名：

20年月日