凸轮联动机构
可爱的小猪
目录：
一、机构简介 (1)
二、原始设计及设计要求、难点 (2)
四、制作思路 (3)
五、设计步骤 (3)
六、设计心得、总结与问题 (30)
七、参考文献 (32)
小“猪”成员：
一、机构简介
凸轮机构的应用，在各种机械，特别是自动机和自动控制装置中，广泛采用着各种形式的凸轮机构。如内燃机的配汽缸，自动机床的的进刀机构等等。
凸轮机构最大的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，而且快速响应，机构简单紧凑。正因如此，凸轮机构不可能被数控和电控完全代替。
设计的凸轮画猪机构时用EXCEL设计两个滚子直动从动件判断凸轮机构的凸轮轮廓线，本小组选择以1°为步长设计凸轮变量，设计好了轮廓线再导入WORKING MODEL 2D 仿真软件，即可生成横向纵向凸轮，在完成凸轮连接结构。画出轨迹图。
二、原始设计及设计要求、难点
1.用CAD画出猪的大体图样，如图所示：
2.设计要求、难点：
要求设计的机构能不断笔的画出猪的的图样，启
动与停顿时冲击小，较精准的画出图示的机构的具体
尺寸。
制作的困难在于把目标轨迹的横向与纵向很好
地、精确地结合在一起，除此之外，目标曲线的制作
也是一个挑战。
三、凸轮设计方案比较与选择
方案一：尖顶凸轮结构
两对心直动尖顶推杆盘形凸轮画猪机构虽然结构简单，但是易磨损，并且启动与停顿时冲击大。且在working model软件上，难以按所要求的正确运转。
方案二：滚子凸轮及连杆组合机构
由于滚子与凸轮之间为滚动摩擦，所以磨损较小，故可以用来传递较大的力，传递精度也较高，但是容易产生较大的积累误差同时使机械效率降低
综上比较，并结合working model 的实际情况考虑，本组实验项目采用方案二的凸轮基本机构设计。
四、制作思路
1.在CAD上画出目标轨迹的方案简图
2.根据所要画的内容设计两个驱动凸轮
3.用workingmodel2D仿真软件设计出机构
4.调试机构，进行修改，完成小猪的制作
五、设计步骤
1.用CAD画出猪的大体结构并标注数据，如图
横向凸轮数据
纵向凸轮数据
2.根据数据得到凸轮推杆位移与凸轮转角关系
初始可分为39段，每段约9°，即每转9°画出一段，且横纵坐标与曲线对应相增减，将下图中的时间周期转化为相应的角度便可得到位移与角度的关系
3. 根据所画的图，设定数据，做出推杆函数方程，用EXCEL 表示出来。
○
1设计两个凸轮，一个凸轮控制水平方向，另外一个凸轮控制竖直方向
下面是纵向凸轮部分的函数方程：
○2将方程式放入excel表中进行凸轮轮廓设计
EXCEL 设计过程：
1.定义常数和变量
2.插入-名称-定义
3.变量时凸轮转角，以1度为步长
4.用EXCEL公式求出凸轮理论廓线的坐标，然后求出一系列的向径R
EXCEL设计表格：
纵向凸轮设计
δ/(°)s/mm r0/mm x1/m Y1/m R1/m
0050000.50.5
1 2.1111115000.0087630.5020350.502111
2 4.2222225000.0175970.5039150.504222
3 6.3333335000.0264990.5056390.506333 48.4444445000.0354670.5072060.50844
4 510.555565000.0444980.5086130.510556 612.666675000.0535880.5098580.512667 714.777785000.0627360.5109410.514778 816.888895000.0719370.5118590.516889 9195000.0811890.512610.519 1020.777785000.0904320.5128660.520778 1122.555565000.0997080.5129550.522556 1224.333335000.1090150.5128750.524333 1326.111115000.1183490.5126270.526111 1427.888895000.1277080.5122080.527889 1529.666675000.1370880.5116190.529667 1631.444445000.1464860.5108570.531444 1733.222225000.1558990.5099230.533222 18355000.1653240.5088150.53
5 1936.777785000.1747580.5075330.536778 2038.555565000.1841970.5060770.53855
6 2140.333335000.1936380.5044450.540333 2242.111115000.2030780.5026370.542111 2343.888895000.2125140.5006520.543889 2445.666675000.2219430.4984910.54566
7 2547.444445000.231360.4961530.547444 2649.222225000.2407630.4936380.549222 27515000.2501490.4909450.551 28515000.2586790.4865040.551 29515000.267130.4819150.551 30515000.27550.477180.551 31515000.2837860.4722990.551
32515000.2919860.4672750.551 33515000.3000960.4621070.551 34515000.3081150.45680.551 35515000.3160410.4513530.551 36515000.323870.4457680.551 3751.888895000.3321350.4407580.551889 3852.777785000.3403240.4355950.552778 3953.666675000.3484340.430280.553667 4054.555565000.3564610.4248140.554556 4155.444445000.3644040.4191990.555444 4256.333335000.372260.4134360.556333 4357.222225000.3800250.4075270.557222 4458.111115000.3876970.4014720.558111 45595000.3952730.3952730.559 46595000.4021110.3883140.559 47595000.4088270.3812370.559 48595000.4154180.3740440.559 49595000.4218830.3667370.559 50595000.4282190.3593180.559 51595000.4344250.351790.559 52595000.4404980.3441550.559 53595000.4464370.3364150.559 54595000.452240.3285720.559 55595000.4579060.3206290.559 56595000.4634320.3125890.559 57595000.4688170.3044530.559 5859.888895000.4748130.2966960.559889 5960.777785000.480680.2888220.560778 6061.666675000.4864180.2808330.561667
6162.555565000.4920220.2727320.562556 6263.444445000.4974920.2645210.563444 6364.333335000.5028250.2562020.564333 6465.222225000.5080180.2477770.565222 6566.111115000.5130710.2392490.566111 66675000.517980.230620.567 67675000.5219260.2215450.567 68675000.5257130.2124020.567 69675000.529340.2031950.567 70675000.5328060.1939250.567 71675000.5361090.1845970.567 72675000.5392490.1752130.567 73675000.5422250.1657750.567 74675000.5450350.1562860.567 75675000.547680.146750.567 7669.777785000.5528530.1378420.569778 7772.555565000.5578810.1287970.572556 7875.333335000.5627610.1196190.575333 7978.111115000.567490.1103090.578111 8080.888895000.5720640.100870.580889 8183.666675000.5764810.0913060.583667 8286.444445000.5807370.0816170.586444 8389.222225000.584830.0718080.589222 84925000.5887570.0618810.592 8591.555565000.5893050.0515570.591556 8691.111115000.5896710.0412340.591111 8790.666675000.5898570.0309130.590667 8890.222225000.5898630.0205980.590222 8989.777785000.5896880.0102930.589778
9089.333335000.589333 3.61E-170.589333 9188.888895000.588799-0.010280.588889 9288.444445000.588086-0.020540.588444 93885000.587194-0.030770.588 9487.46415000.586033-0.040980.587464 95865000.58377-0.051070.586 96845000.580801-0.061040.584 97825000.577662-0.070930.582 9880.53595000.574886-0.080790.580536 99805000.572859-0.090730.58 10080.53595000.571716-0.100810.580536 101825000.571307-0.111050.582 102845000.571238-0.121420.584 103865000.570981-0.131820.586 10487.46415000.570014-0.142120.587464 105885000.567964-0.152190.588 10689.333335000.566504-0.162440.589333 10790.666675000.564857-0.172690.590667 108925000.563025-0.182940.592 109935000.560693-0.193060.593 110945000.558177-0.203160.594 111955000.55548-0.213230.595 112965000.552602-0.223270.596 113975000.549541-0.233270.597 114985000.5463-0.243230.598 115995000.542878-0.253150.599 1161005000.539276-0.263020.6 1171015000.535495-0.272850.601 1181035000.532417-0.283090.603
1191055000.529145-0.293310.605 1201075000.525677-0.30350.607 1211095000.522015-0.313660.609 1221115000.518157-0.323780.611 1231135000.514105-0.333860.613 1241155000.509858-0.34390.615 1251175000.505417-0.35390.617 1261195000.500782-0.363840.619 127117.11115000.492847-0.371390.617111 128115.22225000.484802-0.378770.615222 129113.33335000.47665-0.385980.613333 130111.44445000.468394-0.393030.611444 131109.55565000.460037-0.39990.609556 132107.66675000.451584-0.406610.607667 133105.77785000.443038-0.413140.605778 134103.88895000.434401-0.41950.603889 1351025000.425678-0.425680.602 1361045000.419574-0.434480.604 1371065000.413291-0.44320.606 1381085000.406831-0.451830.608 1391105000.400196-0.460370.61 1401125000.393386-0.468820.612 1411145000.386403-0.477170.614 1421165000.379247-0.485410.616 1431185000.371922-0.493560.618 1441205000.364427-0.501590.62 145117.55565000.354215-0.505870.617556 146115.11115000.343966-0.509950.615111 147112.66675000.333682-0.513830.612667
148110.22225000.323369-0.51750.610222 149107.77785000.313029-0.520970.607778 150105.33335000.302667-0.524230.605333 151102.88895000.292286-0.52730.602889 152100.44445000.281892-0.530160.600444 153985000.271486-0.532820.598 15497.333335000.261854-0.536880.597333 15596.666675000.252162-0.540760.596667 156965000.242415-0.544470.596 15796.210535000.232958-0.548810.596211 15896.421055000.223423-0.552990.596421 15996.631585000.213814-0.5570.596632 16096.842115000.204132-0.560850.596842 16197.052635000.194381-0.564520.597053 16297.263165000.184564-0.568030.597263 16397.473685000.174684-0.571370.597474 16497.684215000.164744-0.574530.597684 16597.894745000.154747-0.577520.597895 16698.105265000.144695-0.580340.598105 16798.315795000.134592-0.582980.598316 16898.526325000.124441-0.585450.598526 16998.736845000.114244-0.587740.598737 17098.947375000.104006-0.589850.598947 17199.157895000.093729-0.591780.599158 17299.368425000.083416-0.593540.599368 17399.578955000.07307-0.595110.599579 17499.789475000.062695-0.59650.599789 1751005000.052293-0.597720.6 176100.21055000.041869-0.598750.600211
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29321500-0.479580.2035710.521 29423500-0.477780.2127230.523 29522.88462500-0.473890.2209810.522885 29622.76923500-0.469860.2291670.522769 29722.65385500-0.465690.237280.522654 29822.53846500-0.461370.2453170.522538 29922.42308500-0.456920.2532760.522423 30022.30769500-0.452330.2611540.522308 30122.19231500-0.447610.2689490.522192 30222.07692500-0.442750.2766590.522077 30321.96154500-0.437750.2842810.521962 30421.84615500-0.432630.2918130.521846 30521.73077500-0.427380.2992520.521731 30621.61538500-0.4220.3065980.521615 30721.5500-0.416490.3138470.5215 30821.38462500-0.410860.3209960.521385 30921.26923500-0.40510.3280450.521269 31021.15385500-0.399230.3349910.521154 31121.03846500-0.393230.3418320.521038 31220.92308500-0.387120.3485660.520923 31320.80769500-0.380890.355190.520808 31420.69231500-0.374550.3617030.520692 31520.57692500-0.36810.3681030.520577 31620.46154500-0.361540.3743890.520462 31720.34615500-0.354880.3805570.520346 31820.23077500-0.34810.3866070.520231 31920.11538500-0.341230.3925360.520115 32020500-0.334250.3983430.52 32119.88462500-0.327170.4040260.519885
32219.76923500-0.320.4095840.519769 32319.65385500-0.312740.4150140.519654 32419.53846500-0.305380.4203150.519538 32519.42308500-0.297930.4254860.519423 32619.30769500-0.290390.4305260.519308 32719.19231500-0.282770.4354310.519192 32819.07692500-0.275070.4402020.519077 32918.96154500-0.267280.4448370.518962 33018.84615500-0.259420.4493340.518846 33118.73077500-0.251490.4536920.518731 33218.61538500-0.243480.457910.518615 33318.5500-0.235390.4619870.5185 33416.83333500-0.226560.4645270.516833 33515.16667500-0.217720.46690.515167 33613.5500-0.208860.4691060.5135 33711.83333500-0.199990.4711450.511833 33810.16667500-0.191110.4730180.510167 3398.5500-0.182230.4747260.5085 340 6.833333500-0.173350.4762680.506833 341 5.166667500-0.164470.4776440.505167 342 3.5500-0.155590.4788570.5035 3434500-0.147360.4819780.504 344 5.5500-0.139330.4859180.5055 3458500-0.131480.490690.508 34611.5500-0.123740.4963060.5115 34714.38500-0.115710.5011960.51438 34816.62500-0.107410.5053310.51662 34918.22500-0.098880.5086990.51822 35019.18500-0.090150.5112920.51918
35119.5500-0.081270.5131040.5195
35218.9375500-0.072220.5138870.518938
35317.25500-0.063040.5133940.51725
35414.4375500-0.053770.5116190.514438
35510.5500-0.044490.5085570.5105
356 6.72500-0.035350.5054860.50672
357 3.78500-0.026370.503090.50378
358 1.68500-0.017510.5013740.50168
3590.42500-0.008730.5003440.50042
用excel做出相应的向径雷达图
横向凸轮设计
δ(°) s/mm r0/mm x2/m y2/m R2/m
0 0 400 0 0.4 0.4
1 0 400 0.006981 0.399939 0.4
2 0 400 0.01396 0.399756 0.4
3 0 400 0.02093
4 0.399452 0.4
4 0 400 0.027903 0.399026 0.4
5 0 400 0.034862 0.398478 0.4
6 0 400 0.041811 0.397809 0.4
7 0 400 0.048748 0.397018 0.4
8 0 400 0.055669 0.396107 0.4
9 0 400 0.062574 0.395075 0.4
10 7 400 0.070675 0.400817 0.407
11 12 400 0.078613 0.40443 0.412
12 15 400 0.086283 0.405931 0.415
13 16 400 0.09358 0.405338 0.416
14 15.75 400 0.100579 0.4034 0.41575
15 15 400 0.10741 0.400859 0.415
16 13.75 400 0.114045 0.397722 0.41375
17 12 400 0.120457 0.393998 0.412
18 9.75 400 0.12662 0.389695 0.40975
19 7 400 0.132506 0.384826 0.407
20 3.75 400 0.138091 0.379401 0.40375
21 0 400 0.143347 0.373432 0.4
22 0 400 0.149843 0.370874 0.4
23 0 400 0.156292 0.368202 0.4
24 0 400 0.162695 0.365418 0.4
25 0 400 0.169047 0.362523 0.4
26 0 400 0.175348 0.359518 0.4
27 0 400 0.181596 0.356403 0.4
28 0 400 0.187789 0.353179 0.4
29 0 400 0.193924 0.349848 0.4
30 0 400 0.2 0.34641 0.4
31 1.777778 400 0.206931 0.344391 0.401778
32 3.555556 400 0.213852 0.342235 0.403556
33 5.333333 400 0.22076 0.339941 0.405333
34 7.111111 400 0.227654 0.33751 0.407111
35 8.888889 400 0.234529 0.334942 0.408889
36 10.66667 400 0.241384 0.332236 0.410667
37 12.44444 400 0.248215 0.329393 0.412444
38 14.22222 400 0.255021 0.326412 0.414222
39 16 400 0.261797 0.323293 0.416
40 18.33333 400 0.268899 0.320462 0.418333
41 20.66667 400 0.275982 0.317481 0.420667
42 23 400 0.283042 0.31435 0.423
43 25.33333 400 0.290077 0.311069 0.425333
44 27.66667 400 0.297082 0.307638 0.427667
45 30 400 0.304056 0.304056 0.43
46 32.33333 400 0.310995 0.300324 0.432333
47 34.66667 400 0.317895 0.296442 0.434667
48 37 400 0.324754 0.29241 0.437
第 3章凸轮机构 习题与参考答案 一、单项选择题（从给出的 A 、 B 、C、 D 中选一个答案） 1与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是。 A ．惯性力难以平衡B．点、线接触，易磨损 C．设计较为复杂D．不能实现间歇运动 2与其他机构相比，凸轮机构最大的优点是。 A ．可实现各种预期的运动规律B．便于润滑 C．制造方便，易获得较高的精度D．从动件的行程可较大 3盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。 A ．摆动尖顶推杆B．直动滚子推杆 C．摆动平底推杆D．摆动滚子推杆 4对于直动推杆盘形凸轮机构来讲，在其他条件相同的情况下，偏置直动推杆与对心直动推杆 相比，两者在推程段最大压力角的关系为关系。 A ．偏置比对心大B．对心比偏置大 C．一样大D．不一定 5 下述几种运动规律中，既不会产生柔性冲击也不会产生刚性冲击，可用于高速场合。 A ．等速运动规律B．摆线运动规律（正弦加速度运动规律） C．等加速等减速运动规律D．简谐运动规律（余弦加速度运动规律） 6 对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构的推程压力角超过许用值时，可采用措施来解决。 A ．增大基圆半径B．改用滚子推杆 C．改变凸轮转向 D ．改为偏置直动尖顶推杆 7．（）从动杆的行程不能太大。 A. 盘形凸轮机构 B. 移动凸轮机构 C. 圆柱凸轮机构 8．（）对于较复杂的凸轮轮廓曲线，也能准确地获得所需要的运动规律。 A 尖顶式从动杆 B. 滚子式从动杆 C. 平底式从动杆 9．（）可使从动杆得到较大的行程。 A. 盘形凸轮机构 B 移动凸轮机构 C. 圆柱凸轮机构 10．（）的摩擦阻力较小，传力能力大。 A 尖顶式从动杆 B. 滚子式从动杆 C 平底式从动杆 11.（）的磨损较小，适用于没有内凹槽凸轮轮廓曲线的高速凸轮机构。 A. 尖顶式从动杆 B. 滚子式从动杆 C. 平底式从动杆
目录 一、设计题目 (2) 1、牛头刨床的机构运动简图 (2) 2、工作原理 (2) 二、原始数据 (3) 三、机构的设计与分析 (4) 1、齿轮机构的设计 (4) 2、凸轮机构的设计 (10) 3、导杆机构的设计 (16) 四、设计过程中用到的方法和原理 (26) 1、设计过程中用到的方法 (26) 2、设计过程中用到的原理 (26) 五、参考文献 (27) 六、小结 (28)
一、设计题目 ——牛头刨床传动机构 1、牛头刨床的机构运动简图 2、工作原理 牛头刨床是对工件进行平面切削加工的一种通用机床，其传动部分由电动机经 带传动和齿轮传动z 0—z 1 、z 1 、—z 2 ，带动曲柄2作等角速回转。刨床工作时，由导 杆机构2、3、4、5、6带动刨刀作往复运动，刨头右行时，刨刀进行切削，称为工 作行程；刨头左行时，刨刀不进行切削，称为空回行程，刨刀每切削完一次，利用 空回行程的时间，固结在曲柄O 2 轴上的凸轮7通过四杆机构8、9、10与棘轮11和棘爪12带动螺旋机构（图中未画），使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。
二、原始数据 设计数据分别见表1、表2、表3. 表1 齿轮机构设计数据 设计内容齿轮机构设计 符号n01d01 d02 z0 z1 z1’m01 m1’2n2 单位r/min mm mm mm mm r/min 方案Ⅰ1440 100 300 20 40 10 3.5 8 60 方案Ⅱ1440 100 300 16 40 13 4 10 64 方案Ⅲ1440 100 300 19 50 15 3.5 8 72 表2 凸轮机构设计数据 设计内容凸轮机构设计 符号L O2O4 L O4D φ[α]δ02 δ0 δ01δ0/ r0 r r 摆杆运动规 律单位mm mm °°°°°°mm mm 方案Ⅰ150 130 18 45 205 75 10 70 85 15 等加速等减 速 方案Ⅱ165 150 15 45 210 70 10 70 95 20 余弦加速度方案Ⅲ160 140 18 45 215 75 0 70 90 18 正弦加速度方案Ⅳ155 135 20 45 205 70 10 75 90 20 五次多项式 表3 导杆机构设计数据 设计内容导杆机构尺度综合和运动分析 符号K n2L O2A H L BC 单位r/min mm 方案Ⅰ 1.46 60 110 320 0.25L O3B 方案Ⅱ 1.39 64 90 290 0.3L O3B 方案Ⅲ 1.42 72 115 410 0.36L O3B 表4 机构位置分配表 位置号位置 组 号 学生号 A B C D 1 1 3 6 8/ 10 2 5 8 10 7/ 1/ 4 7 8 10 1 5 7/ 9 12 2 1/ 4 7 8 11 1 3 6 8/ 11 2 5 7/ 9 11 1/ 3 6 8/ 11 3 2 5 7/ 9 12 1/ 4 7 9 12 1 3 6 8/ 12 2 4 7 8 10
机械原理课程设计 说明书 题目：双联凸轮写“C”机构 学院：xxxxxxxxxxxxxxxxx 班级：xxxxxxxxxxxxx 姓名：xxxxxxxxxxx 学号：xxxxxxxxxxxxx 指导教师：xxxxxxxxx 2015年1月23日
一．设计任务…………………………………………二．原始数据设计及设计要求………………………三．设计方案分析……………………………………四．设计内容…………………………………………五．设计小结…………………………………………六．参考文献…………………………………………
一．设计任务 设计能写出英文字母C的凸轮写字机构。且该机构由两凸轮连续回转的协调配合及相应的连杆，控制绘图部件画出英文字母C。 二．原始数据设计及设计要求 1. C字高60mm(y方向)。 2. C字宽45mm(x方向)。 3. 机构体积小，质量轻，工作可靠，启动或停顿时冲击小。 三．设计方案分析 1. 方案一：两对心直动尖顶推杆盘形凸轮写字机构。 尖顶推杆虽然构造简单，但易磨损，且启动或停顿时冲击大。 2. 方案二：两对心直动滚子推杆盘形凸轮写字机构。 滚子与凸轮间为滚动摩擦，磨损小，传动精度高，冲击小。 3. 方案选择：通过对上述两种方案分析比较，选用方案二。
四、设计内容 目标C曲线 通过作图工具，得到想要的C曲线如下图所示 该“C”曲线为一段半径是30mm的圆弧的一部分。由于双联凸轮机构的特性，作出的曲线应为封闭图形。所以要用一条线段将“C”的首尾相连，即得到如图所示的曲线。
数据处理 通过建立如图所示的坐标系，得到X的相对偏移量和X=X(Φ)和Y的相对偏移量和Y=Y(Φ)。并建立如下的表格。
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
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
机械原理课程设计 编程说明书 设计题目：牛头刨床凸轮机构指导教师：王琦王春华设计者：雷选龙 学号：0807100309 班级：机械08-3 2010年7月15日 辽宁工程技术大学
机械原理课程设计任务书（二） 姓名雷选龙专业机械工程及自动化班级机械08-3班学号 五、要求： 1）计算从动件位移、速度、加速度并绘制线图。 2）确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，画出凸轮实际廓线，并按比例绘出机构运动简图。以上内容作在A2或A3图纸上。 3）编写出计算说明书。 指导教师： 开始日期：2010年07月10日完成日期：2010年07月16日
目录 一设计任务及要求-----------------------------------------------2 二数学模型的建立-----------------------------------------------2 三程序框图--------------------------------------------------------5 四程序清单及运行结果-----------------------------------------6 五设计总结-------------------------------------------------------14 六参考文献-----------------------------------------------------15
一 设计任务与要求 已知摆杆9为等加速等减速运动规律，其推程运动角φ=70，远休止角φs =10，回程运动角φ?=70，摆杆长度l 09D =125,最大摆角φ max =15，许用压力角[α]=40，凸轮与曲线共轴。 （1） 要求：计算从动件位移、速度、加速度并绘制线图（用方格纸 绘制），也可做动态显示。 （2） 确定凸轮的基本尺寸，选取滚子半径，画出凸轮的实际廓线， 并按比例绘出机构运动简图。 （3） 编写计算说明书。 二 机构的数学模型 1 推程等加速区 当2/0?δ≤≤时 角位移 22max /21?δ?=m 角速度 2max /4?δ?ω= 角加速度 2max /4??ε= 2 推程等减速区 当?δ?≤<2/时 角位移 22max max /)(21?δ???--=m 角速度 2max /)(4?δ??ω-= 角加速度 2max /4??ε-= 3 远休止区 当s ??δ?+≤<时 角位移 max 1?=m 角速度 0=ω 角加速度 0=ε
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 、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（0 5） 6 升程采用正弦加速度运动规律，故将已知条件h 50mm ，05带入正弦 6 加速度运动规律的升程段方程式中得： 6 1 12 S 50 sin ； 5 2 5
cos 5 144 12 12 a sin 5 2、凸轮推杆推程远休止角运动方程（ 5 ） 6 s h 50mm ； v a 0 ； 3、凸轮推杆回程运动方程（ 14 ） 9 回程采用余弦加速度运动规律，故将已知条件 h 50mm ， '0 5 9 6 带入余弦加速度运动规律的回程段方程式中得： 14 4、凸轮推杆回程近休止角运动方程（ 14 2 ） 9 s v a 0； 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; s=0; 60 12 cos 9 ( 5 ）； v 45 9 1 sin a -81 29 1 cos 25
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：丁刚明 设计时间： 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
凸轮理论轮廓线与实际轮廓线数据 x y x1 y1 0 0 35 0 30 5 -3.06104 34.9879 -2.98506 29.9885 10 -6.16038 34.9373 -5.96929 29.9409 15 -9.32665 34.8075 -8.95079 29.8217 20 -12.5705 34.5372 -11.9229 29.5794 25 -15.8791 34.0528 -14.8684 29.156 30 -19.2135 33.2787 -17.756 28.4959 35 -22.5107 32.1486 -20.5396 27.5536 40 -25.6887 30.6146 -23.163 26.2995 45 -28.6546 28.6546 -25.5658 24.7228 50 -31.3147 26.2762 -27.6908 22.8313 55 -33.5852 23.5166 -29.4895 20.6488 60 -35.4018 20.4392 -30.9252 18.2121 65 -36.727 17.1261 -31.9759 15.5683 70 -37.5544 13.6687 -32.6356 12.7712 75 -37.909 10.1577 -32.9168 9.87707 80 -37.8432 6.67277 -32.8502 6.93899 85 -37.4301 3.27471 -32.4829 3.99979 90 -36.7538 9.84813e-007 -31.8734 1.08708 95 -35.8983 -3.14069 -31.0846 -1.78862 100 -34.9373 -6.16038 -30.1769 -4.6311 105 -33.9248 -9.09012 -29.2009 -7.45161 110 -32.8892 -11.9707 -28.1908 -10.2606 115 -31.7208 -14.7916 -27.1892 -12.6785 120 -30.3109 -17.5 -25.9808 -15 125 -28.6703 -20.0752 -24.5746 -17.2073 130 -26.8116 -22.4976 -22.9813 -19.2836 135 -24.7487 -24.7487 -21.2132 -21.2132 140 -22.4976 -26.8116 -19.2836 -22.9813 145 -20.0752 -28.6703 -17.2073 -24.5746 150 -17.5 -30.3109 -15 -25.9808 155 -14.7916 -31.7208 -12.6785 -27.1892 160 -11.9707 -32.8892 -10.2606 -28.1908 165 -9.05867 -33.8074 -7.76457 -28.9778 170 -6.07769 -34.4683 -5.20945 -29.5442 175 -3.05045 -34.8668 -2.61467 -29.8858 180 -1.87564e-006 -35 -1.60769e-006 -30 185 3.05045 -34.8668 2.61467 -29.8858 190 6.07768 -34.4683 5.20944 -29.5442 195 9.05866 -33.8074 7.76457 -28.9778 200 11.9707 -32.8892 10.2606 -28.1908
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;
冲床冲压机构、送料机构及传动系统的设计 一、设计题目 设计冲制薄壁零件冲床的冲压机构、送料机构及其传动系统。冲床的工艺动作如图5—1a所示，上模先以比较大的速度接近坯料，然后以匀速进行拉延成型工作，此后上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回。上模退出下模以后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。 图1 冲床工艺动作与上模运动、受力情况 要求设计能使上模按上述运动要求加工零件的冲压机构和从侧面将坯料推送至下模上方的送料机构，以及冲床的传动系统，并绘制减速器装配图。 二、原始数据与设计要求 1．动力源是电动机，下模固定，上模作上下往复直线运动，其大致运动规律如图b）所示，具有快速下沉、等速工作进给和快速返回的特性； 2．机构应具有较好的传力性能，特别是工作段的压力角应尽可能小；传动角γ大于或等于许用传动角[γ]=40°； 3．上模到达工作段之前，送料机构已将坯料送至待加工位置（下模上方）；4．生产率约每分钟70件； 5．上模的工作段长度L=30~100mm，对应曲柄转角 0=（1/3~1/2）π；上模总行程长度必须大于工作段长度的两倍以上； 6．上模在一个运动循环内的受力如图c）所示，在工作段所受的阻力F0＝5000N，在其他阶段所受的阻力F1＝50N；
7．行程速比系数K≥1.5； 8．送料距离H=60~250mm； 9．机器运转不均匀系数δ不超过0.05。 若对机构进行运动和动力分析，为方便起见，其所需参数值建议如下选取：1）设连杆机构中各构件均为等截面均质杆，其质心在杆长的中点，而曲柄的质心则与回转轴线重合； 2）设各构件的质量按每米40kg计算，绕质心的转动惯量按每米2kg·m2计算；3）转动滑块的质量和转动惯量忽略不计，移动滑块的质量设为36kg； 4）传动装置的等效转动惯量（以曲柄为等效构件）设为30kg·m2； 5 ) 机器运转不均匀系数δ不超过0.05。 三、传动系统方案设计 冲床传动系统如图5－2所示。电动机转速经带传动、齿轮传动降低后驱动机器主轴运转。原动机为三相交流异步电动机，其同步转速选为1500r/min，可选用如下型号： 电机型号额定功率（kw）额定转速（r/min） Y100L2—4 3.0 1420 Y112M—4 4.0 1440 Y132S—4 5.5 1440 由生产率可知主轴转速约为70r/min，若电动机暂选为Y112M—4，则传动系统总传动比约为。取带传动的传动比i b=2，则齿轮减速器的传动比i g=10.285，故可选用两级齿轮减速器。 图2 冲床传动系统 四、执行机构运动方案设计及讨论 该冲压机械包含两个执行机构，即冲压机构和送料机构。冲压机构的主动件是曲柄，从动件（执行构件）为滑块（上模），行程中有等速运动段（称工作段），并具有急回特性；机构还应有较好的动力特性。要满足这些要求，用单一的基本机构如偏置曲柄滑块机构是难以实现的。因此，需要将几个基本机构恰当地组合在一起来满足上述要求。送料机构要求作间歇送进，比较简单。实现上述要求的机构组合方案可以有许多种。下面介绍几个较为合理的方案。
第3章凸轮机构 习题与参考答案 一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案） 1 与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是。 A．惯性力难以平衡 B．点、线接触，易磨损 C．设计较为复杂 D．不能实现间歇运动 2 与其他机构相比，凸轮机构最大的优点是。 A．可实现各种预期的运动规律 B．便于润滑 C．制造方便，易获得较高的精度 D．从动件的行程可较大 3 盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。 A．摆动尖顶推杆 B．直动滚子推杆 C．摆动平底推杆 D．摆动滚子推杆 4 对于直动推杆盘形凸轮机构来讲，在其他条件相同的情况下，偏置直动推杆与对心直动推杆相比，两者在推程段最大压力角的关系为关系。 A．偏置比对心大 B．对心比偏置大 C．一样大 D．不一定 5 下述几种运动规律中，既不会产生柔性冲击也不会产生刚性冲击，可用于高速场合。 A．等速运动规律 B．摆线运动规律（正弦加速度运动规律） C．等加速等减速运动规律 D．简谐运动规律（余弦加速度运动规律）
6 对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构的推程压力角超过许用值时，可采用措施来解决。 A．增大基圆半径 B．改用滚子推杆 C．改变凸轮转向 D．改为偏置直动尖顶推杆 7．（）从动杆的行程不能太大。 A. 盘形凸轮机构 B. 移动凸轮机构 C. 圆柱凸轮机构 8．（）对于较复杂的凸轮轮廓曲线，也能准确地获得所需要的运动规律。 A 尖顶式从动杆 B.滚子式从动杆 C. 平底式从动杆 9．（）可使从动杆得到较大的行程。 A. 盘形凸轮机构 B 移动凸轮机构 C. 圆柱凸轮机构 10．（）的摩擦阻力较小，传力能力大。 A 尖顶式从动杆 B. 滚子式从动杆 C 平底式从动杆 11.（）的磨损较小，适用于没有内凹槽凸轮轮廓曲线的高速凸轮机构。 A. 尖顶式从动杆 B.滚子式从动杆 C. 平底式从动杆 12．计算凸轮机构从动杆行程的基础是（）。 A 基圆 B. 转角 C 轮廓曲线 13．凸轮轮廓曲线上各点的压力角是（）。 A. 不变的 B. 变化的 14．凸轮压力角的大小与基圆半径的关系是（）。
机械原理课程设计任务书（二） 柳柏魁专业液压传动与控制班级液压09-1 学号0907240110 五、要求： 1）计算从动件位移、速度、加速度并绘制线图。 2）确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，画出凸轮实际廓线，并按比例绘出机构运动简图。以上容作在A2或A3图纸上。 3）编写出计算说明书。 指导教师： . .
开始日期：2011 年 6 月26 日完成日期：2011 年7 月 1 日 目录 1．设计任务及要求------------------------------ 2．数学模型的建立------------------------------ 3．程序框图--------------------------------------- 4．程序清单及运行结果------------------------ 5．设计总结--------------------------------------- 6．参考文献-------------------------------------- . .
. . 1设计任务与要求 已知摆杆9为等加速等减速运动规律，其推程运动角φ=75，远休止角φs =10，回程运动角φ?=70，摆杆长度l 09D =135,最大摆角φmax =15，许用压力角[α]=42，凸轮与曲线共轴。 要求： （1） 计算从动件位移、速度、加速度并绘制线图（用方格纸绘制）， 也可做动态显示。 （2） 确定凸轮的基本尺寸，选取滚子半径，画出凸轮的实际廓线， 并按比例绘出机构运动简图。 （3） 编写计算说明书。 2数学模型 （1） 推程等加速区 当2/0?δ≤≤时 22max /21?δ?=m （角位移） 2max /4?δ?ω=（角速度） 2max /4??ε=（角加速度） （2） 推程等减速区
设计说明书 1 设计题目 如图所示直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见下表，据此设计该凸轮机构。 2、推杆升程、回程运动方程及位移、速度、加速度线图 2.1凸轮运动理论分析 推程运动方程： 01cos 2h s π?????=-?? ?Φ???? 1 00sin 2h v πωπ??? = ?ΦΦ?? 22 12 00cos 2h a πωπ???= ?ΦΦ?? 回程运动方程： ()0' 1s s h ?-Φ+Φ?? =- ??Φ ? ? 1'0 h v ω=- Φ 0a = 2.2求位移、速度、加速度线图MATLAB 程序 pi= 3.1415926; c=pi/180; h=140; f0=120; fs=45; f01=90; fs1=105; %升程 f=0:1:360; for n=0:f0
s(n+1)=h/2*(1-cos(pi/f0*f(n+1))); v(n+1)=pi*h/(2*f0*c)*sin(pi/f0*f(n+1)); a(n+1)=pi^2*h/(2*f0^2*c^2)*cos(pi/f0*f(n+1)); end %远休程 for n=f0:f0+fs s(n+1)=140; v(n+1)=0; a(n+1)=0; end %回程 for n=f0+fs:f0+fs+f01 s(n+1)=h*(1-(f(n+1)-(f0+fs))/f01); v(n+1)=-h/(f01*c); a(n+1)=0; end %近休程 for n=f0+fs+f01:360; s(n+1)=0; v(n+1)=0; a(n+1)=0; end figure(1);plot(f,s,'k');xlabel('\phi/\circ');ylabel('s/mm');grid on;title('推杆位移线图') figure(2);plot(f,v,'k');xlabel('\phi/\circ');ylabel('v/(mm/s)');grid on;title('推杆速度线图') figure(3);plot(f,a,'k');xlabel('\phi/\circ');ylabel('a/(mm/s2');grid on;title('推杆加速度线图') 2.3位移、速度、加速度线图
机械原理课程设计——凸轮机构设计（一） 目录 (1) ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（一）、题目及原始数据 (2) （二）、推杆运动规律及凸轮廓线方程 (3) （三）、计算程序方框图 (5) （四）、计算源程序 (6) （五）、程序计算结果及分析 (10) （六）、凸轮机构图 (15)
（七）、心得体会 (16) （八）、参考书 (16)
（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，凸轮以 1rad/s的角速度沿逆时针方向转动。要求： （1）、推程运动规律为等加速等减速运动，回程运动规律为五次多项式运动规律； （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）、打印出凸轮运动的位移； （7）、打印最后所确定的凸轮的基圆半径。 原始数据如下： r0=0.015; 初选的基圆半径r0 Deltar0=0.0005; 当许用压力角或许用最小曲率半径不满足时，r0以Δr0 为步长增加重新计算 rr=0.010; 滚子半径r r h=0.028; 推杆行程h e=0.005; 偏距e omega=1; 原动件凸轮运动角速度，逆时针ω delta1=pi/3; 近休止角δ1 delta2=2*pi/3; 推程运动角δ2 delta3=pi/2; 远休止角δ3 delta4=pi/2; 回程运动角δ4 alpha1=pi/6; 推程许用压力角[α1] alpha2=(70/180)*pi; 回程许用压力角[α2] rho0min=0.3*rr; 许用最小曲率半径ραmin （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 v=0 a=0 （2）推程阶段：60o≤δ<180 o 等加速运动规律：60o≤δ<120 o s=2h(δ-60o)2/(120 o)2 v=4hω(δ-60o)/(120 o)2 a=4hω2/(120 o)2 等减速运动规律：120o≤δ<180 o
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() = 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 = 0 = 0 i = i + If i <= 45 Then q = i s = 240 * (q / 90) ^ 2 Step(q, -s), vbRed ElseIf i >= 45 And i <= 90 Then q = i s = 120 - 240 * ((90 - q) ^ 2) / (90 ^ 2) Step(q, -s), vbGreen ElseIf i >= 90 And i <= 150 Then q = i s = 120 Step(q, -s), vbBlack ElseIf i >= 150 And i <= 190 Then q = i s = 120 - 240 * (q - 150) ^ 2 / 6400 Step(q, -s), vbBlue ElseIf i >= 190 And i <= 230 Then
第九章凸轮机构设计 本章学习任务：凸轮机构的基本知识、其从动件的运动规律、凸轮曲线轮廓的设计、凸轮机构基本尺寸的设计。 驱动项目的任务安排：完成项目中的凸轮机构的具体设计。 思考题 9-1简单说明凸轮机构的优缺点及分类情况？ 9-2在直动滚子从动件盘形凸轮机构中，如何度量凸轮的转角和从动件的位移？ 9-3试说明等速运动规律，简谐运动规律和五次多项式运动规律的特点。 9-4简单说明从动件运动规律选择与设计的原则。 9-5简单说明凸轮廓线设计的反转法原理。 9-6什么是凸轮的理论廓线和实际廓线，二者有何联系？ 9-7何谓凸轮机构的压力角？压力角对机构的受力和尺寸有何影响？ 9-8如何选择（或设计）凸轮的基圆半径？ 9-9什么是“运动失真”现象？如何选择（或设计）凸轮的滚子半径，才能避免机构的“运动失真”？ 习题 9-1何谓凸轮机构传动中的刚性冲击和柔性冲击？试补全题图9-1 所示各段的，s -，v -，a - 曲线，并指出哪些地方有刚性冲击，哪些地方有柔性冲击？ s O v O a 题图9-1 2| D| ? 2| D| ? 2| D| ? 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？ 9-3力封闭与几何形状封闭凸轮机构的许用应力角的确定是否一样？为什么？ 9-4有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，欲用较大的滚子，问是否可行？ 为什么？ 9-5有一对心直动推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推程压力稍偏大，拟采用推杆偏置的方法来改善，问是否可行？为什么？
45?? | ? | ? 3 2 | ? O 1 9-6 用作图法求出题图 9-6 所示两凸轮机构从图示位置转过 45 时的压力角。 （a ） （b ） 题图 9-6 题图 9-7 9 -7 如题图 9-7 所示盘形凸轮机构是有利偏置，还是不利偏置。如将该凸轮廓线作为直动滚子推杆的理论 廓线，其滚子半径 r r = 8 mm 。试问该凸轮廓线会产生什么问题？为什么？为了保证推杆实现同样的运动规律，应采取什么措施（图中l = 0.001 m ／mm ）？ 9 -8 在题图 9-8 所示的运动规律线图中各段运动规律未表示完全，请根据给定部分补足其余部分（位移 线图要求准确画出，速度和加速度线图可用示意图表示）。 s 1 2 v 3 4 2 s v 1 2 3 4 2 a a 题图 9-8 题图 9-9 9 - 如题图 9-9 中给出了某直动推杆盘形凸轮机构的推杆的速度线图。要求：（1）定性地画出其加速 度和位移线图；（2）说明此种运动规律的名称及特点（v 、a 的大小及冲击的性质）；（3）说明此种运动规律的适用场合。 9 -10 在题图 9-10 所示凸轮机构中，已知偏心圆盘为凸轮实际轮廓，如图所示。试求： 1） 基圆半径 R ； 2） 凸轮机构的压力角 ； 3） 凸轮由图示位置转 90°后，推杆移动距离 s 。 2 1 3 4 2 /3 2/3 4/3 5/3 2
目录 （一）机械原理课程设计得目得与任务 (2) （二)从动件(摆杆)及滚子尺寸得确定 (4) （三)原始数据分析 (5) （四）摆杆得运动规律及凸轮轮廓线方程···············６ （五)程序方框图·············································８ （六）计算机源程序 (9) (七)程序计算结果及其分析····························１４ (八)凸轮机构示意简图..................................1６（九）心得体会. (16) (十）参考书籍··············································1８ ?(一)机械原理课程设计得目得与任务 一、机械原理课程设计得目得：
1、机械原理课程设计就是一个重要实践性教学环节。其目得在于: 进一步巩固与加深所学知识； 2、培养学生运用理论知识独立分析问题、解决问题得能力； ３、使学生在机械得运动学与动力分析方面初步建立一个完整得概念; 4、进一步提高学生计算与制图能力，及运用电子计算机得运算能力。 二、机械原理课程设计得任务： １、摆动从动件杆盘型凸轮机构 ２、采用图解法设计:凸轮中心到摆杆中心A得距离为160mm,凸轮以顺时针方向等速回转,摆杆得运动规律如表: ３、设计要求: ①确定合适摆杆长度 ②合理选择滚子半径ｒr ③选择适当比例，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与实际廓线，并标注全部尺寸（用A ２图纸) ⑤将机构简图、原始数据、尺寸综合方法写入说明书 ４、用解析法设计该凸轮轮廓,原始数据条件不变，要写出数学模型,编制程序并打印出结果