凸輪輪廓課程設(shè)計(jì)

1、廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)（論文）計(jì)（論文）課程名稱 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 題目名稱 對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 學(xué)生學(xué)部（系） 機(jī)電工程學(xué)部 專業(yè)班級(jí) 10 機(jī)械 2 班 學(xué) 號(hào) 40 學(xué)生姓名 開 指導(dǎo)教師 2012 年 06 月 30 日廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書一、課程設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容通過利用 AutoCAD 軟件、AutoCAD 二次開發(fā)技術(shù)繪制對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪輪廓，用圖解法進(jìn)行對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，計(jì)算出平底推桿平底尺寸長(zhǎng)度，最后檢驗(yàn)壓力角是否滿足許用壓力

2、角的要求。 1）二、課程設(shè)計(jì)（論文）的要求與數(shù)據(jù)1.用圖解法設(shè)計(jì)盤形凸輪機(jī)構(gòu)，并用 CAD 畫出凸輪輪廓。2.用圖解法設(shè)計(jì)盤形凸輪機(jī)構(gòu)，并求出平底推桿平底尺寸長(zhǎng)度。3.根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律計(jì)算出位移并繪畫該曲線在圖紙上；4.檢驗(yàn)壓力角是否滿足許用壓力角的要求；5.編寫課程設(shè)計(jì)說明書三、課程設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的工作1.繪制對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪輪廓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖。2.繪制出從動(dòng)件的位移曲線圖。3.檢驗(yàn)壓力角是否滿足許用壓力角的要求并且計(jì)算出平底推桿平底尺寸長(zhǎng)度。4.完成課程設(shè)計(jì)說明書。四、課程設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程安排序號(hào)設(shè)計(jì)（論文）各階段內(nèi)容地點(diǎn)起止日期1整理資料2計(jì)算數(shù)據(jù)及繪畫位移曲線3圖解法

3、設(shè)計(jì)此盤形凸輪機(jī)構(gòu)4撰寫說明書題目名稱 對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)部（系）機(jī)電工程學(xué)部 專業(yè)班級(jí)10 機(jī)械 2 班 姓 名開學(xué) 號(hào)40五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)1 孫恒.機(jī)械原理（第七版）M .北京：高等教育出版社，20062孫恒.機(jī)械原理（第六版）M .北京：高等教育出版社，20013曹金濤.凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985.4管榮法.凸輪與凸輪機(jī)構(gòu)基礎(chǔ).M 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1985發(fā)出任務(wù)書日期：發(fā)出任務(wù)書日期： 20122012 年年 6 6 月月 1616 日日 指導(dǎo)教師簽名：指導(dǎo)教師簽名：計(jì)劃完成日期：計(jì)劃完成日期： 20122012 年年 6

4、 6 月月 3030 日日 教學(xué)單位責(zé)任人簽章：教學(xué)單位責(zé)任人簽章：目目 錄錄(一一) . . 設(shè)計(jì)題目：對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪輪廓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪輪廓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).4(二二) 凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)的基本原理：凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)的基本原理：.5(三三) 運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析：運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析：.5(四四) 用作圖法設(shè)計(jì)對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)用作圖法設(shè)計(jì)對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu):.6(五五) 計(jì)算平底推桿平底尺寸長(zhǎng)度計(jì)算平底推桿平底尺寸長(zhǎng)度.10(六六) 壓力角分析壓力角分析.11參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).14摘摘 要要在凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)的圖解法中應(yīng)用 AutoCAD 軟

5、件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算，保持了圖解法原理簡(jiǎn)單、方法直觀、易于掌握的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)避免了作圖誤差，提高了作圖效率，分析計(jì)算的精度與解析法精度相同。在進(jìn)行凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)時(shí)，可應(yīng)用圖解法或解析法，其中解析法的精度較高，但計(jì)算過程較為復(fù)雜，而圖解法雖然具有原理簡(jiǎn)單，方法直觀，作圖便捷的優(yōu)點(diǎn)，但以往的手工作圖過程，使其作圖中的誤差較大，設(shè)計(jì)精度較低，不能滿足當(dāng)今工程實(shí)際所需的更高要求，因而其使用范圍已受到很大的限制。隨著計(jì)算機(jī)繪圖軟件(如AutoCAD)在工業(yè)界的普及，為人們很好地解決了圖解法所面臨的問題，在圖解法中應(yīng)用 AutoCAD 軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算可大大提高分析與設(shè)計(jì)的精度和工作效率，滿足較高

6、的設(shè)計(jì)精度要求。本文介紹了利用 AutoCAD 軟件進(jìn)行圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線。 本設(shè)計(jì)旨在完成基圓半徑=55mm 及從動(dòng)件最大升程 h=40mm，推程運(yùn)動(dòng)角br=180、遠(yuǎn)休止角=30、回程角=120及近休止角=30，從動(dòng)件推程以001002正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升，回程以等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律下降的對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪輪廓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。.(一一). 設(shè)計(jì)題目：對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪輪廓機(jī)構(gòu)的設(shè)設(shè)計(jì)題目：對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪輪廓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)參數(shù)如表中所示，凸輪回轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針，從動(dòng)件推程以正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升，回程以等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律

7、下降，其中，e、rr、rb、h 分別代表偏距、滾子半徑、基圓半徑及從動(dòng)件最大升程，、s、s分別代表凸輪的推程角、遠(yuǎn)休止角、回程角及近休止角。1、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪輪廓設(shè)計(jì)符 號(hào)errrbhss單 位mm()數(shù) 據(jù)00554018030120302、設(shè)計(jì)內(nèi)容：1 用圖解法設(shè)計(jì)此盤形凸輪機(jī)構(gòu)，并將凸輪輪廓及從動(dòng)件的位移曲線畫在圖紙上；2，計(jì)算平底推桿平底尺寸長(zhǎng)度，將計(jì)算過程寫在說明書中。3 檢驗(yàn)壓力角是否滿足許用壓力角的要求。(二二)凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)的基本原理：凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)的基本原理：凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)的基本原理：無論是采用作圖法還是解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線，所依據(jù)的基本

8、原理都是反轉(zhuǎn)法原理，即在設(shè)計(jì)凸輪廓線時(shí)，假設(shè)凸輪靜止不懂，而推桿相對(duì)凸輪作反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又在其道軌內(nèi)作預(yù)期往復(fù)運(yùn)動(dòng)，作出推桿在這種復(fù)合運(yùn)動(dòng)中的一系列位置，則其尖頂?shù)能壽E就是所要求的凸輪廓線。用作圖法設(shè)計(jì)對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。(三三)運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析：運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析：(1)s s(t) s( ) v v(t) v( ) a a(t) a( )推程以正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升： s=h1-(/ )+sin(2/ )/(2)00等加速回程運(yùn)動(dòng)方程： s=h-2h / 220等減速回程運(yùn)動(dòng)方程； s=2h（-） / 0220凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角是指推桿所受正壓力的方向與推桿上點(diǎn) A 的速度方向之間所夾銳角

9、，它是影響凸輪機(jī)構(gòu)受力情況的一個(gè)重要參數(shù)。在其他情況不變的情況下， 愈大，F(xiàn) 愈大，若 大至使 F 增至無窮大時(shí)，機(jī)構(gòu)將發(fā)生自鎖。此時(shí)機(jī)構(gòu)的壓力角稱為臨界壓力角 c，即 carctan1/(12b/l )tan21，為保證凸輪機(jī)構(gòu)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)使其最大壓力角 max 小于臨界壓力角 c，生產(chǎn)實(shí)際中為了提高機(jī)構(gòu)的效率，改善其受力情況，通常規(guī)定：凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角 max 應(yīng)小于某一許用壓力角，max (c).(四四)用作圖法設(shè)計(jì)對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)用作圖法設(shè)計(jì)對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu):已知基圓半徑 rb =55，從動(dòng)件最大升程 h=40。凸輪推程角 =180 度，遠(yuǎn)休止角s =

10、30 度，回程角 =120 度，近休止角 s=30 度。先設(shè)平底中心 A 視為尖頂推桿的尖頂，用反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)出凸輪的理論輪廓線；然后將理論切線延長(zhǎng)，以至求得理論切線的交點(diǎn)。最后再作這些線段的共同相切線的包絡(luò)線，即為凸輪的工作廓線或?qū)嶋H廓線。凸輪以等角速度 w 沿逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，推桿的行程 h=40mm.其運(yùn)動(dòng)規(guī)律為：= 0180 推桿以正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升=180210 推桿遠(yuǎn)休=210 330 等加速等減速回程運(yùn)動(dòng)下降0=330360 推桿近休取比例尺 u1，先根據(jù)已知尺寸作出基圓與偏距圓，然后用反轉(zhuǎn)法作圖設(shè)計(jì)。取凸輪以逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)：由于條件可知推程段為 180可分成 12 段，每 15一

11、段：根據(jù)正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升，位移公式是：s=h1-(/ )+sin(2/ )/(2)00算出各推程 S，根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫出推桿的位置并將各個(gè)切點(diǎn)用平滑曲線連接，以基圓半徑 r 加上推程 h 得（55+40）作為遠(yuǎn)休角的半徑，作 30的遠(yuǎn)休止圓弧1530456075901051201351501651800.151.153.6313.316.42022.426.229.532.836.140.從動(dòng)件在推程的段的位移圖利用 CAD 畫圖如下所示：由于條件可知回程段為 120分成 8 段，每 15一段：等加速回程運(yùn)動(dòng)方程： s=h-2h / 范圍是0 ,60220等減速回程運(yùn)動(dòng)方程； s=2h（-

12、） /范圍是 60,1200220算出各推程 S，根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫出推桿的位置并將各個(gè)切點(diǎn)用平滑曲線連接，以基圓半徑 r 作為近休角的半徑，作 30的遠(yuǎn)休止圓弧，與基圓重合，圖如下所示 1-12102252402552702853003153303604038.753528.752011.2551.25001-1從動(dòng)件在回程及近休角段的位移圖利用 CAD 畫圖如下所示： 然后在上圖的基礎(chǔ)上利用平底的桿件進(jìn)行平移后，還要有效的將平底進(jìn)行延長(zhǎng)，求得各個(gè)平底交點(diǎn)，然后再利用自由曲線進(jìn)行連線得出平底推桿的運(yùn)動(dòng)軌跡，即是凸輪輪廓的曲線，圖在下圖在右(五五)計(jì)算平底推桿平底尺寸長(zhǎng)度計(jì)算平底推桿平底尺寸長(zhǎng)度如

13、下圖 1-2 所示，1-2推桿平底中心至推桿平底與圖輪廓線的接觸點(diǎn)間的距離 BCOP=BC=ds/d其最大的距離 Lmax=BCmax= |ds/d|max，|ds/d|max 應(yīng)根據(jù)推程和回程推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行計(jì)算，取最大值。設(shè)平底兩側(cè)取同樣長(zhǎng)度，則推桿平底長(zhǎng)度 L 為 L=2|ds/d|max+(57)mm由于在推程的過程段求得平底長(zhǎng)度L=2(h/s)cos(2/s)/（2） 0180在回程加速段求得平底的長(zhǎng)度 L=4h/s 0602根據(jù)推程回程的取值范圍可求得平底推桿的平底長(zhǎng)度為 30.8mm(六六)壓力角分析壓力角分析凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角是指推桿所受正壓力的方向與推桿上點(diǎn) A 的速度方向之

14、間所夾銳角，它是影響凸輪機(jī)構(gòu)受力情況的一個(gè)重要參數(shù)。在其他情況不變的情況下， 愈大，F(xiàn) 愈大，若 大至使 F 增至無窮大時(shí)，機(jī)構(gòu)將發(fā)生自鎖。此時(shí)機(jī)構(gòu)的壓力角稱為臨界壓力角 c，為保證凸輪機(jī)構(gòu)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)使其最大壓力角 max 小于臨界壓力角 c，生產(chǎn)實(shí)際中為了提高機(jī)構(gòu)的效率，改善其受力情況，通常規(guī)定：凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角 max 應(yīng)小于某一許用壓力角，max (c)，對(duì)直動(dòng)推桿一般取= 30。對(duì)于對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，由 arctands/d/( rb+s) ，可求出，其中推程段的壓力角為：arctan40/（1-cos2）/( rb+s) 角 度15304560759010512

15、0 135150165180壓力角（）1.776.4712.3 15.618.418.7517.0613.238.576.154.150推程段的壓力角為：等加速回程 arctan-4h/s /( rb+s) 2 等減速回程 arctan（4h-4hs ）/s /( rb+s) 2角 度225240255270285300315330壓力角1.231.681.922.042.152.342.352.60推程段的最大壓力角 18.75，相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角位 90；回程的最大壓力角為 2.60，相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角為 330.由于凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角 max 遠(yuǎn)小于許用壓力角= 30故如有必要，凸輪基圓半徑可

16、適當(dāng)減小。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 孫恒.機(jī)械原理（第七版）M .北京：高等教育出版社，20062孫恒.機(jī)械原理（第六版）M .北京：高等教育出版社，20013曹金濤.凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985.4管榮法.凸輪與凸輪機(jī)構(gòu)基礎(chǔ).M 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1985.心得體會(huì)十幾天的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次實(shí)踐的過程中學(xué)到了一些除技能以外的其他東西,領(lǐng)略到了別人在處理專業(yè)技能問題時(shí)顯示出的優(yōu)秀品質(zhì),更深切的體會(huì)到人與人之間的那種相互協(xié)調(diào)合作的機(jī)制,最重要的還是自己對(duì)一些問題的看法產(chǎn)生了良性的變化. 在社會(huì)這樣一個(gè)大群體里面,溝通自然是為人處世的基本,如何協(xié)調(diào)彼此的關(guān)系值得我們?nèi)ド钏己腕w會(huì).在實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)當(dāng)中依靠與被依靠對(duì)我的觸及很大,有些人很有責(zé)任感,把這樣一種事情當(dāng)成是自己的重要任務(wù),并為之付出了很大的努力,不斷的思考自己所遇到的問題.而有些人則不以為然,總覺得自己的弱勢(shì).其實(shí)在生活中這樣的事情也是很多的,當(dāng)我們面對(duì)很多問題的時(shí)候所采取的具體行動(dòng)也是不同的,這當(dāng)然也會(huì)影響我們的結(jié)果.很多時(shí)候問題的出現(xiàn)所期待我們的是一種解決問題的心態(tài),而不是看我們過去的能力到底有多強(qiáng),那是一種態(tài)度的端正和目的的明確,只有這樣把自己身置于具體的問題之中,我們才能更好的解決問題. 當(dāng)遇到問題的時(shí)候,那種斟酌的態(tài)度就值得我們每一位學(xué)習(xí),人家是在用心造就自己的任務(wù),而且孜孜不倦,