广东工业大学华立学院广东工业大学华立学院 课课 程程 设设 计 论文 计 论文 课程名称 机械原理机械原理 题目名称 偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计的设计 学生学部 系 机电工程学部机电工程学部 专业班级 1010 机械机械 5 5 班班 学 号 1201100500512011005005 学生姓名 指导教师 2012 年 6 月 30 日 2 目录目录 课程设计 论文 任务书课程设计 论文 任务书 3 摘摘 要要 5 一 一 设计说明设计说明 6 求理论廓线求理论廓线 6 求工作廓线求工作廓线 12 设计盘形机构设计盘形机构 13 二 二 从动件的位移曲线从动件的位移曲线 14 三 三 检验压力角检验压力角 15 参考文献参考文献 16 3 广东工业大学华立学院广东工业大学华立学院 课程设计 论文 任务书课程设计 论文 任务书 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 设计题目 偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计的设计 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 s s 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 er rr rr rb bh h s s s s 单 位 mm 数据 151560401803012030 2 设计要求 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 学 号 12011005005 4 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 发出任务书日期 20122012 年年 6 6 月月 1919 日日 指导教师签名 指导教师签名 计划完成日期 计划完成日期 20122012 年年 7 7 月月 1010 日日 教学单位责任人签章 教学单位责任人签章 5 摘要 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 6 一 设计说明一 设计说明 本次课程设计应用的辅助设计软件是 solidworks2010 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 2h 0 其中推程角 0 180 可得 7 个 s 值 当 0 s 0 15 s 0 6 30 s 2 2 45 s 5 0 60 s 8 9 75 s 13 9 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 7 推程时等减速运动规律上升 由公式 s h 2h 0 0 其中推程角 0 180 可得 6 个 s 值 当 105 s 26 1 120 s 31 1 135 s 35 0 150 s 37 8 165 s 39 4 180 s 40 根据数据可绘得等减速运动规律上升时理论轮廓线 8 远休止阶段 远休止角 s 30 s 40 可绘得 9 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 0 sin 2 0 2 其中回程角 0 120 可得 8 个 s 值 当 15 s 39 5 30 s 36 4 45 s 29 5 60 s 20 75 s 10 5 90 s 3 6 105 s 0 5 120 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 10 近休止阶段 近休止角 s s 30 s 0 可绘得 11 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 12 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 13 设计出的盘行机构 通过处理后的得到 14 二 二 从动件的位移曲线从动件的位移曲线 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 15 三 三 检验压力角检验压力角 最大压力角应小于许用压力角 由公式 a arctan ds d 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 16 参考文献 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 17 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