浙江理工大学本科毕业设计（论文）题 目 凸轮机构运动分析及创新设计试验平台研制 学 院 机械与自动控制学院 专业班级 09机械设计制造及其自动化（4）班 姓 名 学 号 指导教师 系 主 任 学院院长 二一三年五月十九日浙 江 理 工 大 学机械与自动控制学院毕业设计诚信说明我谨在此保证：本人所做的毕业设计，凡引用他人的研究成果均已在参考文献或注释中列出。设计说明书与图纸均由本人独立完成，没有抄袭、剽窃他人已经发表或未发表的研究成果行为。如出现以上违反知识产权的情况，本人愿意承担相应的责任。声明人（签名）： 2013年5月19日摘要凸轮机构是工程中用来实现机械化和自动化的重要驱动和控制机构之一，在轻工、食品、纺织、印刷、医药、标准零件制造、交通运输等领域运行的工作机械中都获得广泛应用。但随着社会发展和科技进步，为了提高产品的质量和生产率，作为机械设备核心部件的凸轮机构而言，必须进一步提高它的设计水平，在解析法设计的基础上开展计算机辅助设计的研究和推广应用。因此，开展对凸轮机构运动分析的研究，对于揭示机构的运动性能，进行机构的优化设计和动力学分析有着重要的实际意义。本文首先介绍了凸轮机构的发展概况，提出课题的背景和意义，接着指出国内外研究的趋势和国内高校凸轮机构实验仅局限于对运动参数的测量与分析，然后提出以现实生活中最常用的一些凸轮为基础来研究凸轮机构试验平台中从凸轮轮廓设计到加工到试验这一整个系统构成。凸轮轮廓线的设计在解析法的基础上用计算机软件进行绘制。凸轮加工的方法用最常见的线切割加工，用CAXA线切割软件来辅助写代码。平台可测量盘形凸轮，圆柱凸轮，直动从动件及摆动从动件组成的不同的凸轮机构的运动特性。从动件的回复力采用恒定重力的重力回复，直动的轨道用直线导轨，进一步的提高测量精度。在实验台中各个传感器的设计位置，可以让学生直观去观察从动件的速度、加速度；同时，为了让实验台的测量数据更加丰富，在实验台上加上旋转编码器，就可以观察和研究凸轮机构的在运行中输入轴的速度，让整个实验台的功能更加的强大，实验内容更加丰富，对凸轮机构运动研究也很有帮助。关键词：凸轮机构；运动分析；解析法；试验台；软件辅助设计Abstract The cam mechanism is one of the drive and control mechanism used to achieve the mechanization and automation project, running in the field of light industry, food, textile, printing, medicine, standard parts manufacturing, transportation machinery are widely available. With the social development and scientific and technological progress in order to improve product quality and productivity, as the core components of the cam mechanism of the machinery and equipment necessary to further improve the design level, on the basis of the analytical method designed to carry out the study of computer-aided design and application. Therefore, to carry out the analysis of motion of the cam mechanism to reveal the kinematic performance, the optimal design of the institutions and dynamics analysis has important practical significance. This paper first introduces the overview of the development of the cam mechanism, put forward the background and significance of the topic, then pointed out that research trends at home and abroad and domestic universities cam mechanism experiment is only limited to the measurement and analysis of motion parameters, and then put forward to the most commonly used in real life cam based design of an innovative test platform to conduct a series of experiments to design, analysis and testing of the cam mechanism. Cam profile design computer software to draw on the basis of the analytical method. Cam processing method with the most common line cutting, with CAXA line cutting software to assist write code. Platform to measure disk cam, cylindrical cam, direct-acting the motion characteristics of the follower and oscillating follower cam mechanism. The restoring force of the driven member with constant gravity gravity reply movable straight track with a linear guide, and further improve the measurement accuracy. In the experimental Taichung sensor design, allows students intuitive to observe the follower velocity, acceleration; richer, in order to allow the measurement data of the bench, and rotary encoders, can be observed in the experimental stage, and research the cam mechanism in the operation of the speed of the input shaft, so that the entire bench more powerful experimental richer, the movement of the cam mechanism is also helpful.Keywords: cam mechanism; motion analysis; analytical method; test bench; software aided design目 录摘 要Abstract第1章 绪论11.1 引言11.2 凸轮机构的研究现状和发展趋势21.1.1 国内外凸轮机构研究现状21.1.2 凸轮机构研究趋势31.3 课题设计的内容和意义4第2章 凸轮机构的设计理论62.1凸轮机构的基本参数62.2 从动件运动规律72.3凸轮轮廓曲线设计10第3章 凸轮的加工方法143.1 划线加工143.2 万能铣床加工143.3数控机床加工153.4 仿形机床加工163.5 电火花机床加工17第4章 凸轮机构实验平台224.1 凸轮实验平台的组成224.1.1直动从动件结构224.1.2摆动从动件结构244.1.3圆柱凸轮结构244.2凸轮机构实验台传动设计254.2.1选择传动方案254.2.2 选择电动机254.2.3涡轮蜗杆减速器254.2.4同步带传动设计264.2.5 从动件组件设计304.3 传感器选择324.3.1传感器概述324.3.2传感器选用原则334.3.3角位移传感器的选择344.3.4直线位移传感器选择36第5章 试验台运动仿真375.1运动仿真简介375.2ProENGINEER仿真简介385.3凸轮机构试验平台运动仿真38第6章 总结和展望41参考文献42致 谢43全套图纸，加153893706浙江理工大学本科毕业设计（论文）第1章 绪论1.1 引言凸轮机构是一种重要的驱动和控制机构用来实现机械化跟自动化，广泛的应用在轻工、发动机、纺织、印刷等工业机械中。凸轮机构是由凸轮、从动件和机架组成的传动机构。三者之中凸轮是的主要运动方法是连续的等速回转，因此设计不同形状的凸轮轮廓曲线就可以使从动件按照你想要的运动规律来进行运动。凸轮机构之所以能如此广泛的应用是因为有许多其他机构比不上的优点，如：l、设计方便，适应性好，可以实现从动件的复杂运动规律的要求；2、结构简单紧凑，控制准确而有效，运动的特性好，使用方便；3、性能稳定， 故障少 ，维护保养方便。实际中所使用的凸轮机构的形式繁多，对凸轮机构的分类方法有三种，按凸轮的几何形状可以分为平面凸轮、空间凸轮；按从动件的形状可以分为尖底从动件、滚子从动件、平底从动件、曲面从动件、滑船式从动件；按凸轮与从动件维持接触的方式可以分为力锁合凸轮机构、几何形状锁合凸轮机构。凸轮机构具有传动、导向及控制等功能，所以在各种需要实现机械自动化和半自动化的场合取得了广泛的应用。当凸轮机构用作传动机构时，可产生各种复杂的运动规律；当凸轮机构用于导向机构时，可以使工作机械的动作端产生复杂的轨迹或平面运动；当它作为控制机构时，可以控制执行机构的自动工作循环。随着工业自动化程度的提高和凸轮CADCAM技术水平的不断增长，凸轮机构所能应用范围将会变得更加广泛。1.2 凸轮机构的研究现状和发展趋势1.1.1 国内外凸轮机构研究现状虽然我们对凸轮机构的认识时间很长，但直到19世纪末人们都没有对凸轮机构进行过系统的研究和分析。随着工业的快速发展，人们对自动化机械的需求量增加，在20世纪初期凸轮机构的研究才开始受到重视。凸轮机构应用的广泛性推动了人们对它的研究。最初，人们只研究凸轮简单的几何形状和运