机械原理大作业凸轮机构设计余弦

机械原理大作业2-凸轮机构设计

Harbin Institute of Technology

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：机电工程学院

姓名：

学号：

班级：

指导教师：

1 / 1

机械原理大作业2-凸轮机构设计

1 / 1

1.设计题目

设计直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见表

1

表一： 凸轮机构原始参数 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） 30 70 等加

等减

速

30 170 正弦加速度 60 100 120

机械原理大作业2-凸轮机构设计

1 / 1 2.凸轮推杆运动规律

（1）推程运动规律（等加速等减速运动） 推程 0350≤≤?

推程 007035≤≤?

（2）回程运动规律（正弦加速度） 回程 00240170≤≤?

机械原理大作业2-凸轮机构设计

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开始 输入初始参数 运行各部分程序 输出1 输出2 输出3 输出4 结束

从动件位移、速度、加速度曲线

ds/d ψ-s 曲线，确定基圆半径和偏距 理论轮廓线上的压力角和曲率半径图 绘制理论轮廓线和实际轮廓线

机械原理大作业2-凸轮

二、凸轮机构

一、运动分析

凸轮的运动分为4个阶段：推程运动、远休程、回程运动、近休程。该凸轮机构4个阶段的运动角分别为推程运动角90?、远休止角100 ?、回程运动角50 ?、近休止角120 ?。推程运动阶段的运动规律为正弦加速度运动，回程运动的运动规律为4-5-6-7多项式运动。凸轮的简图如图1所示。

图1

对该机构进行简单的运动分析：

1. 升程阶段采用正弦加速度的运动规律，从动件的位移、速度、加速度、压力角的计算公式如下：

计算时将相应的量带入公式即可得到。类速度可以直接将位移方程对凸轮转角?求导得到。

2. 远休程阶段的位移不变，与凸轮升程阶段最后的位移相等，速度、加速度则变为0。

3. 回程阶段位移、速度、加速度可通过代入4-5-6-7多项式的方程求得。

4. 近休程阶段的位移与回程阶段最后的位移相等，且为0，速度、加速度均变为0.

二、流程框图

开始

确定凸轮4个运动阶段对应的角

度、凸轮的角速度、升程和回程

运动规律及许用压力角

选择合适的步长、基

圆半径、偏距

计算并输出升程运动中从动件的

位移、速度、加速度、类速度及

理论轮廓的压力角、曲率半径

Harbin Institute of Technology

凸轮机构设计说明书

课程名称：机械原理 设计题目：凸轮机构设计（32） 院 系：能源科学与工程学院 班 级：1302403 设 计 者：刘远华 学 号：1130240333 指导教师：焦映厚 陈照波 设计时间：2015年6月

哈尔滨工业大学

凸轮机构设计

一、设计题目

行程升程运升程运升程许回程运回程运回程许远休止近休止/mm 动角/。 动规律 用压力动角/。 动规律 用压力角/。 角/。 角/。 角/。 3-4-5多50 60 30 80 简-直-简 60 100 120 项式 二、凸轮升程、回程运动方程及推杆位移、速度、加速度线图

1、运动规律

(1)推程规律方程（3-4-5多项式）

位移方程

S=h[10*(φ/φ0)^3-15*(φ/φ0)^4+6*(φ/φ0)^5] S=50[10*(3φ/π)^3-15*(3φ/π)^4+6*(3φ/π)^5] 速度方程

V=hω1/φ0[30*(φ/φ0)^2-60*(φ/φ0)^3+30*(φ/φ0)^

凸轮机构设计(图文)

凸轮机构设计

1 概述

凸轮机构由凸轮、从动件和机架三部分组成，结构简单，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任何预期的运动规律。但另一方面，由于凸轮机构是高副机构，易于磨损，因此只适用于传递动力不大的场合。

1.1 凸轮机构的应用（工程应用案例）

内燃机 配气机构 凸轮机构

凸轮机构设计(图文)

自动车床上的走刀机构

靠模车削机构

1.2 凸轮机构的分类

凸轮机构的类型很多，常就凸轮和从动杆的端部形状及其运动形式的不同来分类。

(1) 按凸轮的形状分

1)盘形凸轮(盘形凸轮是一个具有变化向径的盘形构件绕固定轴线回转) 分度转位机构 尖顶移动从动杆盘形凸轮机构 尖顶摆动从动杆盘形凸轮机构

滚子移动从动杆盘形凸轮机构

滚子摆动从动杆盘形凸轮机构

平底移动从动杆盘形凸轮机构 平底摆动从动杆盘形凸轮机构

2)移动凸轮(移动凸轮可看作是转轴在无穷远处的盘形凸轮的一部分，它作往复直线移动。) 移动从动杆移动凸轮机构 摆动从动杆移动凸轮机构

凸轮机构设计(图文)

3)圆柱凸轮(圆柱凸轮是一个在圆柱面上开有曲线凹槽，或是在圆柱端面上作出曲线轮廓的构件，它可看作是将移动凸轮卷于圆柱体上形成的。

)

第七章

凸轮机构

凸轮机构：是一种高副机构。

广泛应用于各种机械，尤其是自动机械中。

第七章

凸轮机构

第一节 凸轮机构的应用和分类 第二节 从动件的运动规律 第三节 平面凸轮廓线设计

第四节 平面凸轮机构基本尺寸的确定

第一节 凸轮机构的应用和分类凸轮机构的组成凸轮机构的应用 凸轮机构的分类

凸轮机构的应用和分类

凸轮机构的组成 如图所示为内燃机中的配气 凸轮机构。内燃机在燃烧过程中， 驱动凸轮轴及其上的凸轮转动， 并通过凸轮的曲线轮廓推动气阀 2按特定的规律往复移动，从而 达到控制燃烧室中进、排气的功 能。1-凸轮 2-气阀 3-内燃机壳体

凸轮机构的应用和分类

如图所示为自动机床中 的进刀凸轮机构。当圆柱凸轮绕其轴线转 动时，通过其沟槽与摆杆 一端的滚子接触，并推动 摆杆绕固定轴按特定的规 律作往复摆动，同时通过 摆杆另一端的扇形齿轮驱 动刀架实现进刀或退刀运 动。

1-圆柱凸轮 2-摆杆 3-滚子

凸轮机构的应用和分类

凸轮：具有特定曲线轮廓或沟槽的构件，通常在 机构运动中作主动件。 从动件：与凸轮接触并被直接推动的构件。 机架：支撑凸轮和从动件的构件。 凸轮 从动件 机架

高副机构

凸轮机构的应用和分类

凸轮机构的应用

1、实现预期的位置要求这种自动送料凸轮机构，

机械原理课程设计说明书

设计题目：牛头刨床凸轮机构设计

指导教师：席本强 何凡 设计者：江小坤 学号：0607070207 班级：加工06-2

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…………………………………………… 7. 中期检查报告………………………………………

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l09D=135,最大摆角φmax=15，许用压力角[α]=38，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），（2） 也可做动态显示。

（3） 确定凸轮的基本尺寸，（4） 选取滚子半径，（5）

的实际廓线，（6） （7） 编写计算说明书。

并按比例绘出机构运动简图。

画出凸轮

二 、根据运动分析写出与运动方程式

1．设从动件起始角?0?30.

2．1）?

机械原理课程设计

编程说明书

设计题目：牛头刨床凸轮机构的设计及运动分析

指导教师：席本强 何凡 设 计 者： 姜正禄 学 号：0607070208 班 级：加工06-2班

2008年7.10日 辽宁工程技术大学

目 录

一、 计任务及要求 二、 数学模型的建立 三、 程序框 四、 程序中符号说明 五、 程序清单及运行结果 六、 课程设计总结 七、 参考文献

凸轮机构的设计

一、 基本条件与要求

已知： 从动件的最大摆角 ?max 许用压力角[?]，从动件的长度lo9D，推

?程运动角?，远休止角

s，回程运动角?从动件见运动规律为等加、

,等减速运动，凸轮与曲柄共轴。

要求： 1） 计算从动件位移、速度、加速度并绘制线图，也可做动态显示。

2) 确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，画出凸轮实际轮廓线，

并按比例绘出机构运动简图，以上内容作在2号图纸上。

3) 编写说明书

二 、根据运动分析写出与运动方程式

1．设从动件起始角?0?30.

2．1）???1/

机械原理课程设计

编程说明书

设计题目：牛头刨床凸轮机构的设计及运动分析

指导教师：席本强 何凡 设 计 者： 姜正禄 学 号：0607070208 班 级：加工06-2班

2008年7.10日 辽宁工程技术大学

目 录

一、 计任务及要求 二、 数学模型的建立 三、 程序框 四、 程序中符号说明 五、 程序清单及运行结果 六、 课程设计总结 七、 参考文献

凸轮机构的设计

一、 基本条件与要求

已知： 从动件的最大摆角 ?max 许用压力角[?]，从动件的长度lo9D，推

?程运动角?，远休止角

s，回程运动角?从动件见运动规律为等加、

,等减速运动，凸轮与曲柄共轴。

要求： 1） 计算从动件位移、速度、加速度并绘制线图，也可做动态显示。

2) 确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，画出凸轮实际轮廓线，

并按比例绘出机构运动简图，以上内容作在2号图纸上。

3) 编写说明书

二 、根据运动分析写出与运动方程式

1．设从动件起始角?0?30.

2．1）???1/

《产品设计与虚拟样机》

2013-11-26

尖端摆动从动件凸轮机构设计

北京航空航天大学 机械工程及自动化学院 （北京 100191）

摘 要

摆动从动件凸轮机构的设计通常采用的方法为反转法。在ADAMS中对凸轮机构的设计，需要对从动件添加运动规律函数，通过从动件与凸轮接触点位移曲线求解出凸轮轮廓曲线，再拉伸得到凸轮；而对于摆动件凸轮，若摆杆采用直杆，在仿真过程中，摆杆会与凸轮相交，因此摆杆设计为曲形，这样保证摆杆与凸轮接触基本是同一点接触且不会存在相交干涉，若依旧采用直杆作为摆杆，由于接触点是变动的，接触点曲线法不能得出凸轮的正确轮廓，应该在从动件上添加一条标志曲线，通过运动过程中标志曲线的包络线来得到凸轮轮廓，然后再获得凸轮。

关键词： 摆动从动件凸轮机构；ADAMS；接触点；凸轮轮廓曲线；标志曲线

目录

1 摆动从动件凸轮机构设计要求................................................................................ 1

1.1 题目设计要求.......................................................

机械原理第九章 凸轮机构及设计习题答案

第九章 凸轮机构及其设计

题9-1

解：

题9-2

解：以同一比例尺 l 1mm作推杆位移曲线如图9-2所示

S

δ

0°

180°

360°

题9-2

题9-3

解：推杆在推程段及回程段运动规律的位移方程为: 1) 推程： s h

0 ， 0 150

2

2）回程：等加速段 s h 2h

02 ， 0 60

2

等减速段 s 2h 0

2， 60 120 0

机械原理第九章 凸轮机构及设计习题答案

计算各分点的位移值如下：

取

l 1mm作图如下

:

题9-4

解：推杆在推程段及回程段运动规律的位移方程为： 1) 推程：s2）回程：s

3

100 3 1504 4 605 5 0 150

2 0 120 h 1 cos 0

计算各分点的位移值如下：

机械原理第九章 凸轮机构及设计习题答案

取

l 1mm作图如下:

题9-5

解：推杆在推程段及回程段运动规律的位移方程为： 1) 推程： 2）回程：

2 0 180