机械原理课程设计凸轮机构

计中，图解法是解析法的出发点和基础；但图解法精度低，而解析法
则可应用计算机进行运算，精度高，速度快。在本次课程设计中，可
将两种方法所得的结果加以对照。
四、编写说明书：
1、设计题目（包括设计条件和要求）；
2、机构运动简图及设计方案的确定，原始数据；
3、机构运动学综合；
4、列出必要的计算公式，写出图解法的向量方程，写出解析法的数
目录
（一）机械原理课程设计的目的和任务··················2 （二）从动件（摆杆）及滚子尺寸的确定··················4 （三）原始数据分析··········································5 （四）摆杆的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
坐标系
x 为凸轮轮廓的轨迹的 x 坐标点
y 为凸轮轮廓的轨迹的 y 坐标点
（四）摆杆的运动规律及凸轮轮廓线方程
1、摆杆运动规律：
①推程过程：0o＜d≤120o 摆杆角位移：f=h(1-cos(πδ/δ01) )/ 2
即 f=h(1-cos(πd/d1))/ 2 摆杆角速度：v=πhw sin(πδ/δ01)/(2δ01)
即 v=πh w sin(πd/d1)/(2d1) 摆杆角加速度：a=π2h w2cos(πδ/δ01)/(2δ012)
即 a=π2h w2cos(πd/d1) /(2d12)
②远休止过程：120o＜d≤160o 摆杆角位移：f= h 摆杆角速度：v=0 摆杆角加速度：a= 0 在推程和远休止过程中凸轮轮廓轨迹：
学模型，计算流程和计算程序，打印结果；
5、分析讨论。
（二）从动件（摆杆）及滚子尺寸的确定
1、摆杆长度 l 确定： 根据右图建立坐标系 Oxy。
B0 点为推程段摆杆起始点， 开始时推杆滚子中心处于
B0 点处，依几何关系有： B0 的坐标:
X0=sin(φ0)/l Y0=a-l* cos (φ0) f0=arcos[(a²+l²-r0²)/2a*l］ 又因为摆动盘形凸轮机构
在运动时的许用压力角为：[α]=35°~ 45°
根据压力角公式：
tan
l
d d
[a cos( 0 ) l]
a sin( 0 )
注：当主从动件角速度方向不同时取“-”号，相同时取“+”号。
由此我们可以取到：l=120mm；此时摆杆的初始摆角：φ0≈12.429° 2、滚子半径 r1 的选择 我们用ρ1 表示凸轮工作廓线的曲率半径,用ρ表示理论廓线的曲率半 径.所以有ρ1=ρ±r1;为了避免发生失真现象，我们应该使 p 的最小值 大于 0，即使ρ＞r1；另一方面，滚子的尺寸还受其强度，结构的限 制，不能太小，通常我们取滚子半径；r1=（0.1~ 0.5）* r0
在此，我们可以取 r1=0.2*r0=10mm。
（三）原始ຫໍສະໝຸດ Baidu据及分析
依题意，原始数据如下：
1、已知量：（未标明的单位为 mm）
d1=120 o d2=160 o d3=270 o d4=360 o r =160
推程运动结束的凸轮总转角，其中(d1-d0)为推程角δ01 远休止运动结束时总转角，其中(d2-d1)为远程休止角δ02 回程运动结束的凸轮总转角，其中(d3-d2)为回程角δ03 远休止运动结束总转角，其中(d4-d3)为远程休止角δ04 凸轮中心到摆杆中心 A 的距离
编制程序并打印出结果
备注：
1、尖底（滚子）摆动从动件盘形凸轮机构压力角:
l tan
d d
[a cos( 0 ) l]
a sin( 0 )
在推程中，当主从动件角速度方向不同时取“-”号，相同时取“+”
号。
1、
三、课程设计采用方法：
对于此次任务，要用图解法和解析法两种方法。图解法形象，直
观，应用图解法可进一步提高学生绘图能力，在某些方面，如凸轮设
二、机械原理课程设计的任务：
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 的距离为 160mm，凸轮
以顺时针方向等速回转，摆杆的运动规律如表：
摆杆角 符号 行程
h
推程运 动角
δ01
远休止 角
δ02
回程运 动角
δ03
近休止 角
δ04
基圆 半径
r0
数据 25º
120º
40º
110º
90º
50
从动杆运动规律
推程
回程
简谐 等加减速
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和实际廓线，并标注全部尺寸（用 A2 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，
r0=50 l =120
基圆半径 此处设摆动从动杆长度为 120 mm
h=25 o 从动杆的总角行程
w=1 rad / s 此处设凸轮角速度为 1 rad / s
rr=10
此处设滚子半径为 10
2、设计所求量：
f 摆动从动杆的角位移
v 摆动从动杆的角速度
a 摆动从动杆的角加速度
以凸轮的中心为原点，竖直和水平方向分别为 x,y 轴，建立平面直角
（一）机械原理课程设计的目的和任务
一、机械原理课程设计的目的：
1、机械原理课程设计是一个重要实践性教学环节。其目的在于：
进一步巩固和加深所学知识；
2、培养学生运用理论知识独立分析问题、解决问题的能力；
3、使学生在机械的运动学和动力分析方面初步建立一个完整的概念；
4、进一步提高学生计算和制图能力，及运用电子计算机的运算能力。