偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计
偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计-课程设计
广东工业大学华立学院课程设计（论文）课程名称机械设计制造综合设计题目名称偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计学生学部（系）机电工程学部专业班级10机械5班学号12011005002学生姓名陈江涛指导教师黄惠麟2012年7月8日目录课程设计(论文)任务书 (3)摘要 (5)设计说明：一：凸轮机构的廓线设计原理 (6)二：根据数据要求设计出轮廓线 (6)三：图解法设计此盘形凸轮机构 (7)四：检验压力角是否满足许用压力角的要求。
(14)参考文献广东工业大学华立学院课程设计（论文）任务书一、课程设计的要求与数据要求：一、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图纸上；二、用图解法设计此盘形凸轮机构，将计算过程写在说明书中。
三：检验压力角是否满足许用压力角的要求。
二、课程设计（论文）应完成的工作1、设计出凸轮机构的理论轮廓和工作轮廓 1个2,绘制出位移曲线图 1个3，课程设计说明书 1份三、课程设计（论文）进程安排四：应收集的资料及主要参考文献1：《机械原理》第七版孙桓陈作模葛文杰主编高等教育出版社：2：《机械设计基础》郭瑞峰史丽晨主编西北工业大学出版社：发出任务书日期： 2012 年6月 19 日指导教师签名：计划完成日期： 2012 年 7 月 7日教学单位责任人签章：摘要在实际的生产应用中，采用着各种形式的凸轮机构，应用在各种机械中，特别是自动化和自动控制装置，如自动机床的进刀机构和内燃机的配气机构。
凸轮是一个具有曲线轮廓或凹糟的构件，通常为主动件作等速转动，但也有作往复摆动或移动的。
一：凸轮机构的廓线设计原理凸轮廓线曲线设计所依据的基本原理是反转法原理。
其推杆的轴线与凸轮回转轴心O之间有一偏距e，当凸轮以角速度绕轴O转动时，推杆在凸轮的推动下实现预期的运动。
现设想给整个凸轮机构加上一个公共角速度-，使其绕轴心O转动。
这时凸轮与推杆之间的相对运动并未改变，但此时凸轮将静止不动，而推杆则一方面随其导轨以角速度-绕轴心O转动，一方面又在导轨内作预期的往复运动。
机械设计对心直动滚子从动件盘形凸轮的设计
机械设计对心直动滚子从动件盘形凸轮的设
计
心直动滚子从动件盘形凸轮的设计：
心直动滚子从动件是一种常见的机械传动件，在机械设计中有广
泛的应用。
其中，盘形凸轮是心直动滚子从动件的重要组成部分之一。
盘形凸轮的制作需要遵循以下步骤：
1. 计算凸轮尺寸：首先，需要根据设计要求和需求计算凸轮的
外径、凸起高度和凸起角度等参数。
2. 绘制凸轮图形：根据凸轮尺寸和形状，利用CAD等软件绘制
凸轮的二维图形，包括凸轮的内外形状和凸起部分的形状。
3. 加工凸轮模具：根据凸轮的二维图形制作凸轮模具，可以采
用数控加工等先进工艺，确保凸轮的制作精度和质量。
4. 利用凸轮模具生产凸轮：将凸轮模具放在凸轮加工机床上，
根据需要生产出对应的盘形凸轮。
在盘形凸轮的制作中，需要考虑凸轮与滚子的配合精度和接触面积，以确保传动的可靠性和稳定性。
同时还需要考虑加工工艺和材料
选择，保证凸轮的强度和寿命。
机械设计基础4 凸轮机构分析与设计习题作业及答案
项目一内燃机的机械系统结构分析任务四凸轮机构分析与设计习题4.1 试标出图4.20所示位移线图中的行程h、推程运动角Φ，远t休止角Φ，回程运动角hΦ，近休止角sΦ'。
s图4.20 题4.1图4.2 凸轮机构从动件常用的四种运动规律是哪些?哪些有刚性冲击？哪些有柔性冲击？哪些没有冲击？如何选择运动规律？4.3 设计凸轮机构时,工程上如何选择基圆半径?4.4 滚子从动件盘形凸轮机构的基圆半径如何度量?4.5什么是压力角？凸轮平底垂直于导路的直动从动件盘形凸轮机构的压力角等于多少?机构的压力角有何工程意义？设计凸轮时,压力角如何要求?4.6 平底从动件盘形凸轮机构的凸轮轮廓为什么一定要外凸？4.7 用作图法作出图示凸轮机构转过45°后的压力角。
图4.21 题4.7图4.8 已知基圆半径,250mm r =偏心距mm e 5=，以角速度ω顺时针转动，推程为mm h 12=。
其运动规律如下表。
设计偏心尖顶直动从动件盘形凸轮轮廓。
4.9 设计偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构, 凸轮转动方向及从动件导路位置如图4.22。
mm e 10=，mm r 400=，mm r T 10=，从动件运动规律同题4.8，试绘制凸轮轮廓。
图4.22 题4.9图项目一内燃机的机械系统结构分析任务四凸轮机构分析与设计习题答案4.1 解：如图。
题4.1答案图4.2 答: 凸轮机构从动件常用的四种运动规律是:①等速运动规律：从动件在推程开始和终止的瞬时，速度有突变，其加速度在理论上为无穷大，致使从动件在极短的时间内产生很大的惯性力，因而使凸轮机构受到极大的冲击。
是刚性冲击。
②等加速等减速运动规律：从动件在升程始末，以及由等加速过渡到等减速的瞬时，加速度出现有限值的突然变化，这将产生有限惯性力的突变，从而引起冲击。
是柔性冲击。
③余弦加速度运动规律：柔性冲击。
④正弦加速度运动规律：没有冲击。
在选择从动件的运动规律时,要综合考虑机械的工作要求、动力特性和加工制造等方面的内容。
凸轮机构图解法[整理版]
![凸轮机构图解法[整理版]](https://img.taocdn.com/s3/m/caf4096700f69e3143323968011ca300a7c3f65b.png)
滚子从动件凸轮机构设计当根据使用场合和工作要求选定了凸轮机构的类型和从动件的运动规律后，即可根据选定的基圆半径着手进行凸轮轮廓曲线的设计。
凸轮廓线的设计方法有图解法和解析法，其依据的基本原理相同。
凸轮机构工作时，凸轮和从动件都在运动，为了在图纸上绘制出凸轮的轮廓曲线，可采用反转法。
下面以图示的对心尖端移动从动件盘形凸轮机构为例来说明其原理。
从图中可以看出：凸轮转动时，凸轮机构的真实运动情况：凸轮以等角速度ω绕轴O 逆时针转动，推动从动件在导路中上、下往复移动。
当从动件处于最低位置时，凸轮轮廓曲线与从动件在A点接触，当凸轮转过φ1角时，凸轮的向径OA将转到OA´的位置上，而凸轮轮廓将转到图中兰色虚线所示的位置。
这时从动件尖端从最低位置A上升到B´，上升的距离s1=AB´。
采用反转法，凸轮机构的运动情况：现在设想凸轮固定不动，而让从动件连同导路一起绕O点以角速度（－ω）转过φ1角，此时从动件将一方面随导路一起以角速度（－ω）转动，同时又在导路中作相对移动，运动到图中粉红色虚线所示的位置。
此时从动件向上移动的距离与前相同。
此时从动件尖端所占据的位置 B 一定是凸轮轮廓曲线上的一点。
若继续反转从动件，可得凸轮轮廓曲线上的其它点。
由于这种方法是假定凸轮固定不动而使从动件连同导路一起反转，故称反转法（或运动倒置法）。
凸轮机构的形式多种多样，反转法原理适用于各种凸轮轮廓曲线的设计。
一、直动从动件盘形凸轮廓线的设计（1）尖端从动件以一偏置移动尖端从动件盘形凸轮机构为例。
设已知凸轮的基圆半径为rb，从动件轴线偏于凸轮轴心的左侧，偏距为e，凸轮以等角速度ω顺时针方向转动，从动件的位移曲线如图（b）所示，试设计凸轮的轮廓曲线。
依据反转法原理，具体设计步骤如下：1）选取适当的比例尺，作出从动件的位移线图。
将位移曲线的横坐标分成若干等份，得分点1，2, (12)2）选取同样的比例尺，以O 为圆心，rb为半径作基圆，并根据从动件的偏置方向画出从动件的起始位置线，该位置线与基圆的交点B0，便是从动件尖端的初始位置。
偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构
河北工程大学机电学院机械原理课程设计说明书设计题目：偏置直动滚子从动杆盘型凸轮机构班级：姓名：学号：目录（一）设计题目及设计思路 (1)（二）凸轮基圆半径及滚子尺寸的确定 (1)（三）原始数据分析…………（四）从动杆的运动规律及凸轮轮廓线方程 (3)（五）凸轮机构的廓线设计原理 (4)（六）图解法设计盘型凸轮机构……………（七）检验压力角是否满足许用压力角的要求 (7)（八）机构示意简图 (8)（九）计算机源程序………（十）计算机程序结果及分析 (12)（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。
二、机械原理课程设计的任务：1、偏置直动滚子从动杆盘型凸轮机构2、采用图解法设计：凸轮中心到摆杆中心A的距离为20mm，凸轮以逆时针方向等速回转，摆杆的运动规律如表：3、设计要求：①升程过程中，限制最大压力角αmax≤30º,确定凸轮基园半径r0②合理选择滚子半径rr③选择适当比例尺，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，编制程序并打印出结果备注：凸轮轮廓曲率半径与曲率中心理论轮廓方程()()x xy yϕϕ=⎧⎨=⎩，其中2222////x dx d x d x dy dy d x d y dϕϕϕϕ⎧==⎪⎨==⎪⎩其曲率半径为：3 222 () x y xy xyρ+=--；曲率中心位于：2222()()y x yx xxy xyx x yy xxy xyρρ⎧+=-⎪-⎪⎨+⎪=-⎪-⎩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。
4-9偏置直动滚子从从动件盘形凸轮设计(精)
作者：韦志钢 单位：浙江工贸职业技术学院
所属学科：工科 课程：激光设备机械设计基础
专业：光机电应用技术 适用对象：光机电应用技术专业的学生
偏置直动滚子从动件盘形凸轮设计
教学目标：
了解偏置直动滚子从动件盘形凸轮设 计方法。
偏置直动滚子从动件盘形凸轮设计
问题引入：
已知凸轮的基圆半径为r0,滚子半径rr,,偏心 距e,已知运动规律，凸轮沿顺时针方向等速回转。 当尖顶从动件变成滚子从动件时如何设计凸轮轮 廓？
偏置直动滚子从动件盘形凸轮设计
已知偏置直动滚子从动件盘形凸轮，基圆 半径为rb,偏心距e,凸轮沿逆时针方向等速回 转，滚子半径rr。运动规律如右下图。试设计 此凸轮。Leabharlann 偏置直动滚子从动件盘形凸轮设计
-
S
h 1 2 s1
3
s2
1
1
2
2
rb
O
1'
1
s1
s2
1
h
3
e
作图方法： 2 ）以 O为圆心， rb 为 1) 先将滚子中心看作 4) 3) 将 在其切线与基圆 1 ， 2 ，3…. 连成 5) 以理论廓线上各点 6) 再作此圆族的包 半径作基圆，以 e 尖顶，然后按尖顶 光滑曲线，便是所要 的交点上量取 S1 、 为圆心，以滚子半径 络线，即为凸轮工 为半径作偏距圆， 偏置从动件凸轮廓 求的凸轮理论廓线； S2 、…得反转后尖 r 作廓线（实际廓 线的设计方法确定 r为半径，作一系列 在偏距圆上1’点 顶所占据的一系列 圆； 滚子中心的轨迹， 作其切线与基圆的 线）。 称其为凸轮的理论 位置，即 1、2、 交点为从动件尖顶 廓线； 3… ； 的初始位置；
凸轮机构基本参数的设计
凸轮机构基本参数的设计前节所先容的几何法和解析法设计凸轮轮廓曲线，其基圆半径r0、直动从动件的偏距e或摆动从动件与凸轮的中心距a、滚子半径rT等基本参数都是预先给定的。
本节将从凸轮机构的传动效率、运动是否失真、结构是否紧凑等方面讨论上述参数的确定方法。
1 凸轮机构的压力角和自锁图示为偏置尖底直动从动件盘形凸轮机构在推程的一个位置。
Q为从动件上作用的载荷（包括工作阻力、重力、弹簧力和惯性力）。
当不考虑摩擦时，凸轮作用于从动件的驱动力F是沿法线方向传递的。
此力可分解为沿从动件运动方向的有用分力F'和使从动件紧压导路的有害分力F''。
驱动力F与有用分力F'之间的夹角a（或接触点法线与从动件上力作用点速度方向所夹的锐角）称为凸轮机构在图示位置时的压力角。
显然，压力角是衡量有用分力F'与有害分力F''之比的重要参数。
压力角a愈大，有害分力F''愈大，由F''引起的导路中的摩擦阻力也愈大，故凸轮推动从动件所需的驱动力也就愈大。
当a增大到某一数值时，因F''而引起的摩擦阻力将会超过有用分力F'，这时无论凸轮给从动件的驱动力多大，都不能推动从动件，这种现象称为机构出现自锁。
机构开始出现自锁的压力角alim称为极限压力角，它的数值与支承间的跨距l2、悬臂长度l1、接触面间的摩擦系数和润滑条件等有关。
实践说明，当a增大到接近alim时，即使尚未发生自锁，也会导致驱动力急剧增大，轮廓严重磨损、效率迅速降低。
因此，实际设计中规定了压力角的许用值[a]。
对摆动从动件，通常取[a]=40～50；对直动从动件通常取[a]=30～40。
滚子接触、润滑良好和支承有较好刚性时取数据的上限；否则取下限。
对于力锁合式凸轮机构，其从动件的回程是由弹簧等外力驱动的，而不是由凸轮驱动的，所以不会出现自锁。
因此，力锁合式凸轮机构的回程压力角可以很大，其许用值可取[a]=70～80。
解析法设计凸轮轮廓曲线
由方程
x y
= =
(s0 (s0
+ +
s) sin d s) cosd
+ ecosd - e sin d
ü ý þ
可得
dx / dd = (ds / dd - e) sin d + (s0 + s) cosd ü
dy / dd
= (ds / dd
- e) cosd
- (s0
+
s)
sin
d
ý þ
sinq = (dx / dd ) / (dx / dd )2 + (dy / dd )2 ïü
ý
cosq = -(dy / dd ) / (dx / dd )2 + (dy / dd )2 ïþ
式中e为代数值： （1）当凸轮逆时针转动，推杆在O点右侧时，正偏置，取“+”号；
推杆在O点左侧时，负偏置，取“”号； （2）当凸轮顺时针转动，推杆在O点左侧时，正偏置，取“+”号；
推杆在O点右侧时，负偏置，取“”号；
2.对心平底推杆盘形凸轮机构
已知：基圆半径r0、s=s(d)、凸轮转动角 速度w。 建立图示坐标系，当凸轮转过d角， 推杆产生位移s，平底与凸轮在B点 相切，P为凸轮与推杆的相对瞬心。
n =n P = OPw
OP =n / w = ds / dd
B点的坐标为：
x y
= =
(r0 (r0
+ +
s) s)
解析法设计凸轮轮廓曲线
1.偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构
已知：基圆半径r0、偏心距e、s=s(d)、凸 轮转动角速度w、滚子半径rr。
建立图示坐标系，当凸轮转过d角，推 杆产生位移s，采用反转法，确定滚子 中心在B点的坐标。
大连理工大学 机械设计基础 作业解答：第3章-凸轮机构-3.6增加了压力角的校核
3-6 偏置直动滚子从动件盘形凸轮：凸轮以等角速度顺时针回转，
偏距 e =10mm，凸轮基圆半径 r0 =60mm，滚子半径10mm。
校核推程压力角：
简谐运动的位移曲线上，斜率变化最大的位置是推程开始处 （这在加速度曲线上也可看出）。
动 件在推程和回程均作简谐运动。请绘出凸轮轮廓并校核推程压 力角。
3-6 设计偏置直动滚子从动件盘形凸轮：凸轮以等角速度顺时针
方向回转，偏距 e =10mm，凸轮基圆半径 r0 =60mm，滚子半径
10mm；从动件升程 h =10mm，推程运动角φ =150°，远休止角 φ s =30°，回程运动角φ ‘ =120°，近休止角φ s ’ =60°，从
r0 = O1A = 60mm /2 = 30mm
h = O1C－ O1A = OC = 60mm
αC = 0°
α tg D =O1O/OD=0.5 αD = arctg 0.5 = 26°
hD =O1D－O1A= 37mm
3-5 (b) 圆盘半径 R =60mm，半径 r =10mm， O1O = OA/2，求凸
（参见教材42页）
已知：升程 h =10mm，推程运动角φ =150°
3-6 设计偏置直动滚子从动件盘形凸轮：凸轮以等角速度顺时针
方向回转，偏距 e =10mm，凸轮基圆半径 r0 =60mm，滚子半径
10mm；从动件升程 h =10mm，推程运动角φ =150°，远休止角 φ s =30°，回程运动角φ ‘ =120°，近休止角φ s ’ =60°，从
此处的凸轮曲线最陡峭，是推程 压力角最大的地方。 αmax＝10°＜[α] ＝ 30°
偏置、摆动、平底从动件盘形凸轮轮廓设计
等加等减速
2.0
五次多项式 余弦加速度
1.88 1.57
正弦加速度
改进正弦加速度
钟
2.0 1.76
amax (hω /δ 20)×
∞
4.0 5.77 4.93
6.28 5.53
冲击 推荐应用范围
刚性
柔性 无
柔性
无 无
低速轻载 作者：潘存云教授
中速轻载 高速中载 中速中载
高速轻载 高速重载100分
-ω
ω
1’ 2’ 1 23
3’ 4’
4 5’
5
15 6 作者：潘存云教授
6’
14’ 14 13’ 1312
87 设计：潘存云
7’
12’ 1110 9
8’
11’
8’ 9’
7’
11’
10’ 9’
5’ 3’
1’
12’
13’ 14’
1 3 5 7 8 9 11 13 15
3)对心直动平底推杆盘形凸轮
再过这一系列点画出一系列
12’
10
9
8’ 7’ 5’ 3’ 1’
1 3 5 78
9’ 11’ 12’
13’ 14’
9 11 13 15
11’
10’ 9’
设计：潘存云
4)偏置直动尖顶从动件盘形凸轮
e
首先，根据给定的从
-ω
动件运动规律，绘制出
ωA
从动件位移线图，并且 对位移线图的横坐标的 推程和回程分成若干等 份，得到等分点1， 2，、、、15，如图所
87 设计：潘存云
7’
12’ 1110 9
8’
11’ 10’ 9’
4)偏置直动尖顶从动件盘形凸轮
机械原理课程设计偏置直动滚子从动杆盘型凸轮机构
●
检查凸轮机构各部件是否紧固
●
检查凸轮机构各部件是否润滑良好
●
检查凸轮机构各部件是否磨损严重
●
检查凸轮机构各部件是否变形
●
检查凸轮机构各部件是否松动
●
检查凸轮机构各部件是否漏油
●
检查凸轮机构各部件是否漏气
●
检查凸轮机构各部件是否漏电
●
检查凸轮机构各部件是否漏液
●
检查凸轮机构各部件是否漏气
●
检查凸轮机构各部件是否漏油
添加副标题
偏置直动滚子从动杆盘型凸 轮机构
汇报人：
目录
CONTENTS
01 添加目录标题 03 偏置直动滚子从动杆
盘型凸轮机构的应用
02 偏置直动滚子从动杆 盘型凸轮机构的基本 概念
04 偏置直动滚子从动杆 盘型凸轮机构的设计 与计算
05 偏置直动滚子从动杆 盘型凸轮机构的制造 与加工
06 偏置直动滚子从动杆 盘型凸轮机构的安装 与调试
工作原理
偏置直动滚子从动杆盘型凸轮机构是一种特殊的凸轮机构，其特点是凸轮轴与从动杆之间存在偏置。 工作原理：凸轮轴旋转时，通过偏置的从动杆带动滚子沿凸轮轮廓线滚动，从而实现从动杆的往复运动。 优点：结构简单，制造方便，适用于高速、重载场合。 缺点：存在摩擦损失，效率较低。
分类和特点
偏置直动滚子从动杆盘型凸轮机构是一种特殊的凸轮机构，其特点是滚子与凸轮接触 点不在凸轮中心线上。
偏置直动滚子从动杆盘型凸轮机构可以分为单滚子、双滚子和多滚子三种类型。
偏置直动滚子从动杆盘型凸轮机构的特点包括：结构简单、制造方便、传动平稳、噪 音低、承载能力大等。
偏置直动滚子从动杆盘型凸轮机构广泛应用于各种机械设备中，如汽车、机床、印刷 机等。
机械原理 第 章 凸轮机构及其设计
13 14
1) 将位移曲线若干等分；
2) 沿-w方向将偏距圆作相应等分；
3) 沿导路方向截取相应的位移，得 到一系列点；
4) 光滑联接。
5)偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构
取长度比例尺l绘图
s
h
w h/2
13 12 11
10 w
9
8 7
14 1 2
3 4 5 6
O 1 2 3 /2 5 6 7 5 /4 10 11 127 /4 2
↑对心直动尖端推杆盘形 凸轮机构
↓对心直动滚子推杆盘形 凸轮机构
↑偏置直动尖端推杆盘形凸 轮机构
↓对心直动平底推杆盘形 凸轮机构
↑尖端摆动凸轮机构 ↓平底摆动凸轮机构
↑滚子摆动凸轮机构
(4)按凸轮与从动件保持接触的方式分 力封闭型凸轮机构
利用推杆的重力、弹簧力或其他外力使推杆与凸轮保持 接触的
刚性冲击 柔性冲击 无冲击 柔性冲击 无冲击
适用场合
低速轻载 中速轻载 高速中载 中低速中载 中高速轻载
除上述以外，还有其它运动规律，或将上述常用运动规律组 合使用。如“改进梯形加速度运动规律”、“变形等速运动规 律”。
3.推杆运动规律的选择
1)只要求当凸轮转过某一角度δ0时，推杆完成一行程h或φ。
4
89
13 14
取长度比例尺l绘图
14 1
13
2
12 w
3
11
4
10
5
9
6
7
实际廓线
理论廓线
4)偏置直动尖端推杆盘形凸轮机构
取长度比例尺l绘图
s
h
w h/2
13 12 11
10 w
9
南京理工大学机械设计基础上——解析法设计凸轮的轮廓曲线
§4—4 用解析法设计凸轮的轮廓曲线一、滚子从动件盘形凸轮1．理论轮廓曲线方程（1）直动从动件盘形凸轮机构图示偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构。
求凸轮理论廓线的方程，反转法给整个机构一个绕凸轮轴心O 的公共角速度-ω，这时凸轮将固定不动，而从动件将沿-ω方向转过角度ϕ，滚子中心将位于B 点。
B 点的坐标，亦即理论廓线的方程为：⎭⎬⎫++=-+=ϕϕϕϕsin )(cos sin cos )(00s s e y e s s x （4-15） 220e r s a -=，r a 为理论廓线的基圆半径，对于对心从动件凸轮机构，因e=0，所以s 0=r a ⎭⎬⎫+=+=ϕϕs i n )(c o s )(s r y s r x a a （4-16） （2）摆动从动件盘形凸轮机构图所示为摆动滚子从动件盘形凸轮机构。
仍用反转法使凸轮固定不动，而从动件沿-ω方向转过角度ϕ，滚子中心将位于B 点。
B 点的坐标，亦即理论廓线的方程为：⎭⎬⎫-+-=-+-=)sin(sin )cos(cos 00ϕψψϕϕψψϕl a y l a x （4-17） ψ0为从动件的起始位置与轴心连线OA 0之间的夹角。
alr r l a T 2)(arccos 20220+-+=ψ （4-18） 在设计凸轮廓线时，通常e 、r 0、r T 、a 、l 等是已知的尺寸，而s 和ψ是ϕ的函数，它们分别由已选定的位移方程s =s (ϕ)和角位移方程ψ=ψ（ϕ）确定。
2．实际廓线方程滚子从动件盘形凸轮的实际廓线是圆心在理论廓线上的一族滚子圆的包络线。
由微分几何可知，包络线的方程为：⎪⎭⎪⎬⎫=∂∂=0),,(0),,(1111ϕϕϕy x f y x f （4-20） 式中x 1、y 1为凸轮实际廓线上点的直角坐标。
对于滚子从动件凸轮，由于产生包络线（即实际廓线）的曲线族是一族滚子圆，其圆心在理论廓线上，圆心的坐标由式（4-15）~（4-17）确定，所以由（4-20）有：0)()(),,(2212111=--+-=T r y y x x y x f ϕ0)(2)(2),,(1111=----=∂∂ϕϕϕϕd dy y y d dx x x y x f式（a ）和（b ）联立求解x 1和y 1，即得滚子从动件盘形凸轮的实际廓线参数方程： ⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛±=221221//ϕϕϕϕϕϕd dy d dx d dx r y y d dy d dx d dy r x x T T （4-21） 上面的一组加减号表示一根外包络廓线，下面的一组加减号表示另一根内包络廓线。
机械设计基础-凸轮机构设计
(2)取长度比例尺μl,在纵坐标轴上作出从动件的行程h。 (3)这些平行线与上述各对应的垂直线分别交于点1″、 2″、…、6″,将这些交点连成光 滑的曲线,即为余弦加速度运 动的位移线图。
凸轮机构设计
③ 等径凸轮:如图3-5(c)所示,从动件上装有两个滚子,其 中心线通过凸轮轴心,凸轮 与这两个滚子同时保持接触。这 种凸轮理论轮廓线上两异向半径之和恒等于两滚子的中心距 离,因此等径凸轮只能在180°范围内设计轮廓线,其余部分的 凸轮廓线需要按等径原则确定。
凸轮机构设计
④ 主回凸轮:如图3-5(d)所示,用两个固结在一起的盘形 凸轮分别与同一个从动件 上的两个滚子接触,形成结构封闭。 其中一个凸轮(主凸轮)驱使从动件向某一方向运动, 而另一 个凸轮(回凸轮)驱使从动件反向运动。主凸轮轮廓线可在 360°范围内按给定运动规 律设计,而回凸轮轮廓线必须根据 主凸轮轮廓线和从动件的位置确定。主回凸轮可用于高 精 度传动。
凸轮机构设计
二、 凸轮的分类 1.按凸轮的形状分类 (1)盘形凸轮。如图3-1所示,这种凸轮是绕固定轴转动并
且具有变化向径的盘形构 件,它是凸轮的基本形式。 (2)移动凸轮。这种凸轮外形通常呈平板状,如图3-2所示
的凸轮,可视作回转中心位于无穷远时的盘形凸轮,它相对于 机架作直线移动。
凸轮机构设计
凸轮机构设计
(6)远休止:从动件离转轴O 最远处静止不动。凸轮转过 角度Φs 称为远休止角。
(7)回程运动:从动件在弹簧力或重力作用下回到初始位 置,位移由Smax→0,凸轮转 过角度Φ'称为回程运动角。
偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计
广东工业大学华立学院课程设计（论文）课程名称机械原理课程设计题目名称偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计学生学部（系）机电工程学部专业班级机械班学号学生姓名 lilili指导教师2012 年6月28日目录目录......................................... 错误！未定义书签。
课程设计（论文）任务书. (3)摘要....................................... 错误！未定义书签。
一、根据已知基尺寸做出圆..................... 错误！未定义书签。
二、绘制推杆的位移图线....................... 错误！未定义书签。
三、用反转法设计图轮廓线..................... 错误！未定义书签。
四、压力角是否满足许用压力角的要求.......... .错误！未定义书签。
五、参考文献...............................................- 11 -广东工业大学华立学院课程设计（论文）任务书题目名称偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计学生学部（系）机电工程学部专业班级机械班姓名学号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），从动件推程以正弦加速度运动规律上升，回程以等加速等减速运动规律下降，其中，e、r r、r b、h分别代表偏距、滚子半径、基圆半径及从动件最大升程，ф、фs、ф‘、фs’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 r r r b h ффsф‘фs’单位mm (º)数据10 55 40 180 30 120 302、设计要求1）、用图解法设计此盘形凸轮机构，正确确定偏距e的方向；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。
机械原理课程设计--偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计
课 程 设 计（论文）课程名称机械原理题目名称偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计学生学部（系） 机电工程学部2012年6月27日目录课程设计（论文）任务书 (3)摘 要 .......................................................................................................................... 错误！未定义书签。
一、根据已知尺寸做出基圆....................................................................................... 错误！未定义书签。
二、用反转法设计图轮廓线....................................................................................... 错误！未定义书签。
三、 绘制推杆的位移图线......................................................................................... 错误！未定义书签。
四、压力角是否满足许用压力角的要求 ................................................................... 错误！未定义书签。
五、心得与体会 .......................................................................................................... 错误！未定义书签。
课程设计（论文）任务书一、课程设计（论文）的内容通过用autoCAD 软件绘图，利用图解法进行偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计，最后检验压力角是否满足许用压力角的要求。
机械原理-凸轮设计(偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计)
中国地质大学课程论文题目偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计指导老师__ _____________姓名班级学号专业机械设计制造及其自动化院系机电学院日期 2015 年 5 月 30 日解析法分析机构运动——MATLAB辅助分析摘要：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。
通过用MATLAB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。
一、课程设计（论文）的要求与数据设计题目：偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计试设计偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构的理论轮廓曲线和工作廓线。
已知凸轮轴置于推杆轴线右侧，偏距e=20mm，基圆半径r0=50mm，滚子半径r r=10mm。
凸轮以等角速度沿顺时针方向回转，在凸轮转过δ2=120°的过程中，推杆按正弦加速度沿顺时针方向回转，在凸轮转过δ2=30°时，推杆保持不动；其后，凸轮在回转角度δ3=60°期间，推杆又按余弦加速度运动规律下降至起始位置；凸轮转过一周的其余角度时，推杆又静止不动。
求实际和理论轮廓线，验算压力角，验算失真情况，确定铣刀中心轴位置。
偏心直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计-大连交通大学机械设计基础大作业（2）
大连交通大学机械设计基础大作业偏心直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计（题号：02）班级：焊接162姓名：***学号：***********完成日期：2018年7月1日目录题目：设计偏心直动滚子从动件盘形凸轮机构设计题目及思路： (1)一、设计思路（图解法）： (1)1.1反转发原理 (1)1.2 凸轮基圆半径及滚子尺寸的确定 (2)1.2.1确定凸轮基圆半径 (2)1.2.2 滚子半径的确定 (3)1.2.3 设计所求量： (3)1.2.4 从动杆的运动规律及凸轮轮廓方程 (3)1.2.5数据计算 (5)1.2.6 小结： (6)二、解析法在Pro/E中完成凸轮建模 (6)2.1凸轮的设计与造型方法: (6)2.2凸轮理论轮廓曲线方程式的建立 (6)2.3在PROE中凸轮参数化方程式的建立 (7)2.3.1 设计从动件的运动规律 (7)2.4 PRO/E参数化建模 (8)2.5 生成凸轮的理论轮廓曲线 (10)2.5.1生成凸轮的实际轮廓曲线 (10)2.6 创建凸轮的拉伸 (11)2.7创建滚子的拉伸 (12)2.8 系杆的建立 (12)三、机械大作业小结： (13)1题目：设计偏心直动滚子从动件盘形凸轮机构设计题目及思路：偏心直动滚子从动件盘形凸轮机构，已知凸轮做顺时针方向旋转，各数据如表中一、设计思路（图解法）：1、由题目要求为偏心直动滚子从动件盘形凸轮机构。
2、根据工作要求选择从动件的运动规律。
推程运动规律和回程运动规律都为正弦运动。
推程运动角δ0=120°，远休止角δ01=30°，回程运动角δ0′ =150°，近休止角δ02=60°。
3、根据要求，滚子半径r r =16mm4、根据要求，选基圆半径r 0 =55mm 。
5、根据要求，偏心距e=6mm 。
6、进行计算机辅助设计。
为保证机构有良好的受力状况，推程许用压力角［α］=38º，回程许用压力角［αˊ］=70º，设计过程中要保证α推程≤［α］=38º，α回程≤［αˊ］=70º，为保证机构不产生运动失真和避免凸轮廓线应力集中，取凸轮实际廓线的许用曲率半径［ρa ］=3mm ，设计过程中要保证凸轮理论廓线外凸部分的曲率半径ρ≥［ρa ］+rr=3+18=21mm 。
偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构
课程设计论文题目：偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构系部名称：机械工程系专业班级：机自125 学生学号：指导教师：韩洪涛教师职称：教授2014年06月16日偏置直动尖顶从动件凸轮机构，虽然从动件和凸轮之间以高副形式进行连接导致从动件易磨损不能承受较大的载荷,但由于其阅读盘形凸轮轮廓的能力较强,故应用也较为广泛。
大多数教材和专著都是从该机构的运动性能和传力性能两方面进行阐述,相关专题研究也主要论述机构的运动规律、参数选择和优化设计等。
针对效率的设计以及机构参数对效率的影响涉及较少。
本文主要介绍它的设计过程，本文主要运用了一些凸轮的运动规律及其原理。
包括正弦加速度，余弦加速度，反转法原理等。
最终设计出了包括在运动性能和传力性能等方面比较适合的凸轮结构。
关键字：偏置正弦加速度余弦加速度摘要 (1)目录 (2)第一章绪论 (3)第二章课程题目及主要技术参数说明 (4)2.1课题题目 (4)2.2主要技术参数说明 (4)2.3 偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构运动简图 (4)第三章偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构参数分析 (5)3.1基圆半径的确定 (5)3.2从动件运动规律的选取原则 (5)3.3 凸轮机构的偏距 (5)3.4凸轮轮廓设计 (6)第四章偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构设计计算 (7)4.1偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构三视图 (11)4.2偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构理论轮廓图 (12)结论 (14)致谢 (15)参考文献 (16)第一章绪论本文主要讲的是偏置直动尖顶从动件盘形机构的设计计算，在这次设计中运用了主要运用了，机械原理的第九章《凸轮机构及其设计》《高等数学》等的知识。
在这次课程设计中，我的能力有了很大的提高，特别是在理论应用在实践过程中的思考。
1.培养了我们的设计思路训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力。
2.通过在凸轮设计和计算的过程中，锻炼了我们的独立思考能力，了解了凸轮是怎样设计的，以及各种他凸轮的运动规律，基圆半径的确定，还有作图技巧。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课程名称
机械原理
题目名称 偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计
学生学部（系）
机电工程学部
专业班级
10 机械 5 班
学号
12011005005
学生姓名
陈泳全
指导教师
黄惠麟
2012 年 6 月 30 日
目录
课程设计（论文）任务书.........................................................................................................................3 摘 要..............................................................................................................................................................5 一、设计说明................................................................................................................................................ 6
6
推程时等减速运动规律上升，由公式 s=h-2h (δ0-δ)²/δ0²；其中推程角 δ0=ф=180°，可得 6 个 s 值，当： δ=105°，s=26.1；δ=120°，s=31.1；δ=135°，s=35.0；δ=150°，s=37.8； δ=165°，s=39.4；δ=180°，s=40；
①求理论廓线......................................................................................................................................... 6 ②求工作廓线....................................................................................................................................... 12 ③设计盘形机构.................................................................................................................................. 13 二、从动件的位移曲线........................................................................................................................... 14 三、检验压力角......................................................................................................................................... 15 参考文献....................................................................................................................................................... 16
14
三、检验压力角
最大压力角应小于许用压力角，由公式 a=arctan|ds/dδ/( 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。
15
☆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
16
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，
2
广东工业大学华立学院 课程设计（论文）任务书
题目名称 学生学部（系）
专业班级 姓名 学号
偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓设计 机电工程学部 10 机械 5 班 陈泳全 12011005005
一、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。
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 1 2 4 5
设计（论文）各阶段内容 下达机械制造课程设计任务
绘制凸轮零件图并创建其效果图 撰写设计说明书
上交所有资料
地点 5-401 5-401 5-401 5-401
二、课程设计（论文）的要求与数据
设计题目：偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计
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，ф、фs、ф‘、фs’分别代表凸轮的推程角、远休止 角、回程角及近休止角。
得 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。
体
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
会 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
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=2hδ²/δ0²；其中推程角 δ0=ф=180°，可得 7 个 s 值，当： δ=0°，s=0；δ=15°，s=0.6；δ=30°，s=2.2；δ=45°，s=5.0； δ=60°，s=8.9；δ=75°，s=13.9；δ=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：
1、设计数据
设计内容
符号 e
单位
数据
15
2、设计要求
偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓设计
rr
rb
h
ф
фs
ф‘
ф’ s
mm
(º)Leabharlann 15 60 40 180 30 120 30
3
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。
4
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。
根据数据可绘得正弦加速度运动规律下降时理论轮廓线：
9
近休止阶段：近休止角фs’=30°，s=0，可绘得：
10
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
根据数据可绘得等减速运动规律上升时理论轮廓线：
7
远休止阶段：远休止角фs =30°，s=40，可绘得：
8
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-(δ/δ0′)+sin(2πδ/δ0′)/(2π)]，其中回程角δ0′=ф‘=120°，可 得 8 个 s 值，当： δ=15°，s=39.5；δ=30°，s=36.4；δ=45°，s=29.5；δ=60°，s=20； δ=75°，s=10.5；δ=90°，s=3.6；δ=105°，s=0.5；δ=120°，s=0；
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
心 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