机械原理课程设计凸轮设计

机械原理课程设计

编程说明书

设计题目：牛头刨床凸轮机构指导教师：王琦王春华设计者：雷选龙

学号：0807100309

班级：机械08-3

2010年7月15日

辽宁工程技术大学

机械原理课程设计任务书（二）

姓名 雷选龙 专业 机械工程及自动化 班级 机械08-3班 学号

0807100309

一、设计题目：牛头刨床凸轮机构设计 二、系统简图：

棘轮

工作台

电动机

A B

C

D

F

E

O O 45

6

7

11

3

8O'O"

O 21

4

O 919

10

工件z'z"

z 1z 21

2

n 2

3

45

6789

10

11

12

8'1'

127'C B

A 1

2

3

4

5

6h /2

n 2

三、工作条件

已知：摆杆9为等加速等减速运动规律，其推程运动角ϕ，远休止角s ϕ，回程运动角'ϕ，摆杆长度D l 09，最大摆角max ϕ，许用压力角[]α（参见表2-1）；凸轮与曲柄共轴。 四、原始数据 凸轮机构设计 °

mm

°

max ϕ

9

O D l

[]α

ϕ

S ϕ

ϕ'

15

125

40 70 10 70

五、要求：

1）计算从动件位移、速度、加速度并绘制线图。

2）确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，画出凸轮实际廓线，并按比例绘出机构运动简图。以上内容作在A2或A3图纸上。

3）编写出计算说明书。

指导教师：

开始日期： 2010年 07月 10日 完成日期： 2010年 07月 16日

目录

一设计任务及要求-----------------------------------------------2 二数学模型的建立-----------------------------------------------2 三程序框图--------------------------------------------------------5 四程序清单及运行结果-----------------------------------------6 五设计总结-------------------------------------------------------14 六参考文献-----------------------------------------------------15

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l 09D =125,最大摆角φmax =15，许用压力角[α]=40，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），也可做动态显示。

（2） 确定凸轮的基本尺寸，选取滚子半径，画出凸轮的实际廓线，

并按比例绘出机构运动简图。 （3） 编写计算说明书。

二 机构的数学模型

1 推程等加速区 当2/0ϕδ≤≤时

角位移 22max /21ϕδϕ=m

角速度 2max /4ϕδϕω= 角加速度 2max /4ϕϕε= 2 推程等减速区 当ϕδϕ≤<2/时

角位移 22max max /)(21ϕδϕϕϕ--=m

角速度 2max /)(4ϕδϕϕω-= 角加速度 2max /4ϕϕε-= 3 远休止区 当s ϕϕδϕ+≤<时

角位移 max 1ϕ=m 角速度 0=ω 角加速度 0=ε 4 回程等加速区

当2/ϕϕϕδϕϕ'++≤<+s s 时

角位移 22max max /)(21ϕϕϕδϕϕ'---=s m

角速度 2max /)(4ϕϕϕδϕω'---=s 角加速度 2max /4ϕϕε'-= 5 回程等减速区

当ϕϕϕδϕϕϕ'++≤<'++s s 2/时 角位移 22max /)(21ϕδϕϕϕϕ'-'++=s m 角速度 2max /)(4ϕδϕϕϕϕω'-'++-=s 角加速度 2max /4ϕϕε'= 6 近休止区

角位移 01=m 角速度 0=ω 角加速度 0=ε

如图选取xOy 坐标系，B1点为凸轮轮廓线起始点。开始时推杆轮子中心处于B1点处，当凸轮转过角度时，摆动推杆角位移为，由反转法作图可看出，此时滚子中心应处于B 点,其直角坐标为：

()()

00cos cos sin sin ϕϕδδϕϕδδ++-=++-=l a y l a x

因为实际轮廓线与理论轮廓线为等距离，即法向距离处处相等，都为滚半径rT.故将理论廓线上的点沿其法向向内测移动距离r r 即得实际廓线上的点B(x1,y1).由高等数学知，理论廓线B 点处法线nn 的斜率应为 ()()θθδδθcos /sin ////=-==d dy d dx dy dx tg 根据上式有：

()()()()

δϕϕϕδδδδϕϕϕδδδd d l a d dy d d l a d dx /1sin sin //1cos cos /00++++-=+++-=

可得()()()()()()

2

22

2////cos ///

/sin δδδθδδδθd dy d dx d dy d dy d dx d dx +-=+=

实际轮廓线上对应的点B(x,y)的坐标为

⎩

⎨

⎧==θθ

sin 1cos 1r r r y y r x x 此即为凸轮工作的实际廓线方程，式中“-”用于内等距线，“+”用于外等距线。