移动从动件凸轮机构课程设计说明书

机械原理

课程设计说明书

设计题目：移动从动件凸轮机构设计

院系：工程机械学院

专业：工业设计

班级学号：2011250101

课程组人员:陈生臣201125010116

田旭201125010110

周志华201125010120

指导老师：张伟社

2014 年01月12

目录

1设计题目 (1)

2设计背景.....................................................2-3 3方案实施.....................................................4-7 4速度及加速度分析 (8)

5结果与结论.................................................9-10 6设计过程中的心得体会. (11)

7参考文献 (12)

8附件 (13)

1设计目的

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。

2设计背景

1设计题目

如下图所示为常用于各种机器润滑系统供油装置的活塞式油泵。电动机经齿轮带动凸轮1，从而推动活塞杆2（从动件）作往复运动，杆2下行时将油从管道中压出，称为工作行程；上行时自油箱中将油吸入，称空行程。其运动规律常用等加减速运动、余弦加速度与正弦加速度运动

2设计数据与要求

符号方案

h

(mm)

n1

(r/min

)

[a] [a] Φ0ΦsΦ0’Φs’从动件运动规

律

1 60 300 30 60 90 10 90 170 等加、减速

2 70 300 30 60 90 10 90 170 加速度按余弦

变化

3 80 300 30 60 90 10 90 170 加速度按正弦

变化

已知：已知凸轮每分钟转数，从动件行程h及运动规（律见附图25），推程、

回程的许用压力角。

要求：绘制从动件运动线图，根据许用压力角确定基圆半径，选取滚子半径，画出凸轮实际廓线。以上内容画在2号图纸上。

3方案实施

1（实施方案过程）

运用图解法作出凸轮机构，1明确凸轮机构的作用力和凸轮机构的压力角。2确定基圆半径大小。3滚子推杆滚子半径的选择和平底推杆尺寸的确定。了解推杆运动位移图。

2（数据计算）

1基圆直径尺寸的确定

根据许用压力角、转数和行程，画出S-φ图,如上图所示, (1) 画出从动件的位置B 0B 1*μ=S,画出V 和ω的方向;

(2) 由S=S(φ)求出L BD =V/ω=ds/d φ,将V 按ω转900,画出BD 1=L BD /μ; (3) 自D 1点作直线D 1d 1,使

(4)

依次作出D 2 D 3 D 4 ……并作出

连接OB 0则为最短基圆半径。

则对心直动滚子盘形凸轮的基圆半径为AB=100mm 。

位移-角度图

-20

204060

800

30

60

90

11

5145175205235265295330360

φs /m m

系列1

2、滚子半径r1的选择

我们用ρ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ρ=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=0.1*r0=10mm。

3原始数据及分析

依题意，原始数据如下：

Φ0=90度推程运动结束前的凸轮总转角，其中Φ为推程角

Φs=10度远休止运动结束时总转角，其中为Φs远休止角

Φ0’=90度回程运动结束的凸轮总转角，其中Φ’为回程角Φs’ =170度远休止运动结束总转角，其中Φs’为远休止角

基圆半径为100mm

滚子半径为10mm

位移计算公式：

推程：s=2hΦ2/Φ02 r=s+r0 （00≤Φ≤450）

s=h-2h(Φ0-Φ)2/Φ02（450≤Φ≤900）

远休止：s=60,r= r0+s= r0 +h (900≤Φ≤1000)

回程：s=h-2h[Φ-(Φ0+Φs) 2 ]/Φ0’ 2 r=s+r0(1000≤Φ≤1450)

S=2h[Φ0+Φs +Φ0’-φ]2(1450≤Φ≤1900)

近休止:s=0 r= r0 (1900≤Φ≤3600)

4速度及加速度分析

推程：V=4h ωΦ/Φ02 （00≤Φ≤450） V=4h ω(Φ0-Φ)2/Φ02 （450≤Φ≤900）

远休止：V=0 (900≤Φ≤1000)

回程：V=-2h ω/ Φ0’ 2 (1000≤Φ≤1450)

V=-4h ω[Φ0+Φs +Φ0’-φ] (1450≤Φ≤1900) 近休止：V=0 (1900≤Φ≤3600)

推程：a=4h ω2/Φ02 =48m/s 2（00≤Φ≤450） a=-4h ω2/Φ02 =-48m/s 2（450≤Φ≤900）

速度-角度图

-3

-2-1

12

30

30

60

90

115

145

175

205

235

265

295

330

360

φ

V /(m /s )

系列1

加速度-角度图

-60

-40-2002040

60

30

60

90

130

160190220250280310345

φ

a /(m /s 2)

系列1