移動從動件凸輪機構(gòu)的設(shè)計——機械原理課程設(shè)計說明書

1、<p><b>　　1．設(shè)計目的</b></p><p>　　機械原理課程設(shè)計是機械原理的一個重要組成部分，也是培養(yǎng)學(xué)生機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計能力的一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，其主要目的在于：</p><p>　　1、以系統(tǒng)運動方案為結(jié)合點，進一步鞏固和加深所學(xué)知識；</p><p>　　2、培養(yǎng)學(xué)生運用理論知識分析問題、解決問題的能力；<

2、/p><p>　　3、使學(xué)生在運動學(xué)與動力分析方面有一個較完整的概念；</p><p>　　4、提高學(xué)生計算和制圖以及采用計算機輔助設(shè)計的能力；</p><p>　　5、通過編寫說明書，培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)、歸納、總結(jié)和獨立思考與分析的能力。</p><p><b>　　2．設(shè)計背景</b></p><p>

3、<b>　　2.1設(shè)計簡介</b></p><p>　　如圖1所示為常用于各種機器潤滑系統(tǒng)供油裝置的活塞式油泵。電動機經(jīng)齒輪z1、z2 帶動凸輪1，從而推動從動件活塞桿2作往復(fù)運動，桿1下行時將油從管道中壓出，稱為工作行程；上行上自油箱將油吸入，稱空回行程。其運動規(guī)律常用等加速等減速運動、余弦加速運動與正弦加速運動等。</p><p><b>　?。〞?1

4、9面）</b></p><p>　　圖1 活塞式油泵機構(gòu)簡圖</p><p><b>　　2.2設(shè)計數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　設(shè)計數(shù)據(jù)見表1。</b></p><p><b>　　表1 設(shè)計數(shù)據(jù)表</b></p><p>

5、　　已知：凸輪每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)n1，從動件行程h及運動規(guī)律（如圖2所示），推程、回程的許用壓力角[α]、[α]'。</p><p>　　圖2 從動件運動規(guī)律線圖</p><p><b>　　2.3設(shè)計要求</b></p><p>　　在A3圖紙上選擇適當(dāng)比例，用幾何作圖法繪制從動件運動線圖，確定合適的推桿長度，并根據(jù)許用壓力角確定基圓半徑，

6、合理地選取滾子半徑，用反轉(zhuǎn)法畫出凸輪實際輪廓線。從三個方案中，選擇出最好的進行設(shè)計，合理地完成移動從動件凸輪機構(gòu)的設(shè)計。</p><p>　　3．設(shè)計方案 </p><p><b>　　3.1機構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　等加速等減速運動規(guī)律會引起柔性沖擊，

7、適用于中速、輕載的場合。余弦加速度運動規(guī)律會引起柔性沖擊，但是可以完全消除，可用于高速轉(zhuǎn)動中。正弦加速度運動規(guī)律既沒有剛性沖擊，也沒有柔性沖擊，可用于高速轉(zhuǎn)動中。對于本凸輪機構(gòu)，可使用對心直動滾子盤形凸輪機構(gòu)的工作配置，運用余弦加速度的運動規(guī)律進行設(shè)計。</p><p><b>　　3.2方案擬定</b></p><p>　　對于本凸輪機構(gòu)，要用圖解法和解析法這兩種方

8、法。圖解法形象、直觀，在凸輪設(shè)計中，圖解法是解析法的出發(fā)點和基礎(chǔ)，但圖解法精度低，而解析法則可應(yīng)用計算機進行運算，精度高，速度快。</p><p><b>　　4．方案實施</b></p><p><b>　　4.1實施過程</b></p><p>　　本凸輪機構(gòu)方案實施過程如下：</p><p>

9、　　1、根據(jù)圖2繪制從動件運動線圖；</p><p>　　2、明確凸輪機構(gòu)的作用力和凸輪機構(gòu)的壓力角；</p><p>　　3、根據(jù)許用壓力角確定基圓半徑大??；</p><p>　　4、用反轉(zhuǎn)法在圖紙上繪制凸輪理論輪廓線；</p><p>　　5、合理地選擇滾子推桿、滾子半徑，用反轉(zhuǎn)法在圖紙上繪制凸輪實際輪廓線。</p><

10、;p><b>　　4.2數(shù)據(jù)處理</b></p><p>　　1、基圓直徑尺寸的確定：</p><p>　　根據(jù)許用壓力角、轉(zhuǎn)數(shù)和行程，由圖解法可確定出基圓最小直徑為48mm，為方便計算，取基圓直徑為50mm。</p><p>　　2、滾子直徑的尺寸確定：</p><p>　　根據(jù)凸輪工作輪廓線的曲率半徑，在滿足強

11、度的件下，一方面為了避免出現(xiàn)尖點或“失真”的現(xiàn)象，另一方面，滾子的尺寸還收其強度，結(jié)構(gòu)的限制，不能太小，通常我們?nèi)L子半徑為0.1到0.5倍的基圓半徑，在此取滾子直徑為5mm。</p><p>　　3、運用位移計算公式進行計算：</p><p>　　已知數(shù)據(jù)有：推程角Φ=90°</p><p>　　遠(yuǎn)休止角Φs=10° </p>&

12、lt;p><b>　　回程角Φ'=90°</b></p><p>　　近休止角Φs'=170°</p><p><b>　　基圓直徑50mm</b></p><p><b>　　滾子直徑5mm</b></p><p>　　推程：s=h[

13、1-cos(πΦ/Φ0)]/2</p><p><b>　　r=r0 +s </b></p><p>　　ds/dΦ=h/(2Φ0)sin(πΦ/Φ0)</p><p><b>　　0°≤Φ≤90°</b></p><p><b>　　遠(yuǎn)休止：s=70</b&g

14、t;</p><p>　　r=r0+s=r0+h</p><p>　　ds/dΦ=-h/(2Φ0)sin(πΦ/Φ0) </p><p>　　90°≤Φ≤100°</p><p>　　回程：s=h[1+cos(πΦ/Φ0)]/2</p><p><b>　　r=r0+s </b>

15、;</p><p>　　100°≤Φ≤190°</p><p>　　近休止：s=0 r=r0 </p><p>　　190°≤Φ≤360°</p><p>　　4、由上述計算結(jié)果可以列出表2、表3。</p><p>　　表2 推程數(shù)據(jù) [表中cos為cos(πΦ/Φ0

16、)的省略]</p><p>　　表3 回程數(shù)據(jù) (同上)</p><p><b>　　5．結(jié)果與結(jié)論</b></p><p><b>　　5.1設(shè)計結(jié)果</b></p><p>　　1、根據(jù)表2、表3可以繪制出從動件運動線圖（繪制在附件A3圖紙上）。</p><p>　　

17、2、根據(jù)上述數(shù)據(jù)，由反轉(zhuǎn)法可得本凸輪機構(gòu)的實際輪廓線如圖3所示。</p><p>　　圖3 凸輪實際輪廓線</p><p><b>　　5.2設(shè)計結(jié)論</b></p><p>　　機構(gòu)應(yīng)合理選用采用，對本次機構(gòu)采用余弦加速度的運動規(guī)律進行凸輪機構(gòu)的設(shè)計，它可用于高速轉(zhuǎn)動，基本符合設(shè)計要求并能滿足工作需求，設(shè)計過程綜合考慮各方面的影響。<

18、/p><p><b>　　6．收獲與體會</b></p><p>　　通過對這個凸輪機構(gòu)的完整設(shè)計，我對機械原理有了進一步的了解，機械的設(shè)計不僅要滿足運動軌跡，還要考慮受力程度和工作行程；不僅培養(yǎng)了一些創(chuàng)新意識，而且了解了一般設(shè)計的流程，為我們以后工作打下了基礎(chǔ)；更培養(yǎng)了自己運用理論知識分析問題、解決問題的能力?？傊?，對這次課程設(shè)計我感到獲益匪淺。</p>

19、<p><b>　　7．參考資料</b></p><p>　　【1】《機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書》——王湘江、何哲明主編。</p><p>　　【2】《機械原理》第二版——潘存云主編。</p><p>　　【3】《機械設(shè)計課程設(shè)計圖冊》第三版——龔桂義、潘沛霖等主編。</p><p>　　【4】《互換性與技術(shù)測量》

20、第四版——廖念釗、莫雨松等主編。</p><p><b>　　8．附件</b></p><p>　　A3圖紙兩張（上附從動件運動線圖、凸輪實際輪廓線）、鉛筆、橡皮擦、圓規(guī)、三角尺、丁字尺、制圖板。</p><p><b>　　9．說明</b></p><p>　　1、本說明書的封面上的湖南科技大學(xué)的