摆动从动件盘形凸轮机构设计基本参数

摆动从动件盘形凸轮机构设计基本参数
摆动从动件盘形凸轮机构设计基本参数

摆动从动件盘形凸轮机构设计基本参数

1.凸轮基本参数:

基圆半径rb=80.000 mm

滚子半径rt=15.000 mm

中心距a=150.000 mm

摆杆长L=120.000 mm

凸轮转速n=50.000 rpm

刀具半径rc=0.080 mm

2.运动规律选择:

推程运动规律:正弦加速度

回程运动规律:余弦加速度

3.运动规律参数

最大摆角Ψ=10.000°

推程角Φ1=40.000°

远停角Φ2=0.000°

回程角Φ3=40.000°

近停角Φ4=280°

初始角Ψ0=32.089°

4.包络类型:内包络

5.设计方向:逆向

推程最大压力角: 033.707 回程最大压力角: 028.257

-----参数说明-----

Φ-凸轮转角(°)

Xa、Ya-实际廓线坐标(mm)

ρb-理论廓线曲率半径(mm)

ρa-实际廓线曲率半径(mm)

曲率半径:“-”曲线外凸,“+”曲线内凹Xc、Yc-刀具中心轨迹坐标(mm)

哈工大机械原理大作业 凸轮机构设计 题

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 机械原理大作业二 课程名称: 机械原理 设计题目: 凸轮机构设计 一.设计题目 设计直动从动件盘形凸轮机构, 1.运动规律(等加速等减速运动) 推程 0450≤≤? 推程 009045≤≤? 2.运动规律(等加速等减速运动) 回程 00200160≤≤? 回程 00240200≤≤? 三.推杆位移、速度、加速度线图及凸轮s d ds -φ 线图 采用VB 编程,其源程序及图像如下: 1.位移: Private Sub Command1_Click() Timer1.Enabled = True '开启计时器 End Sub Private Sub Timer1_Timer() Static i As Single

Dim s As Single, q As Single 'i作为静态变量,控制流程;s代表位移;q代表角度 Picture1.CurrentX = 0 Picture1.CurrentY = 0 i = i + 0.1 If i <= 45 Then q = i s = 240 * (q / 90) ^ 2 Picture1.PSet Step(q, -s), vbRed ElseIf i >= 45 And i <= 90 Then q = i s = 120 - 240 * ((90 - q) ^ 2) / (90 ^ 2) Picture1.PSet Step(q, -s), vbGreen ElseIf i >= 90 And i <= 150 Then q = i s = 120 Picture1.PSet Step(q, -s), vbBlack ElseIf i >= 150 And i <= 190 Then q = i s = 120 - 240 * (q - 150) ^ 2 / 6400 Picture1.PSet Step(q, -s), vbBlue ElseIf i >= 190 And i <= 230 Then

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

直动从动件盘形凸轮机构设计说明书

机械原理大作业二直动从动件盘形凸轮机构设计任务书 课程名称:机械原理 设计题目:盘形凸轮机构设计(20) 院系:机电工程学院 班级:1508104 设计者:关宇珩 学号:1150810423 指导教师:陈明 设计时间:2017.6.15 哈尔滨工业大学机械设计制造

目录 一.凸轮设计要求 (1) 二.凸轮轮廓设计数学模型 (3) 三.计算流程框图 (4) 四.matlab程序 (5) 五.计算结果与分析 (10)

一.凸轮设计要求

二.凸轮轮廓设计数学模型 1.确定凸轮偏心距与基圆半径(mm ) 通过matlab 对已给s 方程求导,通过许用压力角做斜率已知的直线,找出其与线图的切线,并找出切线的y 轴截距。 由于最大截距绝对值为65,则取偏心距3/56e =,基圆半径12/385r 0=,滚子半径 3/28r =。计算2200e -r s =。 2.建立压力角方程 已知方程: ??? ? ? ?+=e -d /ds arctan 0?α分段代入s 方程,计算升程和回程的压力角。 3.建立凸轮轮廓线的坐标方程 已知凸轮轴心在从动件左方。建立方程(理论轮廓线): ()??ecos sin s s x 0++=;()??esin -cos s s y 0+=; 建立方程(外包络实际轮廓线): ()() 2 2 d /dy d /dx d /dy r x X ??? ++=; ()() 2 2 d /dy d /dx d /dx r -y Y ??? +=; 4.建立曲率方程

已知方程: ()() 2 /322 2dx /dy 1dx /y d k += ; ; k /1R =通过参数方程的求导方法建立R ~ψ的方程。 三.计算流程框图 设时间ψ为未知量 对s ,v ,a 方程求导,绘制位移、速度、 加速度和?d /ds ~s 线图 利用许用压力角做已知斜率曲线,寻找与?d /ds ~s 线图相交的y 轴截距绝对值最大的直线为切线,取偏 心距e 、基圆半径r0、滚子半径 建立压力角方程 建立理论轮廓线和实际轮廓线的坐标方 程

哈工大机械原理大作业凸轮机构第四题

Harbin Institute of Technology 机械原理大作业二 课程名称:机械原理 设计题目:凸轮机构设计 姓名:李清蔚 学号:1140810304 班级:1408103 指导教师:林琳

一.设计题目 设计直动从动件盘形凸轮机构,其原始参数见表 1 表一:凸轮机构原始参数 升程(mm ) 升程 运动 角(o) 升程 运动 规律 升程 许用 压力 角(o) 回程 运动 角(o) 回程 运动 规律 回程 许用 压力 角(o) 远休 止角 (o) 近休 止角 (o) 40 90 等加 等减 速30 50 4-5-6- 7多 项式 60 100 120

二.凸轮推杆运动规律 (1)推程运动规律(等加速等减速运动) 推程F0=90° ①位移方程如下: ②速度方程如下: ③加速度方程如下: (2)回程运动规律(4-5-6-7多项式) 回程0 0240 190≤ ≤?,F0=90°,F s=100°,F0’=50°其中回程过程的位移方程,速度方程,加速度方程如下:

三.运动线图及凸轮s d ds -φ 线图 本题目采用Matlab 编程,写出凸轮每一段的运动方程,运用Matlab 模拟将凸轮的运动曲线以及凸轮形状表现出来。代码见报告的结尾。 1、程序流程框图 开始 输入凸轮推程回程的运动方程 输入凸轮基圆偏距等基本参数 输出ds,dv,da 图像 输出压力角、曲率半径图像 输出凸轮的构件形状 结束

2、运动规律ds图像如下: 速度规律dv图像如下: 加速度da规律如下图:

3.凸轮的基圆半径和偏距 以ds/dfψ-s图为基础,可分别作出三条限制线(推程许用压力角的切界限D t d t,回程许用压力角的限制线D t'd t',起始点压力角许用线B0d''),以这三条线可确定最小基圆半径及所对应的偏距e,在其下方选择一合适点,即可满足压力角的限制条件。 得图如下:得最小基圆对应的坐标位置O点坐标大约为(13,-50)经计算取偏距e=13mm,r0=51.67mm.

机械原理大作业3凸轮结构设计说明

机械原理大作业(二) 作业名称:机械原理 设计题目:凸轮机构设计 院系:机电工程学院 班级: 设计者: 学号: 指导教师:丁刚明 设计时间: 工业大学机械设计

1.设计题目 如图所示直动从动件盘形凸轮机构,根据其原始参数设计该凸轮。 表一:凸轮机构原始参数 序号升程(mm) 升程运动 角(o)升程运动 规律 升程许用 压力角 (o) 回程运动 角(o) 回程运动 规律 回程许用 压力角 (o) 远休止角 (o) 近休止角 (o) 12 80 150 正弦加速 度30 100 正弦加速 度 60 60 50 2.凸轮推杆运动规律 (1)推杆升程运动方程 S=h[φ/Φ0-sin(2πφ/Φ0)]

V=hω1/Φ0[1-cos(2πφ/Φ0)] a=2πhω12sin(2πφ/Φ0)/Φ02 式中: h=150,Φ0=5π/6,0<=φ<=Φ0,ω1=1(为方便计算) (2)推杆回程运动方程 S=h[1-T/Φ1+sin(2πT/Φ1)/2π] V= -hω1/Φ1[1-cos(2πT/Φ1)] a= -2πhω12sin(2πT/Φ1)/Φ12 式中: h=150,Φ1=5π/9,7π/6<=φ<=31π/18,T=φ-7π/6 3.运动线图及凸轮线图 运动线图: 用Matlab编程所得源程序如下: t=0:pi/500:2*pi; w1=1;h=150; leng=length(t); for m=1:leng; if t(m)<=5*pi/6 S(m) = h*(t(m)/(5*pi/6)-sin(2*pi*t(m)/(5*pi/6))/(2*pi)); v(m)=h*w1*(1-cos(2*pi*t(m)/(5*pi/6)))/(5*pi/6); a(m)=2*h*w1*w1*sin(2*pi*t(m)/(5*pi/6))/((5*pi/6)*(5*pi/6)); % 求退程位移,速度,加速度 elseif t(m)<=7*pi/6 S(m)=h; v(m)=0; a(m)=0; % 求远休止位移,速度,加速度 elseif t(m)<=31*pi/18 T(m)=t(m)-21*pi/18; S(m)=h*(1-T(m)/(5*pi/9)+sin(2*pi*T(m)/(5*pi/9))/(2*pi)); v(m)=-h/(5*pi/9)*(1-cos(2*pi*T(m)/(5*pi/9))); a(m)=-2*pi*h/(5*pi/9)^2*sin(2*pi*T(m)/(5*pi/9)); % 求回程位移,速度,加速度

哈工大机械原理大作业_凸轮机构设计(第3题)

机械原理大作业二 课程名称:机械原理 设计题目:凸轮设计 院系:机电学院 班级: 1208103 完成者: xxxxxxx 学号: 11208103xx 指导教师:林琳 设计时间: 2014.5.2

工业大学 凸轮设计 一、设计题目 如图所示直动从动件盘形凸轮,其原始参数见表,据此设计该凸轮。 二、凸轮推杆升程、回程运动方程及其线图 1 、凸轮推杆升程运动方程(6 50π?≤≤) 升程采用正弦加速度运动规律,故将已知条件mm h 50=,650π= Φ带入正弦加速度运动规律的升程段方程式中得: ????? ???? ??-=512sin 215650?ππ?S ;

?? ??????? ??-=512cos 1601ππωv ; ?? ? ??=512sin 1442 1?πωa ; 2、凸轮推杆推程远休止角运动方程( π?π≤≤6 5) mm h s 50==; 0==a v ; 3、凸轮推杆回程运动方程(914π?π≤≤) 回程采用余弦加速度运动规律,故将已知条件mm h 50=,95' 0π= Φ,6s π =Φ带入余弦加速度运动规律的回程段方程式中得: ?? ????-+=)(59cos 125π?s ; ()π?ω--=5 9sin 451v ; ()π?ω-=5 9cos 81-a 21; 4、凸轮推杆回程近休止角运动方程(π?π29 14≤≤) 0===a v s ; 5、凸轮推杆位移、速度、加速度线图 根据以上所列的运动方程,利用matlab 绘制出位移、速度、加速度线图。 ①位移线图 编程如下: %用t 代替转角 t=0:0.01:5*pi/6; s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)); hold on plot(t,s); t=5*pi/6:0.01:pi; s=50; hold on plot(t,s); t=pi:0.01:14*pi/9; s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5));

移动从动件盘形凸轮机构中

第4章习题 4-1 移动从动件盘形凸轮机构中,凸轮以转速为400r/min等速回转,工作要求从动件的运动规律如图4-6所示;当凸轮转速90°时,从动件在起始位置停歇不动;凸轮再转过90°时,从动件上升38.1mm;当凸轮又转过90°时,从动件停歇不动;当凸轮转过一周中剩余的90°时,从动件返回原处。试设计从动件的运动规律,并写出以坐标原点0为起点的从动件的位置方程式。 4-2 图4-7所示为凸轮机构从动件的速度曲线,它由四段直线组成。要求:在题图上画出推杆的位移曲线、加速度曲线;判断在哪几个益有冲击存在,是刚性冲击还是柔性冲击;在图示的F位置,凸轮与推杆之间有无惯性力作用,有无冲击存在。 ?=π/2,行程h=50mm。 4-3 在直动从动件盘形凸轮机构中,已知推程时凸轮的转角 求当凸轮转速ω1=10rad/s时,等速、等加速等减速、余弦加速度和正弦加速度四种常用的 ?。 基本运动规律的最大速度υmax、最大加速度αmax以及所对应的凸轮转角 0 4-4 在图4-8所示的从动件位置移线图中,AB段为摆线运动,BC段为简谐运动。若 ?要在两段曲线交界处的B点从动件的速度和加速度分别相等,试根据图中所给数据确定 2角的大小。 4-5 图4-9中给出了某直动从动件盘形凸轮机构的从动件的速度线图。要求: (1)画出其加速度和位移线图; (2)说明此种运动规律的名称及特点(υ、α的大小及冲击的性质)。 4-6 试求一个对心平底推杆盘状凸轮的廓线方程。已知推杆的平底与其导路垂直,基圆半径r b=45mm,凸轮顺时针方向匀速转动。要求当凸轮转动120°时,推杆以等加速等减速运动上升15mm;再转过60°时,推杆以正弦加速度运动回到原位置;凸轮转过一周中的其余角度时,推杆静止不动。 4-7 试以图解法设计一摆动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线。已知l OA=55mm,r o=25mm,l AB=50mm,r T=8mm,凸轮逆时针方向匀速转动。要求当凸轮转过180°时,推杆以余弦加速度运动向上摆动φ=25°;转过一周中的其余角度时,推杆以正弦加速度运动摆回到原位置。 4-8 用图解法设计摆动从动件圆柱凸轮。圆柱凸轮以等角速回转一圈时,从运件往复 ?=180°,从动件以等加速等减速摆动一次,其运动规律为:凸轮按图4-10所示方向回转

第6章凸轮--习题及答案(全)

习 题 6-6 在摆动从动件盘形凸轮机构中,从动件行程角max 30o ψ=,0120o Φ=,'0120o Φ=, 从动件推程、回程分别采用等加速等减速和正弦加速度运动规律,试写出摆动从动件在各行程的位移方程式。 解:(1)推程的位移方程式为 ()2 0max 02max 0max 00202 022 2?ψψ?ψψψ?????Φ?=??≤≤ ? Φ???? Φ? =-Φ-≤≤Φ?Φ? 代入数值得 ()2220230 060120240130-120 60120240o o o o o o o o o ??ψ?ψ?????=??=≤≤? ????? ?=?-≤≤?? (2)回程的位移方程式为 ()max 0''0001 21sin 3602o s s T T T πψψ?π ??????=?-+ Φ+Φ≤≤??? ?ΦΦ?????? =-Φ+Φ? 代入数值得: o 2401360360301sin 240120212012024030 30sin 3 24036042o o o o o o o o o o o o ?ψ?π???π ????-=?-+-??? ???? ?-=-+≤≤ 6-7 图中所示为从动件在推程的部分运动曲线,其0o s Φ≠,'0o s Φ≠,试根据s 、v 和a 之 间的关系定性的补全该运动曲线,并指出该凸轮机构工作时,何处有刚性冲击?何处有柔性冲击?

解:如图所示。 (1)AB段的位移线图为一条倾斜直线,因此,在这一段应为等速运动规律,速度线图为一条水平直线,其加速度为零。 (2)BC段的加速度线图为一条水平直线。因此,在这一段应为等加速运动规律,其速度线图为一条倾斜的直线,位移线图为一条下凹的二次曲线。 (3)CD段的速度线图为一条倾斜下降的斜直线。因此,在这一段应为等减速运动规律,其加速度线图为一条水平直线,位移线图为一条上凸的二次曲线。 该凸轮在工作时,在A处有刚性冲击,B、C、D处有柔性冲击。 6-8 对于图中的凸轮机构,要求: 1)写出该凸轮机构的名称; 2)在图上标出凸轮的合理转向; 3)画出凸轮的基圆; 4)画出从升程开始到图示位置时推杆的位移s,相对应的凸轮转角?,B点的压力角α;5)画出推杆的行程H。 解:1)偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构。 2)为使推程压力角较小,凸轮应该顺时针转动。

盘形凸轮轮廓设计计算说明书

《机械设计基础》 设计实践设计计算说明书 题目:盘形凸轮轮廓设计 学院:航天学院 班号:0818201班 学号:1081820101 姓名:宋春林 日期:2010年9月26日

《机械设计基础》设计实践任务书 题目:盘形凸轮轮廓设计设计原始数据及要求: 凸轮角速度ω方向:顺时针基圆半径:40mm 偏距:8mm 滚子半径:10mm 推杆运动规律:

目录 设计过程 (1) 1取比例尺并作基圆 (1) 2作反转运动,量取?0、?s、?0′、?s′,,等分?0、?0′ (1) 3计算推杆的预期位移 (1) 4确定理论轮廓线上的点 (1) 5绘制理论轮廓线 (2) 6绘制实际轮廓线 (3) 参考文献: (4)

设计过程 1取比例尺并作基圆 取比例尺为1:1,在图纸上选一个合适的位置作为凸轮回转中心,并以之为圆心,40mm 为半径绘出凸轮基圆。 2作反转运动,量取?0、?s、?0′、?s′,,等分?0、?0′ 在基圆上由起始点位置1出发,沿着?ω1回转方向依次量取?0=150°、?s=30°、?0′=120°、?s′=60°,并将推程运动角?0五等分,回程运动角?0′六等分。作出各等分线。 1 3计算推杆的预期位移 =30φ/150°(φ=0°~150°) ①等速推程时s=hφ ?0 计算结果见下表: ②等速回程时s=h?hφ ?0′ 计算结果见下表 以凸轮回转中心为圆心,8mm长为半径作偏距圆,找到各等分线与偏距圆的交点。过

这些交点分别作偏距圆的切线,这些切线与基圆相交后按照以上两表延长出相应的距离。其端点就是理论轮廓线上的点。 5绘制理论轮廓线 将上面的确定的理论轮廓线上的各点用一条光滑曲线连起来,就可以得到理论轮廓线。

凸轮曲线设计

凸轮曲线设计 当根据使用要求确定了凸轮机构的类型、基本参数以及从动件运动规律后,即可进行凸轮轮廓曲线的设计。设计方法有几何法和解析法,两者所依据的设计原理基本相同。几何法简便、直观,但作图误差较大,难以获得凸轮轮廓曲线上各点的精确坐标,所以按几何法所得轮廓数据加工的凸轮只能应用于低速或不重要的场合。对于高速凸轮或精确度要求较高的凸轮,必须建立凸轮理论轮廓曲线、实际轮廓曲线以及加工刀具中心轨迹的坐标方程,并精确地计算出凸轮轮廓曲线或刀具运动轨迹上各点的坐标值,以适合在数控机床上加工。 圆柱凸轮的廓线虽属空间曲线,但由于圆柱面可展成平面,所以也可以借用平面盘形凸轮轮廓曲线的设计方法设计圆柱凸轮的展开轮廓。本节分别介绍用几何法和解析法设计凸轮轮廓曲线的原理和步骤。 1 几何法 反转法设计原理: 以尖底偏置直动从动件盘形凸轮机构为例: 凸轮机构工作时,凸轮和从动件都在运动。为了在图纸上画出凸轮轮廓曲线,应当使凸轮与图纸平面相对静止,为此,可采用如下的反转法:使整个机构以角速度(-w)绕O转动,其结果是从动件与凸轮的相对运动并不改变,但凸轮固定不动,机架和从动件一方面以角速度(-w)绕O转动,同时从动件又以原有运动规律相对机架往复运动。根据这种关系,不难求出一系列从动件尖底的位置。由于尖底始终与凸轮轮廓接触,所以反转后尖底的运动轨迹就是凸轮轮廓曲线。 1). 直动从动件盘形凸轮机构 尖底偏置直动从动件盘形凸轮机构: 已知从动件位移线图,凸轮以等角速w顺时针回转,其基圆半径为r0,从动件导路偏距为e,要求绘出此凸轮的轮廓曲线。 运用反转法绘制尖底直动从动件盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的方法和步骤如下: 1) 以r0为半径作基圆,以e为半径作偏距圆,点K为从动件导路线与偏距圆的切点,导路线与基圆的交点B0(C0)便是从动件尖底的初始位置。 2) 将位移线图s-f的推程运动角和回程运动角分别作若干等分(图中各为四等分)。 3) 自OC0开始,沿w的相反方向取推程运动角(1800)、远休止角(300)、回程运动角(1900)、近休止角(600),在基圆上得C4、C5、C9诸点。将推程运动角和回程运动角分成与从动件位移线图对应的等分,得C1、C2、C3

机械基础答案解析

第三章凸轮机构 题3-1欲设计图示的直动滚子从动件盘形凸轮机构,要求在凸轮转角为00~900时,推杆以余弦加速度运动规律上升h= 20 mm,且取r0= 25 mm,e= 10 mm,r r= 5 mm。试求: (1)选定凸轮的转向ω,并简要说明选定的原因; (2)用反转法画出当凸轮转角φ=00~900时凸轮的工作廓线(画图的分度要求小于150); (3)在图上标注出φ1=450时凸轮机构的压力角α。 解答: 1.选位移比例尺 m/m m 001 .0 = S μ ,转角比例尺 /mm 04 .0弧度 = ? μ ,绘制从动件 位移曲线,见题解3-1图(a)。 2. 逆时针方向,使凸轮机构为正偏置,减小推程段凸轮机构的压力角。 3.将圆弧顶推杆视为滚子推杆,取尺寸比例尺 m/m m 001 .0 = l μ 作图,凸轮廓线如图 所示。 4.如图所示,当φ1=450时,α=14.50。 题3-1图(a)(b) 题解3-1图

题3-2图示为一摆动平底推杆盘形凸轮机构(001 .0 = l μ m/mm),已知凸轮的轮廓 是一个偏心圆,其圆心为C,试用图解法求: (1)凸轮从初始位置到达图示位置时转角φ0及推杆的角位移ψ0; (2)推杆的最大角位移ψmax及凸轮的推程运动角Φ; (3)凸轮从初始位置回转900时,推杆的角位移ψ90。 解题分析:作推杆的摆动中心所在的圆η→作基圆→作推杆的初始位置→按题目要求逐步求解。 解答: 1.求φ0及ψ0 (1)以O为圆心,OA长为半径作圆 η ;以O为圆心作圆切于凸轮,该圆即为基圆;作推杆与基圆和凸轮同时相切,得切点B0,A0B0即为推杆的初始位置。 (2)凸轮从初始位置到达图示位置时的转角就是A0O沿-ω方向转到AO时的角度,即φ0=330,推杆的角位移ψ0=20。 2.求ψmax及Φ 题3-2图 题解3-2图

盘形凸轮的四种设计方法

盘形凸轮的四种设计方法 深圳市百特兴科技有限公司 周杰平 摘要:详细介绍运用SolidWorks 绘制盘形凸轮的不同方法,包括插件法、解析法、折弯法及仿真法。 关键词:盘形凸轮,插件法,解析法,折弯法,仿真法,余弦加速度, SolidWorks,EXCEL。 凸轮/连杆机构以其快速、稳定的特点,在很多的场合尤其是传统的制程设备中得以运用。但其缺点也很明显:适应性较差,结构相对比较复杂,开发周期长,凸轮加工精确要求比较高等,非标设备大多由伺服马达/步进马达、丝杆/同步带、气缸/油缸等替代。近年来,由于对设备产能要求越来也高,传统的凸轮/连杆机构又受到用户青睐。以动力电池制造设备中塑封制程为例。进口设备核心机构采用凸轮/连杆机构,产能在140件/分钟以上,国产设备采用伺服/丝杆驱动,产能则在50件/分钟左右。更为重要的是前者用于制程的有效时间更长,确保了品质的可靠性。凸轮的设计将成为机构设计工程是不可缺少的技能。 本文以盘形凸轮为研究对象,分别介绍几种不同的设计方法。 一、基本参数 1.1、凸轮基本参数 项目 代号 参数值 基圆直径 D 150 凸轮厚度 W 15 辊子直径 d 25 升程 h 50 表1 1.2、从动杆运动规律 动作 运动角度数 (Φ) 起始角度位置 终止角度位置 结束半径 运动规律 推程 120 0 120 125 余弦加速度 远休止角 30 120 150 125 回程 90 150 240 75 余弦加速度 近休止角 120 240 360 75 表2 注:余弦加速度(简谐运动)方程: S=h*[1-cos(πφ/Φ)]/2

图1 二、SolidWorks 插件法 2.1、如图2,打开SolidWorks,新建零件,关闭草图。菜单栏Toolbox -> 凸轮 如菜单栏无Toolbox,先加入插件。 图2 图3 2.2、设置。如图3 凸轮类型为圆形,推杆类型为平移,如果是偏心的,可作相应的选择;开始半径为基圆半径,开始角度根据<表2>填写;旋转方向为顺时针 2.3、运动如图4

哈工大机械原理大作业二凸轮机构设计(29)

设计说明书 1 设计题目 如图所示直动从动件盘形凸轮机构,其原始参数见下表,据此设计该凸轮机构。 2、推杆升程、回程运动方程及位移、速度、加速度线图 2.1凸轮运动理论分析 推程运动方程: 01cos 2h s π?????=-?? ?Φ???? 1 00sin 2h v πωπ??? = ?ΦΦ?? 22 12 00cos 2h a πωπ???= ?ΦΦ?? 回程运动方程: ()0' 1s s h ?-Φ+Φ?? =- ??Φ ? ? 1'0 h v ω=- Φ 0a = 2.2求位移、速度、加速度线图MATLAB 程序 pi= 3.1415926; c=pi/180; h=140; f0=120; fs=45; f01=90; fs1=105; %升程 f=0:1:360; for n=0:f0

s(n+1)=h/2*(1-cos(pi/f0*f(n+1))); v(n+1)=pi*h/(2*f0*c)*sin(pi/f0*f(n+1)); a(n+1)=pi^2*h/(2*f0^2*c^2)*cos(pi/f0*f(n+1)); end %远休程 for n=f0:f0+fs s(n+1)=140; v(n+1)=0; a(n+1)=0; end %回程 for n=f0+fs:f0+fs+f01 s(n+1)=h*(1-(f(n+1)-(f0+fs))/f01); v(n+1)=-h/(f01*c); a(n+1)=0; end %近休程 for n=f0+fs+f01:360; s(n+1)=0; v(n+1)=0; a(n+1)=0; end figure(1);plot(f,s,'k');xlabel('\phi/\circ');ylabel('s/mm');grid on;title('推杆位移线图') figure(2);plot(f,v,'k');xlabel('\phi/\circ');ylabel('v/(mm/s)');grid on;title('推杆速度线图') figure(3);plot(f,a,'k');xlabel('\phi/\circ');ylabel('a/(mm/s2');grid on;title('推杆加速度线图') 2.3位移、速度、加速度线图

哈工大机械原理大作业凸轮机构设计题

哈工大机械原理大作业凸轮机构设计题 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 机械原理大作业二 课程名称: 机械原理 设计题目: 凸轮机构设计 一.设计题目 设计直动从动件盘形凸轮机构, 1.运动规律(等加速等减速运动) 推程 0450≤≤? 推程 009045≤≤? 2.运动规律(等加速等减速运动) 回程 00200160≤≤? 回程 00240200≤≤? 三.推杆位移、速度、加速度线图及凸轮s d ds -φ 线图 采用VB 编程,其源程序及图像如下: 1.位移: Private Sub Command1_Click() = True '开启计时器 End Sub Private Sub Timer1_Timer() Static i As Single Dim s As Single, q As Single 'i 作为静态变量,控制流程;s 代表位移;q 代表角度 = 0 = 0 i = i +

If i <= 45 Then q = i s = 240 * (q / 90) ^ 2 Step(q, -s), vbRed ElseIf i >= 45 And i <= 90 Then q = i s = 120 - 240 * ((90 - q) ^ 2) / (90 ^ 2) Step(q, -s), vbGreen ElseIf i >= 90 And i <= 150 Then q = i s = 120 Step(q, -s), vbBlack ElseIf i >= 150 And i <= 190 Then q = i s = 120 - 240 * (q - 150) ^ 2 / 6400 Step(q, -s), vbBlue ElseIf i >= 190 And i <= 230 Then q = i s = 240 * (230 - q) ^ 2 / 6400 Step(q, -s), vbRed ElseIf i >= 230 And i <= 360 Then q = i s = 0 Step(q, -s), vbBlack Else End If End Sub 2.速度 Private Sub Command2_Click() = True '开启计时器 End Sub Private Sub Timer2_Timer() Static i As Single Dim v As Single, q As Single, w As Single 'i为静态变量,控制流程;q代表角度;w代表角速度,此处被赋予50 = 0 = 0 w = 50 i = i + If i <= 45 Then q = i v = 480 * w * q / 8100 Step(q, -v), vbRed ElseIf i >= 45 And i <= 90 Then q = i

凸轮机构设计大作业

大作业(二)凸轮机构设计(题号:8)班级: 姓名、学号: 成绩: 完成日期: 目录

1.凸轮机构大作业题目 (2) 2.推杆运动规律及凸轮廓线方程 (3) 3.程序流程图 (3) 4.源程序…………………………………………………^5 5.计算结果 (14) 6.凸轮机构图 (16) 7.体会及建议 (19) 8.参考资料 (20) 一、凸轮机构大作业题目 试用计算机辅助设计完成下列摆动滚子推杆盘形凸轮机构的设计,已知数据如下表所示,凸轮沿着逆时针方向做匀速转动。 表1 凸轮机构的推杆运动规律 表2 两种凸轮机构的推杆在近休、推程、远休及回程阶段的凸轮转角 表3 摆动滚子推杆盘形凸轮机构的已知参数

要求:每组(每三人为一组,每人一题)至少打印出一份源程序,每人打印出原始数据;凸轮理论轮廓和实际轮廓的坐标值;推程和回程的最大压力角,以及出现最大压力角时凸轮的相应转角;凸轮实际轮廓曲线的最小曲率半径,以及相应的凸轮转角;和最后说确定的基圆半径。计算点数N=72~120。 绘出凸轮的理论轮廓和实际轮廓(可用计算机绘图)。 二、推杆运动规律及凸轮廓线方程: 推程(正弦加速度):s=h[(δ/δ0)-sin(2πδ/δ0)/(2π)] 回程(等加速段):s=h-2hδ2/δ'02 回程(等减速段):s=2h(δ'0-δ)2/δ'02 凸轮理论廓线方程:x=l OA sinδ-l AB sin(δ+φ+φ0) y=l OA cosδ-l AB cos(δ+φ+φ0) 式中,φ0为推杆的初始位置角,其值为: φ0

四、源程序 clear; r0=22;%初选的基圆半径 dr0=0.05; a=72; %机架长度 L=68;%摆杆长度 rr=18;%滚子半径 fai=28*pi/180;%推杆摆角 PI=3.141592653; alpha1=45;%许用压力角α1 alpha2=65;%许用压力角阿尔法2 lambda=6.3;%许用最小曲率半径 N=120;%取用点的个数 delta1=180*pi/180;%推程凸轮最大转角 delta2=70*pi/180; %远休凸轮最大转角 delta3=80*pi/180;%回程凸轮最大转角 delta4=30*pi/180;%近休凸轮最大转角 alphamax1=0;% 推程最大压力角初值 alphamax2=0; %回程最大压力角初值 roumin=100; %凸轮最小曲率半径初值

哈工大机械原理直动从动件盘形凸轮机构设计

直动从动件盘形凸轮机构设计 一、设计题目 行程 (mm ) 升程运动角(。) 升程运动规律 升程许用压力角 回程运动 角 回程运动规律 回程许用压力角 远休止角 近休止角 25 60 多项式3-4-5 35 80 余弦加速度 70 100 120 二、凸轮推杆升程、回程运动方程(设s rad /1=ω) 1、凸轮推杆升程运动方程(0≤?≤ 3 π) 升程采用多项式3-4-5,将已知条件代入3-4-5多项式,即将mm h 25=,3 0π = Φ代入,得: ??????????? ???+??? ???-??? ???=5 433/63/153/1025π?π?π?s ; ? ?????????? ???+??? ???-??? ???=4 323/303/603/303/25π?π?π?πv ;??? ? ??????? ???+??? ???-??? ???= 3 22 3/1203/1803/60)3/(25 π?π?π?πa 。 2、凸轮推杆推程远休止角运动方程(3π≤?≤98π ) 25==h s ; 0=v ; 0=a 。 3、凸轮推杆回程运动方程(98π≤?≤ 3 4π ) 回程采用余弦加速度,将mm h 25=,9 4' 0π=Φ代入,得: ????? ???????-+= )98(9/4cos 1225π?ππs ; ?? ????-= )98(9/4sin )9/4(225π?ππ ππv ; ??????-=)98(9 /4cos )9/4(22522π?ππππa 。

4、凸轮推杆回程近休止角运动方程( 3 4π ≤?≤π2) 0=s ; 0=v ; 0=a 。 三、凸轮推杆位移、速度、加速度曲线图 1、位移曲线图 Matlab 程序: x=0:0.001:(pi/3); s1=25*(10*(3*x/pi).^3-15*(3*x/pi).^4+6*(3*x/pi).^5); y1=(pi/3):0.001:(pi*8/9); s2=25*ones(size(y1)); z=(pi*8/9):0.001:(4*pi/3); s3=12.5*(1+cos(pi*(z-pi*8/9)/(4*pi/9))); m=(4*pi/3):0.001:(2*pi); s4=0*ones(size(m)); plot(x,s1,'black',y1,s2,'black',z,s3,'black',m,s4,'black'); title('推杆线位移图'); xlabel('φ(rad)'); ylabel('S(mm)'); grid on ; 2、速度曲线图 Matlab 程序: x=0:0.001:(pi/3); v1=25*30*((3*x/pi).^2-2*(3*x/pi).^3+(3*x/pi).^4)/(pi/3); y1=(pi/3):0.001:(8*pi/9);

课程设计---摆动从动件杆盘型凸轮机构

— 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:摆动从动件杆盘型凸轮机构 。 指导教师: 班级:机制4班 姓名: 学号: 、

目录 一、机械原理课程设计的目的及其任务 (2) 二、机械原理课程设计题目及其设计要求 (2) 三、凸轮机构的运动说明及运动简图 (3) 四、机械原理课程设计方案以及原始数据 (4) 五、图解法 (5) 六、解析法 (7) 七、计算程序方框图 (10) 八、计算机源程序及运行结果 (11) 九、心得体会 (16) 十、参考文献 (17)

一、机械原理课程设计的目的及其任务 <一>、机械原理课程设计的目的: 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: 1、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,以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按给定条件综合连杆机构,确定连杆机构各构件的尺寸,以满足不同的实际工作的要求; 2对机构进行运动分析;(图解法及解析法两种方法) 3设计凸轮轮廓曲线,绘制凸轮从动件位移曲线。 二、机械原理课程设计题目及其设计要求 <一>课程设计题目:摆动从动件杆盘型凸轮机构 <二>设计要求 1、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: 2、设计要求: ①确定合适摆杆长度 ②合理选择滚子半径r r ③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,并打印出结果。

凸轮机构模拟题

一、填空题 [1]___________________________决定了从动杆的运动规律。 [2]凸轮机构中,凸轮基圆半径愈___________,压力角愈___________ ,机构传动性能愈好。 [3]凸轮机构是由___________________、____________________、 ____________________三个基本构件组成的。 [4]凸轮机构中的压力角是指__________________________________________间的夹角。 [5]凸轮机构常用的从动件运动规律有_______________________________, ________________________________________,__________________________________及__________________________________。 [6]以凸轮的理论轮廓的最小向径为半径所做的圆称为凸轮的______________________。 [7]在设计凸轮机构时,凸轮基圆半径取得越_____________,所设计的机构越紧凑,但是压力角_______________使机构的工作情况变坏。 [8]按凸轮的形状凸轮可分为________________________、____________________________、和___________________________三大类。 [9]在凸轮机构的设计中,适当加大凸轮的________________________是避免机构发生运动失真的有效措施。 [10]通常,可用适当增大凸轮________________________的方法来减小最大压力角。 [11]平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构,其压力角等于_______________________。 [12]对于尖顶直动从动件凸轮机构,在其余条件不变的情况下,基圆半径越小,机构的传动效率____________________。 [13]在直动从动件盘形凸轮机构的设计中,若基圆半径减小,则推程的压力角____________________。 [14]设计滚子从动件盘形凸轮机构时,滚子中心的轨迹称为凸轮的_____________________廓线;与滚子相包络的凸轮廓线称为_________________廓线。 [15]在凸轮机构的几种基本的从动件运动规律中,________________________运动规律则没有冲击。 [16]从动件作等速运动的凸轮机构中,其位移线图是_________________线。 [17]用作图法绘制直动从动件盘形凸轮廓线时,常采用____________________法。 [18]在凸轮机构的几种基本的从动件运动规律中,_________________________、___________________________运动规律产生柔性冲击。 [19]凸轮机构中,从动件根据其端部结构型式,一般有________________________________、________________________________、____________________________等三种型式。 [20]盘形凸轮的基圆半径是_________________上距凸轮转动中心的最小向径。 [21]移动从动件盘形凸轮机构,当从动件运动规律一定时,欲降低升程的压力角,可采用的措施是___________________________。 [22]在凸轮机构的几种基本的从动件运动规律中,___________________运动规律使凸轮机构产生刚性冲击。 [23]凸轮的基圆半径是从_____________________到__________________的最短距离。 [24]设计滚子推杆盘形凸轮轮廓线时,若发现凸轮轮廓线有变尖现象,则在尺寸参数的改变上应采取的措施是_______________________或___________________________。 二、判断题 [1]凸轮轮廓的形状取决于从动件的运动规律。( ) [2]凸轮机构中从动件选用等速运动规律时,从动件的运动没有冲击。() [3]凸轮机构中从动件作等加速等减速运动规律时,将会产生刚性冲击。() [4]为了保证凸轮机构传动灵活,必须控制压力角,为此规定了压力角的许用值。( )

课程设计---摆动从动件杆盘型凸轮机构

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:摆动从动件杆盘型凸轮机构 指导教师: 班级: 姓名: 学号:

目录 一、机械原理课程设计的目的及其任务 (2) 二、机械原理课程设计题目及其设计要求 (2) 三、凸轮机构的运动说明及运动简图 (3) 四、机械原理课程设计方案以及原始数据 (4) 五、图解法 (5) 六、解析法 (7) 七、计算程序方框图 (10) 八、计算机源程序及运行结果 (11) 九、心得体会 (16) 十、参考文献 (17)

一、机械原理课程设计的目的及其任务 <一>、机械原理课程设计的目的: 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: 1、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,以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按给定条件综合连杆机构,确定连杆机构各构件的尺寸,以满足不同的实际工作的要求; 2对机构进行运动分析;(图解法及解析法两种方法) 3设计凸轮轮廓曲线,绘制凸轮从动件位移曲线。 二、机械原理课程设计题目及其设计要求 <一>课程设计题目:摆动从动件杆盘型凸轮机构 <二>设计要求 1、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: 2、设计要求: ①确定合适摆杆长度 ②合理选择滚子半径r r ③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,并打印出结果。

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