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).doc

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1、中国地质大学课程论文题a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口期2015年5月30口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

2、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

3、，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。U知凸轮轴置于推杆轴线右侧，偏距e=20mm,基圆半径ro=5Omm,滚了半径rr=10mrrio凸轮以等角速度沿顺时针方向回转，在凸轮转过§2“20°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S2=30°时，推杆保持不动；其后，凸轮在回转角度63=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，

4、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，确定铳刀中心轴位置。二、设计数据推杆在冋程段的位移方程：5=25(1+cos33)根据数据可绘得等减速运动规律上升时理论轮廓线:推杆在推程段的位移方程：5=5o[—-—sin3<5(2兀In推程□A44•8•92522•1405650回程□8n/623n/E0S533.□0<<5<^S:-h1伽严)]h二50mm。贝!

5、：rf(i2?rVd/三、解析法计算(1)计算推杆的位移并对凸轮转角求导。当凸轮转角§在0W§W2兀/3过程中，推杆按正弦

6、加速度运动规律上升右sin(36)可得:0W5<2n/3“0用0W6W2Ji/3当凸轮转角§在2n/3W§W5n/6过程中，推杆远休s=5O,2H/3W8W5皿/6,当凸轮转角§在5JI/6W§W7H/6过程中，推杆又按余弦加速度运动规律下降h°肿Jri+叫十至起始位置。贝°可得：5n/6W6W7n/65n/6W6W7n/6当凸轮转角§在7H/6W6W2兀过程中，推杆近休。(Is莎=°s二0,7Ji/6W§W2Ji,7n/6W§W2Ji(2)计算凸轮的理论廓线和实际廓线。凸轮理论廓线上B点(即滚子中心

7、)的直角坐标为x=(s0+s)cos6-esin§y=(so+O)sin§・ecos§式中，凸轮实际廓线的方程即8点的坐标方程式为x'=x-rrcosBy=y-rrsin0冬=(銮一e)sin6+(&)+s)cos6因为心旳(l.r2(lx/(Is=(用-e2)'=(5()'-202)hnni=15.826mmsinO=—所以cos0=厂1,1111■,dg斫+仙〃必)2故x'=x=10cosBy'=y-10sin8Matlab程序%凸轮理论廓线与工作廓线的画法clear%清除变量r0=50;%泄义基

8、圆半径e=20;%定义偏距h=50;%推杆上升高度sO=sqrt(rOA2-eA2);r=10;%滚子半径%理论廓线al=linspace(0z2*pi/3);%推程阶段的自变量sl=h*(3*al/2/pi-sin(3*al)/2/pi);%推杆产生的相应位移xl=-((sO+sl).*sin(al)+e*cos(al));%x函数yl=(sO+sl).*cos(al)-e*sin(al);%y函数a2=linspace(0zpi/6);%远休止阶段的自变量s2=50;%推杆位移x2=-((sO+s

9、2).*sin(a2+2*pi/3)+e*cos(a2+2*pi/3));%x函数y2=(sO+s2).*cos(a2+2*pi/3)-e*sin(a2+2*pi/3);%y函数a3=linspace(Ozpi/3);%回程阶段的自变量s3=h*(l+cos(3*a3))/2;%推杆位移x3=-((sO+s3).*sin(a3+5*pi/6)+e*cos(a3+5*pi/6));%x函数y3=(sO+s3).*cos(a3+5*pi/6)-e*sin(a