移动从动件凸轮机构的设计——机械原理课程设计说明书

1、目 录 1设计目的（3） 2设计背景（3） 2.1 机构简介（3） 2.2 设计数据（4） 2.3 设计要求（4） 3设计方案（5） 3.1机械设计（5） 3.2 方案拟定（5） 4方案实施（5） 4.2 实施过程（5 ） 4.3 数据处理（6） 5结果与结论（8） 5.1设计结果（8） 5.2设计结论（9） 6收获与体会（9） 7参考资料（9） 8附件（9） 9说明（10） 2 1设计目的 机械原理课程设计是机械原理的一个重要组成部分，也 是培养学生机构创新设计能力的一个重要的实践性教学环 节，其主要目的在于： 1、以系统运动方案为结合点，进一步巩固和加深所学知识； 2、培养学生运用理论知识

2、分析问题、解决问题的能力； 3、使学生在运动学与动力分析方面有一个较完整的概念； 4、提高学生计算和制图以及采用计算机辅助设计的能力； 5、通过编写说明书，培养学生表达、归纳、总结和独立思 考与分析的能力。 2设计背景 2.1 设计简介 如图 1 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 z1、z2 带动凸轮 1，从而推动从动件 活塞杆 2 作往复运动，杆 1 下行时将油从管道中压出，称为 工作行程；上行上自油箱将油吸入，称空回行程。其运动规 律常用等加速等减速运动、余弦加速运动与正弦加速运动 等。 （书上 119 面） 图 1 活塞式油泵机构简图 3 2.2 设计数据

3、 设计数据见表 1。 表 1 设计数据表 已知： 凸轮每分钟转数 n1， 从动件行程 h 及运动规律 （如 图 2 所示） ，推程、回程的许用压力角、。 图 2 从动件运动规律线图 2.3 设计要求 在 A3 图纸上选择适当比例，用几何作图法绘制从动件 运动线图，确定合适的推杆长度，并根据许用压力角确定基 圆半径，合理地选取滚子半径，用反转法画出凸轮实际轮廓 线。从三个方案中，选择出最好的进行设计，合理地完成移 动从动件凸轮机构的设计。 符号 h n1 a a s s 从动件运动规律 单位 mm r/min 方案 一 60 300 30 60 90 10 90 170 等加速等减速 方案 二

4、70 300 30 60 90 10 90 170 加速度按余弦变 化 方案 三 80 300 30 60 90 10 90 170 加速度按正弦变 化 4 3设计方案 3.1 机构设计 等加速等减速运动规律会引起柔性冲击，适用于中速、 轻载的场合。余弦加速度运动规律会引起柔性冲击，但是可 以完全消除，可用于高速转动中。正弦加速度运动规律既没 有刚性冲击，也没有柔性冲击，可用于高速转动中。对于本 凸轮机构，可使用对心直动滚子盘形凸轮机构的工作配置， 运用余弦加速度的运动规律进行设计。 3.2 方案拟定 对于本凸轮机构，要用图解法和解析法这两种方法。图 解法形象、直观，在凸轮设计中，图解法是解析

5、法的出发点 和基础，但图解法精度低，而解析法则可应用计算机进行运 算，精度高，速度快。 4方案实施 4.1 实施过程 本凸轮机构方案实施过程如下： 1、根据图 2 绘制从动件运动线图； 2、明确凸轮机构的作用力和凸轮机构的压力角； 3、根据许用压力角确定基圆半径大小； 4、用反转法在图纸上绘制凸轮理论轮廓线； 5、合理地选择滚子推杆、滚子半径，用反转法在图纸上绘 制凸轮实际轮廓线。 5 4.2 数据处理 1、基圆直径尺寸的确定： 根据许用压力角、转数和行程，由图解法可确定出基圆 最小直径为 48mm，为方便计算，取基圆直径为 50mm。 2、滚子直径的尺寸确定： 根据凸轮工作轮廓线的曲率半径，在满足强度的件下， 一方面为了避免出现尖点或“失真”的现象，另一方面，滚子 的尺寸还收其强度，结构的限制，不能太小，通常我们取滚 子半径为0.1 到 0.5 倍的基圆半径，在此取滚子直径为 5mm。