凸轮机构的设计与实践毕业论文.doc
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1、凸轮机构的设计与实践摘 要凸轮机构是一种被广泛应用于各种自动化机械、仪器和操纵控制装置中的机械零件。凸轮机构之所以得到如此广泛的应用,主要是由于凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求,而且结构简单、紧凑。凸轮机构可以将凸轮的连续转动或移动转换为从动件连续或不连续的移动或摆动。与连杆机构相比,凸轮机构便于实现给定的运动规律和轨迹;而且结构简单紧凑;但由于凸轮与从动件之间以高副接触,因此凸轮机构比较容易磨损。关键词:凸轮机构、高副、自动化AbstractCam is a widely used in a variety of automated machinery, apparatus and con
2、trol devices to manipulate the mechanical parts. Cam has been the reason why such a wide range of applications, mainly due to a variety of cam mechanism can be achieved sports complex requirements, but also the structure of simple, compact. Cam cam can be a continuous rotation or move converted to F
3、ollower continuous or to move or swing. Compared with the linkage mechanism, cam mechanism to facilitate the realization of the given rules and track the movement; and compact structure is simple; but the cam and follower high-ah, deputy contact and easy to wear. In this paper, the design of cam nee
4、d to understand the relevant terms and the need for the design of the cam and cam design parameters appear in the actual contours of the distortion curve and a sharp change, as well as the solution to the problem in the design should pay attention to the issue of the system Introduction and summary.
5、Key words:Cam、high deputy、automation目 录第一章 凸轮机构的介绍1第一节 凸轮机构的概述1第二节 凸轮机构的分类2第三节 凸轮机构的特点3第二章 从动件的常用运动规律4第一节 凸轮机构运动过程及有关名称4第二节 凸轮的几何锁合4第三节 位移线图5第三章 凸轮机构设计基本尺寸的确定6第一节 滚子半径的选择6第二节 压力角及其校核6第三节 基圆半径的选择7第四章 凸轮机构的结构设计8第五章 凸轮机构的应用9结束语10谢 辞11参考文献12第一章 凸轮机构的介绍第一节 凸轮机构的概述凸轮机构是应用较广泛的机构,特别是在印刷机、纺织机、内燃机、包装机械以及各种自动机
6、械中有着普遍的应用。凸轮机构是由凸轮、从动件、机架组成的高副机构。图1-1所示为典型的凸轮机构如图1-1所示为典型的凸轮机构,它由曲线轮廓的盘状构件凸轮1,作往复直线运动或摆动的从动件2及机架3三部分组成。通常凸轮1作匀速转动,从动件按照凸轮轮廓确定的运动规律运动完成要求的动作。凸轮机构在自动机床进刀机构中的应用,当凸轮匀速转动时从动件作匀速直线运动完成进刀动作。又如内燃机配气机构中的凸轮机构,凸轮作匀速转动,从动件行走一定的行程,实现打开和关闭进、排气门的动作。第二节 凸轮机构的分类由于凸轮机构是由从动件、凸轮组成的高副机构,因此可按照凸轮的形状、从动件的形状和运动形式、凸轮与从动件维持高副
7、接触的方式等特点对凸轮机构进行分类。一、按照凸轮的形状分类(1)盘形凸轮:凸轮是一个变曲率半径的盘形构件。(2)移动凸轮:具有曲线形状的作往复直线运动的构件。(3)圆柱凸轮:在圆柱体上开出曲面轮廓的凹槽或在其端面上做出曲面形状轮廓。盘形凸轮和移动凸轮与从动件的运动在同一平面内,称为平面凸轮机构。圆柱凸轮机构属空间凸轮机构。二、 按照从动件的形状分类(1)尖顶从动件:该种从动件与凸轮之间为点接触,可以与任意复杂形状的凸轮轮廓保持接触,但尖顶容易磨损,一般用于传递动力较小的低速凸轮机构中。(2)滚子从动件:滚子的转动把从动件与凸轮之间的滑动摩擦变为滚动摩擦,减少凸轮机构的磨损,并且可以传递较大的动
8、力,因此应用较为广泛。(3)平底从动件:这种从动件的受力较为平稳,容易形成油膜,因此在高速凸轮中应用较广。(4)曲底从动件:这种从动件具有尖顶与平底从动件的双重优点,但制造困难。 三、 按照从动件的运动形式分类为直动和摆动从动件两大类。四、按照维持凸轮与从动件高副接触的方式分类力封闭(又称锁合)和形封闭两种形式。力封闭凸轮机构:是依靠重力弹簧力等外力维持凸轮与从动件之间的高副接触。形封闭凸轮机构:是其依靠凸轮或从动件特殊的几何形状来维持高副接触。等宽凸轮机构:两高副接触点之间的距离b保持不变。 第三节 凸轮机构的特点一、凸轮机构的优点只需设计适当的凸轮轮廓,便可使从动件得到任意的预期运动,而且
9、结构简单、紧凑、设计方便,因此在自动机床、轻工机械、纺织机械、印刷机械、食品机械、包装机械和机电一体化产品中得到广泛应用。 二、凸轮机构的缺点 1) 凸轮与从动件间为点或线接触,易磨损,只宜用于传力不大的场合;2) 凸轮轮廓精度要求较高,需用数控机床进行加工; 3)从动件的行程不能过大,否则会使凸轮变得笨重。第二章 从动件的常用运动规律第一节 凸轮机构运动过程及有关名称在凸轮机构中原动件凸轮与从动件之间有一定的运动关系和名称:(1)基圆:以凸轮转动中心为圆心,凸轮轮廓曲线上的最小矢径为半径所画的圆称为凸轮机构的基圆。基圆的半径用r表示,它是设计凸轮轮廓曲线的基准。(2)推程:从动件距凸轮回转中
10、心最近点到最远点的运动过程。(3) 回程:与推程相反,为从动件从距凸轮回转中心最远点到最近点的远动过程。(4)行程:整个推动过程中从动件运动的距离,用h表示。(5)推程回角:整个推程过程中凸轮转过的角度,用表示。(6)回程运动角:整个回程过程中凸轮转过的角度,用表示。(7)远休止角:从动件在距凸轮回转中心最远点静止不动时对应的凸轮转角,用s表示。(8)近休止角:从动件在距凸轮回转中心最近点静止不动时对应的凸轮转角,用s表示。凸轮转过一周,从动件经历推程、远休止、回程、近休止、四个运动阶段,是典型的升一停一回一停的双停歇循环;从动件运动也可以是一次停歇或没有停歇循环。第二节 凸轮的几何锁合 几何
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