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机械原理课程设计说明书 凸轮机构创新设计及其运动仿真 学校：长安大学 学院：工程机械学院 专业：工业设计 班级：2012250101 学号：201225010128 姓名：门伟伟 指导老师：夏纯达 2015年1月22日目录 设计要求-----------------------------------------------------1 轨迹分析-----------------------------------------------------1 设计原理-----------------------------------------------------2 凸轮机构基本尺寸的确定-------------------------------------3 运动仿真-----------------------------------------------------4 心得体会-----------------------------------------------------8 附录一------------------------------------------------------------9 附录二-----------------------------------------------------------10 附录三-----------------------------------------------------------11 设计要求： 利用两个凸轮的运动合成一个M形的轨迹并用三维软件进行运动仿真。 轨迹分析： 可将轨迹“M”分解为x轴上的运动和y轴上的运动，如下图，上面的轨迹为x轴的分运动，下为y轴的分运动。 x轴的分运动：在x轴上，总体分为四个运动阶段。第一阶段，推杆的位移不变；第二阶段，推杆位移一直匀速增大，一直运动到最远点；第三阶段，推杆在最远点停止；第四阶段，推杆回到最近点。 Y轴的分运动：在y轴上，总体分为五个运动阶段。第一阶段，推杆位移达到最大，到达最高点；第二阶段，推杆向下运动，位移大小为第一阶段的一半；第三阶段，推杆再次到达最高点；第四阶段，推杆回到最低点；第五阶段，推杆位移保持不变。 设计原理： 1、反转法原理： 如图，当从动件处于最低位置时，凸轮轮廓曲线与从动件在A点接触，当凸轮转过φ1角时，凸轮的向径OA?将转到OA′?的位置上，而凸轮轮廓将转到图中兰色虚线所示的位置。这时从动件尖端从最低位置?A?上升到B′，上升的距离s1=AB′。 现在设想凸轮固定不动，而让从动件连同导路一起绕O点以角速度（－ω）转过φ1角，此时从动件将一方面随导路一起以角速度（－ω）转动，同时又在导路中作相对移动，运动到图中粉红色虚线所示的位置。此时从动件向上移动的距离与前相同。此时从动件尖端所占据的位置?B?一定是凸轮轮廓曲线上的一点。若继续反转从动件，可得凸轮轮廓曲线上的其它点。 由于这种方法是假定凸轮固定不动而使从动件连同导路一起反转，故称反转法（或运动倒置法）。 2、利用运动的分解与合成的关系，将轨迹“M”分解为x方向上的轨迹和y方向上的轨迹，进而分别利用x、y方向的轨迹得出推杆的运动规律，再用图解法设计凸轮的实际廓线。机构简图见附录一。 三、图解法设计凸轮： 作图步骤如下： 1、选取适当的比例尺，按确定好的从动件的运动规律绘出位移线图，如图所示。将位移线图分成若干等分，得横坐标轴上各点1、2、3、…等。过等分点作垂线得从动件在各对应位置时的位移11、22、33、…等。 2、取与位移图相同的比例尺，以任一点O为圆心，rb为半径画基圆。自OA0开始，将基圆圆周沿(－ω1)方向作与图对应的转角等分，得A1、A2、A3、…点。连接OA1、OA2、OA3、…，它们就是反转后从动件导路的各个位置。 3、自基圆开始，沿径向线OA1、OA2、OA3、…分别向外量取从动件的相应位移，即AA1＝11、AA2＝22、AA3＝33、…，得点A1、A2、A3、…等。 4、用光滑曲线连接A0、A1、A2、A3、…各点，即得所求的凸轮轮廓曲线。 注：绘制成图见附录二、三。 四、?凸轮机构基本尺寸的确定 1、凸轮机构的压力角 压力角：凸轮机构从动件速度方向与该点受力方向的夹角。 ???? ??，机构传动不利。 对直动从动件凸轮机构[]=30～38° ??摆动从动件凸轮机构[]=40～50°???工作行程