机械原理课程设计凸轮机构
一、课程设计目标
本课程设计旨在通过对凸轮机构的学习，使学生了解凸轮机构的基本工作原理、结构特点和应用领域，掌握凸轮机构的设计和分析方法，培养学生的机械原理分析和设计能力。
二、课程设计内容
1. 凸轮机构的基本概念和分类
（1）凸轮机构的定义和基本概念
（2）凸轮机构的分类和特点
2. 凸轮机构的工作原理和运动分析
（1）凸轮机构的工作原理和运动规律
（2）凸轮机构的运动分析方法
3. 凸轮机构的设计和优化
（1）凸轮机构的设计原则和方法
（2）凸轮机构的优化设计方法
4. 凸轮机构的应用和发展
（1）凸轮机构在机械传动系统中的应用
（2）凸轮机构的发展趋势和前景
三、教学方法
本课程采用多种教学方法，包括课堂讲授、案例分析、实验演示、课外阅读和小组讨论等。通过多种教学手段，引导学生深入理解和掌握凸轮机构的基本原理和设计方法，提高学生的分析和设计能力。
四、教学评价
本课程的教学评价主要包括平时作业、课堂表现、实验报告和期末考试等。通过对学生的综合评价，评估学生的学习成果和能力提高情况，为学生提供有效的反馈和指导。
五、参考教材
1.《机械设计基础》（第四版），郑育新、刘道玉编著，清华大学出版社，2017年。
2.《机械原理》（第五版），唐光明编著，高等教育出版社，2018年。
3.《机械设计手册》（第三版），机械工业出版社，2015年。
六、教学进度安排
本课程的教学进度安排如下：
第一周：凸轮机构的基本概念和分类
第二周：凸轮机构的工作原理和运动分析
第三周：凸轮机构的设计和优化
第四周：凸轮机构的应用和发展
第五周：实验演示和案例分析
第六周：课外阅读和小组讨论
第七周：期末考试和总结回顾
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
凸轮机构的设计 一、简介 凸轮机构是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。 凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。 与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律的构件，一般做往复直线运动或摆动，称为从动件。 凸轮机构在应用中的基本特点在于能使从动件获得较复杂的运动规律。因为从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线，所以在应用时，只要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可以了。 凸轮机构广泛应用于各种自动机械、仪器和操纵控制装置。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。 二、凸轮机构的工作原理 由凸轮的回转运动或往复运动推动从动件作规定往复移动或摆动的机构。凸轮具有曲线轮廓或凹槽，有盘形凸轮、圆柱凸轮和移动凸轮等，其中圆柱凸轮的凹槽曲线是空间曲线，因而属于空间凸轮。从动件与凸轮作点接触或线接触，有滚子从动件、平底从动件和尖端从动件等。尖端从动件能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，可实现任意运动，但尖端容易磨损，适用于传力较小的低速机构中。为了使从动件与凸轮始终保持接触，可采用弹簧或施加重力。具有凹槽的凸轮可使从动件传递确定的运动，为确动凸轮的一种。一般情况下凸轮是主动的，但也有从动或固定的凸轮。多数凸轮是单自由度的，但也有双自由度的劈锥凸轮。凸轮机构结构紧凑，最适用于要求从动件作间歇运动的场合。它与液压和气动的类似机构比较，运动可靠，因此在自动机床、内燃机、印刷机和纺织机中得到广泛应用。但凸轮机构易磨损，有噪声，高速凸轮的设计比较复杂，制造要求较高。 一、工作过程和参数 在凸轮机构中最常见的运动形式为凸轮机构作等速回转运动，从动件往复移动。以图6-8为例（对心外轮廓盘形凸轮机构）。首先介绍一下本图中各构件的名称。 1，运动分析： 从动件运动状态凸轮运动凸轮转过的角度 ? 升AB 1 ?2 停BC 2 ?3 降CD 3
第九章凸轮机构及其设计 §9．1 凸轮机构的应用及分类 一、凸轮机构的应用 凸轮机构是由具有曲线轮廓或凹槽的构件，通过高副接触带动从动件实现预期运动规律的一种高副机构。 广泛地应用于各种机械，特别是自动机械、自动控制装置和装配生产线中。（尤其是需要从动件准确地实现某种预期的运动规律时） 常用于将“简单转动”→“复杂移动”、“复杂摆动”、“与其它机构组合得到复杂的运动”。 图示为内燃机配气凸轮机构。具有曲线轮廓的构件1叫做凸轮，当它作等速转动时，其曲线轮廓通过与推杆2的平底接触，使气阀有规律地开启和闭合。工作对气阀的动作程序及其速度和加速度都有严格的要求，这些要求都是通过凸轮的轮廓曲线来实现的。 组成：凸轮、从动件、机架（高副机构）。 二、凸轮机构的特点 1）只需改变凸轮廓线，就可以得到复杂的运动规律； 2）设计方法简便； 3）构件少、结构紧凑； 4）与其它机构组合可以得到很复杂的运动规律 5）凸轮机构不宜传递很大的动力； 6）从动件的行程不宜过大； 7）特殊的凸轮廓线有时加工困难。 三、凸轮机构的类型
凸轮机构的分类： 1）盘形凸轮 按凸轮形状分：2）移动凸轮 3）柱体凸轮 1）尖底从动件； 按从动件型式分：2）滚子从动件； 3）平底从动件 1）力封闭→弹簧力、重力等 按维持高副接触分（封闭）槽形凸轮 2）几何封闭等宽凸轮 等径凸轮 共轭凸轮
§9．2 从动件常用运动规律 设计凸轮机构时，首先应根据工作要求确定从动件的运动规律，然后再按照这一运动规律设计凸轮廓线。 以尖底直动从动件盘形凸轮机构为例，说明从动件的运动规律与凸轮廓线之间的相互关系。 基本概念： 基圆——凸轮理论轮廓曲线最小向径.r 0所作的圆。 行程——从动件由最远点到最近点的位移量h （或摆角 ） 推程——从动件远离凸轮轴心的过程。 回程——从动件靠近凸轮轴心的过程。 推程运动角——从动件远离凸轮轴心过程，凸轮所转过的角度。 名称 图形 说明 尖 端 从 动 件 从动件的尖端能够与任意复杂的凸轮轮廓保持接 触，从而使从动件实现任意的运动规律。这种从动件 结构最简单，但尖端处易磨损，故只适用于速度较低 和传力不大的场合（实用性较差，但理论意义强）。 曲 面 从 动 件 为了克服尖端从动件的缺点，可以把从动件的端 部做成曲面，称为曲面从动件。这种结构形式的从动 件在生产中应用较多。 滚 子 从 动 件 为减小摩擦磨损，在从动件端部安装一个滚轮， 把从动件与凸轮之间的滑动摩擦变成滚动摩擦，因 此摩擦磨损较小，可用来传递较大的动力，故这种形 式的从动件应用很广（并不适宜高速）。 平 底 从 动 件 从动件与凸轮轮廓之间为线接触，接触处易形成 油膜，润滑状况好。此外，在不计摩擦时，凸轮对从 动件的作用力始终垂直于从动件的平底，受力平稳， 传动效率高，常用于高速场合。缺点是与之配合的 凸轮轮廓必须全部为外凸形状。
机械原理大作业凸轮机构设计 一、凸轮机构概述 凸轮机构是一种常见的传动机构，它通过凸轮的旋转运动，带动相应 零件做直线或曲线运动。凸轮机构具有结构简单、运动平稳、传递力 矩大等优点，在各种机械设备中得到广泛应用。 二、凸轮基本结构 1. 凸轮 凸轮是凸起的圆柱体，通常安装在主轴上。其表面通常为圆弧形或其 他曲线形状，以便实现所需的运动规律。 2. 跟随件 跟随件是与凸轮配合的零件，它们通过接触面与凸轮相互作用，并沿 着规定的路径做直线或曲线运动。跟随件可以是滑块、滚子、摇臂等。 3. 连杆 连杆连接跟随件和被驱动部件，将跟随件的运动转化为被驱动部件所 需的运动。连杆可以是直杆、摇杆等。 三、凸轮机构设计要点 1. 几何参数设计 设计时需要确定凸轮半径、角度和曲率半径等参数，这些参数的选择 将直接影响凸轮机构的运动规律和性能。
2. 运动规律设计 根据被驱动部件的运动要求，选择合适的凸轮曲线形状，以实现所需的运动规律。 3. 稳定性设计 在设计凸轮机构时，需要考虑其稳定性。例如，在高速旋转时，可能会发生跟随件脱离凸轮或者产生振动等问题，因此需要采取相应措施提高稳定性。 4. 材料和制造工艺设计 在材料和制造工艺方面，需要考虑凸轮机构所承受的载荷和工作环境等因素，选择合适的材料和制造工艺。 四、几种常见凸轮机构及其应用 1. 摇臂式凸轮机构 摇臂式凸轮机构由摇臂、连杆和被驱动部件组成。它通常用于实现直线运动或旋转运动，并且具有结构简单、运动平稳等优点。摇臂式凸轮机构广泛应用于各种机械设备中，如发动机气门控制系统、纺织设备等。 2. 滑块式凸轮机构 滑块式凸轮机构由凸轮、滑块、连杆和被驱动部件组成。它通常用于实现直线运动，并且具有结构简单、运动平稳等优点。滑块式凸轮机构广泛应用于各种机械设备中，如冲压设备、印刷设备等。 3. 滚子式凸轮机构 滚子式凸轮机构由凸轮、滚子、连杆和被驱动部件组成。它通常用于
机械原理课程设计凸轮机构 一、课程设计目标 本课程设计旨在通过对凸轮机构的学习，使学生了解凸轮机构的基本工作原理、结构特点和应用领域，掌握凸轮机构的设计和分析方法，培养学生的机械原理分析和设计能力。 二、课程设计内容 1. 凸轮机构的基本概念和分类 （1）凸轮机构的定义和基本概念 （2）凸轮机构的分类和特点 2. 凸轮机构的工作原理和运动分析 （1）凸轮机构的工作原理和运动规律 （2）凸轮机构的运动分析方法 3. 凸轮机构的设计和优化 （1）凸轮机构的设计原则和方法 （2）凸轮机构的优化设计方法 4. 凸轮机构的应用和发展 （1）凸轮机构在机械传动系统中的应用 （2）凸轮机构的发展趋势和前景 三、教学方法 本课程采用多种教学方法，包括课堂讲授、案例分析、实验演示、课外阅读和小组讨论等。通过多种教学手段，引导学生深入理解和掌握凸轮机构的基本原理和设计方法，提高学生的分析和设计能力。 四、教学评价 本课程的教学评价主要包括平时作业、课堂表现、实验报告和期末考试等。通过对学生的综合评价，评估学生的学习成果和能力提高情况，为学生提供有效的反馈和指导。
五、参考教材 1.《机械设计基础》（第四版），郑育新、刘道玉编著，清华大学出版社，2017年。 2.《机械原理》（第五版），唐光明编著，高等教育出版社，2018年。 3.《机械设计手册》（第三版），机械工业出版社，2015年。 六、教学进度安排 本课程的教学进度安排如下： 第一周：凸轮机构的基本概念和分类 第二周：凸轮机构的工作原理和运动分析 第三周：凸轮机构的设计和优化 第四周：凸轮机构的应用和发展 第五周：实验演示和案例分析 第六周：课外阅读和小组讨论 第七周：期末考试和总结回顾
机械原理课程教案—凸轮机构及其设计 一、教学目标及基本要求 1.了解凸轮机构的基本结构特点、类型及应用，学会根据工作要求和使用场合选择凸轮机构。 2.了解凸轮机构的设计过程，对凸轮机构的运动学、动力学参数有明确的概念。 3.掌握从动件常用运动规律的特点及适用场合，了解不同运动规律位移曲线的拼接原则与方法。 4.掌握凸轮机构基本尺寸设计的原则，学会根据这些原则确定移动滚子从动件盘形凸轮机构的基圆半径、滚子半径和偏置方向，摆动从动件盘形凸轮机构的摆杆长、中心距以及移动平底从动件平底宽度。 5.熟练掌握应用反转法原理设计平面凸轮廓线，学会凸轮机构的计算机辅助设计方法。 二、教学内容及学时分配 第一节概述 第二节凸轮机构基本运动参数设计 第三节凸轮机构基本尺寸设计（第一、二、三节共2学时） 第四节凸轮轮廓曲线设计（1.5学时） 第五节凸轮机构从动件设计（1学时）
第六节凸轮机构的计算机辅助设计（0.5学时） 三、教学内容的重点和难点 重点： 1.凸轮机构的型式选择。 2.从动件运动规律的选择及设计。 3.盘形凸轮机构基本尺寸的设计，凸轮轮廓曲线设计的图解法和解析法。 4.从动件的设计，包括高副元素形状选择，滚子半径和平底宽度的确定。 难点： 凸轮轮廓曲线设计的图解法 四、教学内容的深化与拓宽 空间凸轮机构与高速凸轮机构简介。 五、教学方式与手段及教学过程中应注意的问题 充分利用多媒体教学手段，围绕教学基本要求进行教学。 在教学过程中应强调凸轮机构的运动学参数与结构参 数的概念及其选用设计；应用反转法原理进行凸轮轮廓曲线的图解法设计时凸轮转角的分度，要注意从动件反转方向；正确确定偏置移动从动件凸轮机构在反转过程中从动件所 依次占据的位置线；滚子从动件凸轮机构理论轮廓曲线与实际轮廓曲线的联系和区别等。要注意突出重点，多采用启发式教学以及教师和学生的互动。
凸轮机构设计报告 （题号：6-C） 班级： 学号： 姓名： 完成日期：2010-12-6
目录 1.题目及原始数据 (3) 2.推杆运动规律及凸轮廓线方程 (3) 3.计算程序 (4) 4.计算结果及分析 (7) 5.凸轮机构图 (14) 6.体会及建议 (14) 7.参考书，后附计算程序框图 (15)
一、题目及原始数据 试用计算机辅助设计完成下列摆动滚子滚子推杆盘形凸轮机构的设计，已知数据如下表所示。凸轮沿逆时针方向作匀速转动。 表1 凸轮机构的推杆运动规律 表2 凸轮机构的推杆在近休、推程、远休及回程段的凸轮转角 表3 摆动滚子推杆盘形凸轮机构的已知参数 二、推杆运动规律及凸轮廓线方程： 推程（等加速段）：φ=2φmδ/δ02 推程（等减速段）：φ=φm-2φm(δ0-δ)2/δ02 回程（余弦加速）：φ=φm[1+cos(πδ/δ0’)]/2 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=arcos[(l OA 2+l AB 2-r 02)/2l OA l AB ] 凸轮实际廓线方程 x=x-r r cos θ y=y-r r sin θ sin θ=(dx/d δ)/2 2 )/()/(δδd dy d dx + cos θ=-(dy/d δ)2 2 )/()/(δδd dy d dx + 三、计算程序(用MATLAB 编写): 四、计算结果及分析 X = Y = 8 XP = YP = alphamax1 = alphamax2 =
全面探究凸轮机构设计原理及方法凸轮机构是一种常用的机械传动装置，通过凸轮和摆杆的配合组成，具有可逆性、可编程性和高精度的特点。本文将从设计原理、设计方法和优化策略三个方面探究凸轮机构设计的要点。 一、设计原理 凸轮机构的设计原理是在摆杆与凸轮配合时，摆杆可以沿凸轮轮廓实现规定的运动规律，如直线运动、往返运动和旋转运动等。凸轮可以根据运动轨迹、运动频率和运动速度等要求，通过凸轮轮廓的设计来完成。凸轮轮廓的设计包括了初步设计、动力学分析、运动规划等步骤。 二、设计方法 凸轮机构的设计方法包括手工绘图及设计软件辅助。手工绘图是传统的凸轮轮廓设计方法，适用于简单的凸轮机构，如往复式转动机构、转动转动机构等；而对于复杂的凸轮机构，可以利用计算机辅助设计软件，如ProEngineer、CATIA、AutoCAD等，进行三维建模、运动模拟和优化设计。此外，对于凸轮机构的设计还需要考虑到强度计算、可靠性分析等相关问题。 三、优化策略 凸轮机构的设计优化策略主要包括凸轮轮廓的形状优化、摆杆的长度优化和机构传动效率的优化等。凸轮轮廓的形状优化通常是通过
Cycloid、Involute、Bezier等曲线的拟合来实现；摆杆的长度优化可以通过数学模型来建立，利用遗传算法、粒子群算法等优化算法进行 求解；传动效率的优化可以通过轮廓优化、材料优化、润滑优化等途 径来进行。 凸轮机构的设计是机械工业中非常重要的一环，它涉及到运动学、动力学、力学等多个学科的知识，需要学习者在多方面进行深入研究 和实践。通过对凸轮机构的深入探究，我们可以更好地理解机械原理 的精髓，提高机械设计的水平和能力。
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) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
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向回转，在凸轮转过δ2=120°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δ2=30°时，推杆保持不动；其后，凸轮在回转角度δ3=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，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，确定铣刀中心轴位置。 二、设计数据
clear h=70;w=2*pi*300/60; %行程h（单位mm），凸轮角转速（rad/s）d1=pi/2; d2=10/180*pi; d3=pi/2; d4=170/180*pi;%算出凸轮的推程角，远休止角，回程角，近休止角（弧度） d=1:1:360; d0=d/180*pi; %定义向量 %推程 for i=1:45 %等加速运动 s(i)=2*h*d0(i)^2/d1^2; v(i)=4*h*w*d0(i)/d1^2; a(i)=4*h*w^2/d1^2; end for i=46:90 %等减速运动 s(i)=h-2*h*(d1-d0(i))^2/d1^2; v(i)=4*h*w*(d1-d0(i))/d1^2; a(i)=-4*h*w^2/d1^2; end for i=91:101 s(i)=s(i-1); v(i)=0; a(i)=0; end %回程 for i=102:146 %等加速运动 s(i)=h-2*h*d0(i-100)^2/d3^2; v(i)=-4*h*w*d0(i-100)/d3^2; a(i)=-4*h*w^2/d3^2; end for i=147:192 %等减速运动 s(i)=2*h*(d3-d0(i-100))^2/d3^2; v(i)=-4*h*w*(d3-d0(i-100))/d3^2; a(i)=4*h*w^2/d3^2; end for i=193:360 s(i)=s(i-1); v(i)=0; a(i)=0; end r0=61;e0=39; s0=sqrt(r0^2-e0^2); for i=1:1:360 x(i)=(s0+s(i))*sin(d0(i))+e0*cos(d0(i));
冲床冲压机构、送料机构及传动系统的设计 一、设计题目 设计冲制薄壁零件冲床的冲压机构、送料机构及其传动系统。冲床的工艺动作如图5—1a所示，上模先以比较大的速度接近坯料，然后以匀速进行拉延成型工作，此后上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回。上模退出下模以后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。 图1 冲床工艺动作与上模运动、受力情况 要求设计能使上模按上述运动要求加工零件的冲压机构和从侧面将坯料推送至下模上方的送料机构，以及冲床的传动系统，并绘制减速器装配图。 二、原始数据与设计要求 1．动力源是电动机，下模固定，上模作上下往复直线运动，其大致运动规律如图b）所示，具有快速下沉、等速工作进给和快速返回的特性； 2．机构应具有较好的传力性能，特别是工作段的压力角应尽可能小；传动角γ大于或等于许用传动角[γ]=40°； 3．上模到达工作段之前，送料机构已将坯料送至待加工位置（下模上方）；4．生产率约每分钟70件； 5．上模的工作段长度L=30~100mm，对应曲柄转角 0=（1/3~1/2）π；上模总行程长度必须大于工作段长度的两倍以上； 6．上模在一个运动循环内的受力如图c）所示，在工作段所受的阻力F0＝5000N，在其他阶段所受的阻力F1＝50N；
7．行程速比系数K≥1.5； 8．送料距离H=60~250mm； 9．机器运转不均匀系数δ不超过0.05。 若对机构进行运动和动力分析，为方便起见，其所需参数值建议如下选取：1）设连杆机构中各构件均为等截面均质杆，其质心在杆长的中点，而曲柄的质心则与回转轴线重合； 2）设各构件的质量按每米40kg计算，绕质心的转动惯量按每米2kg·m2计算；3）转动滑块的质量和转动惯量忽略不计，移动滑块的质量设为36kg； 4）传动装置的等效转动惯量（以曲柄为等效构件）设为30kg·m2； 5 ) 机器运转不均匀系数δ不超过0.05。 三、传动系统方案设计 冲床传动系统如图5－2所示。电动机转速经带传动、齿轮传动降低后驱动机器主轴运转。原动机为三相交流异步电动机，其同步转速选为1500r/min，可选用如下型号： 电机型号额定功率（kw）额定转速（r/min） Y100L2—4 3.0 1420 Y112M—4 4.0 1440 Y132S—4 5.5 1440 由生产率可知主轴转速约为70r/min，若电动机暂选为Y112M—4，则传动系统总传动比约为。取带传动的传动比i b=2，则齿轮减速器的传动比i g=10.285，故可选用两级齿轮减速器。 图2 冲床传动系统 四、执行机构运动方案设计及讨论 该冲压机械包含两个执行机构，即冲压机构和送料机构。冲压机构的主动件是曲柄，从动件（执行构件）为滑块（上模），行程中有等速运动段（称工作段），并具有急回特性；机构还应有较好的动力特性。要满足这些要求，用单一的基本机构如偏置曲柄滑块机构是难以实现的。因此，需要将几个基本机构恰当地组合在一起来满足上述要求。送料机构要求作间歇送进，比较简单。实现上述要求的机构组合方案可以有许多种。下面介绍几个较为合理的方案。
机械原理课程设计
目录 1.设计题目及要求--------------------------------------------------------------------P3 2.设计目的------------------------------------------------------------------------------P3 3.设计过程与思路----------------------------------------------------------------------P4 4.从动件运动规律设计--------------------------------------------------------------P5 5.凸轮基本尺寸设计-------------------------------------------------------------------P8 6.凸轮廓线设计------------------------------------------------------------------------P9 7.校核压力角和凸轮廓线是否出现运动失真现象------------------------P10 8.改进设计------------------------------------------------------------------------------P11 9.绘制机构工作图-------------------------------------------------------------------P11 10.结束语--------------------------------------------------------------------------------P12 附录及参考文献：机械原理课本机械原理课程ppt，pdf
目录 （一）机械原理课程设计的目的和任务 (2) （二）从动件（摆杆）及滚子尺寸的确信 (4) （三）原始数据分析 (5) （四）摆杆的运动规律及凸轮轮廓线方程 (6) （五）程序方框图 (8) （六）运算机源程序 (9) （七）程序计算结果及其分析 (14) （八）凸轮机构示意简图 (16) （九）心得体会 (16) （十）参考书籍 (18)
（一）机械原理课程设计的目的和任务 一、机械原理课程设计的目的： 一、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： 进一步巩固和加深所学知识； 二、培育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成立一个完整的概念； 4、进一步提高学生计算和制图能力，及运用电子运算机的运算能力。 二、机械原理课程设计的任务： 一、摆动从动件杆盘型凸轮机构 二、采纳图解法设计：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： 3、设计要求： ①确信适合摆杆长度 ②合理选择滚子半径rr ③选择适当比例，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，并标注全数尺寸（用A2图纸） ⑤将机构简图、原始数据、尺寸综合方式写入说明书 4、用解析法设计该凸轮轮廓，原始数据条件不变，要写出数学模型，
编制程序并打印出结果 备注： 一、尖底（滚子）摆动从动件盘形凸轮机构压力角: 00[cos()]tan sin() d l a l d a ψψψϕ αψψ+-= + 在推程中，当主从动件角速度方向不同时取“-”号，相同时取“+”号。 1、 三、课程设计采纳方式： 关于这次任务，要用图解法和解析法两种方式。图解法形象，直观，应用图解法可进一步提高学生画图能力，在某些方面，如凸轮设计中，图解法是解析法的起点和基础；但图解法精度低，而解析法那么可应用运算机进行运算，精度高，速度快。在本次课程设计中，可将两种方式所得的结果加以对照。 四、编写说明书： 一、设计题目（包括设计条件和要求）； 二、机构运动简图及设计方案的确信，原始数据； 3、机构运动学综合； 4、列出必要的计算公式，写出图解法的向量方程，写出解析法的数学模型，计算流程和计算程序，打印结果； 五、分析讨论。
机械原理课程设计——凸轮机构设计（一） 目录 (1) ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（一）、题目及原始数据 (2) （二）、推杆运动规律及凸轮廓线方程 (3) （三）、计算程序方框图 (5) （四）、计算源程序 (6) （五）、程序计算结果及分析 (10) （六）、凸轮机构图 (15) （七）、心得体会 (16) （八）、参考书 (16)
（一）、题目及原始数据 试用计算机辅助设计完成偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构的设计，凸轮以1rad/s的角速度沿逆时针方向转动。要求： （1）、推程运动规律为等加速等减速运动，回程运动规律为五次多项式运动规律； （2）、打印出原始数据； （3）、打印出理论轮廓和实际轮廓的坐标值； （4）、打印出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； （5）、打印出凸轮实际轮廓曲线的最小曲率半径，以及相应的凸轮转角； （6）、打印出凸轮运动的位移； （7）、打印最后所确定的凸轮的基圆半径。 原始数据如下： r0=0.015; 初选的基圆半径r0 Deltar0=0.0005; 当许用压力角或许用最小曲率半径不满足时，r0以Δr0 为步长增加重新计算 rr=0.010; 滚子半径r r h=0.028; 推杆行程h e=0.005; 偏距e omega=1; 原动件凸轮运动角速度，逆时针ω delta1=pi/3; 近休止角δ1 delta2=2*pi/3; 推程运动角δ2
delta3=pi/2; 远休止角δ3 delta4=pi/2; 回程运动角δ4 alpha1=pi/6; 推程许用压力角[α1] alpha2=(70/180)*pi; 回程许用压力角[α2] rho0min=0.3*rr; 许用最小曲率半径ραmin （二）、推杆运动规律及凸轮廓线方程推杆运动规律： （1）近休阶段：0o≤δ<60 o s=0 v=0 a=0 （2）推程阶段：60o≤δ<180 o 等加速运动规律：60o≤δ<120 o s=2h(δ-60o)2/(120 o)2 v=4hω(δ-60o)/(120 o)2 a=4hω2/(120 o)2 等减速运动规律：120o≤δ<180 o s=h-2h(120o -(δ-60o))2/(120 o)2 v=4hω(120o -(δ-60o))/(120 o)2 a=-4hω2/(120 o)2 （3）远休阶段：180o≤δ<270 o
机械原理-凸轮机构及其设计
第六讲凸轮机构及其设计 （一）凸轮机构的应用和分类 一、凸轮机构 1．组成：凸轮，推杆，机架。 2．优点：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，而且机构简单紧凑。缺点：凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损，所以凸轮机构多用在传力不大的场合。 二、凸轮机构的分类 1．按凸轮的形状分：盘形凸轮圆柱凸轮 2．按推杆的形状分 尖顶推杆：结构简单，能与复杂的凸轮轮廓保持接触，实现任意预期运动。易遭磨损，只适用于作用力不大和速度较低的场合 滚子推杆：滚动摩擦力小，承载力大，可用于传递较大的动力。不能与凹槽的凸轮轮廓时时处处保持接触。平底推杆：不考虑摩擦时，凸轮对推杆的作用力与从动件平底垂直，受力平稳；易形成油膜，润滑好；效率高。不能与凹槽的凸轮轮廓时时处处保持接触。3．按从动件的运动形式分（1）往复直线运动：直动推杆，又有对心和偏心式两种。（2）往复摆动运动：摆动推杆，也有对心和偏心式两种。
v = 4h ωδ/δ02 a = 4h ω2 /δ02 推程减速段： s = h -2h (δ0-δ)2 /δ02 v = 4h ω(δ0-δ)/ δ02 a = -4h ω2/δ02由图知，有柔性冲击。 （3）五次多项式运动规律 其位移方程式为：s =5 4 4 3 3 5 61510δδδδδδh h h +- 既没有柔性冲击，也没有刚性冲击。 2.2 三角函数运动规律 （1） 余弦加速度运动规律（又称简谐运动规律） 推程运动方程式为 ⎪⎭⎪ ⎬⎫ ==-=200220002/)/cos(2/)/sin(2 /)]/cos(1[δδπδωπδδπδωπδπδh a h v h s 回程运动方程式为