凸轮机构的设计及加工.doc

设计任务书 设计题目 凸轮机构的设计及加工 设计要求： 1根据凸轮在工作场合的功能出发，制定设计方案，正确计算零件的工作能力确定它的尺寸，形状，结构及材料，并考虑制造工艺，使用，维护，经济和安全等问题，培机械设计能力。 2经过一个月的凸轮设计，学习用标准，规范，手册，图册和查阅有关技术资料等，培养机械设计的基本技能 设计进度要求 第一阶段：熟悉题目，收集材料，初步理解题目，借一些工具书。 第二阶段：完成凸轮的设计及整理设计的数据，为下步计算做好基础，完成凸轮的设计及整理设计的顺序。 第三阶段：按照上一阶段工作所得的数据完成所有零件的图形绘制，完成所有零件图形绘制。 第四阶段：根据凸轮的形状，尺寸，完成凸轮的的计算。 第五阶段：根据设计和图形绘制过程中心体会论文的撰写。 第六阶段：修改，打印论文，完成。 指导教师（签名）： 目 录 摘 要 1 前 言 2 1凸轮机构简介 3 1.1 概述 3 1.2 常用的从动件运动规律 4 1.3 图解法设计凸轮轮廓 7 1.4 凸轮机构基本尺寸的确定 10 2考虑输入轴速度波动时的凸轮曲线设计 13 2.1模切机简介 13 2.2输入轴速度波动对凸轮机构动态响应的影晌 14 2.3考虑输入轴速度波动时凸轮曲线的设计 15 3凸轮轴仿形加工的恒速磨削 19 3.1凸轮轴仿形加工的基本原理 19 3.2凸轮轴仿形加工的恒速磨削 19 4平底摆动推杆盘形凸轮实际廓线曲率半径 22 4.1采用直角坐标系而不用极坐标系 22 4.2平底摆动从动件盘形凸轮实际轮廓线通用公式 22 4.3可判断凸轮凹凸性的曲率半径公式 23 结 论 26 致 谢 27 参考文献 28 摘 要 ? 文章给出了凸轮轴仿形加工恒速磨削的计算方法，为设计制造恒速磨削的仿形凸轮轴磨床提供了理论依据。 　在凸轮轴仿形加工中，如果凸轮轴匀速转动，则切削点的磨削速度和加速度变化非常大，最大磨削速度与最小磨削速度相差达16倍［1］。磨削速度的变化是引起凸轮轮廓误差的主要原因之一。凸轮轮廓最大误差的位置，在最大磨削速度的附近。目前采用了分段变速的方法降低最大磨削速度，从而降低了凸轮轮廓的最大误差。为了进一步提高凸轮的加工精度，本文给出了凸轮轴仿形加工时，恒速磨削的计算方法。为设计恒速磨削的仿形凸轮轴磨床和改造现有机床，提供了一项关键性技术理论。 关键词 凸轮机构 速度波动 动态响应 凸轮轴　仿形加工　恒速磨削  本文论述了在直角坐标系上推导盘形凸轮廓线方程的必要性。根据微分几何关于曲率的定义，提出了一个可利用凸轮曲率半径正负号来判断凸轮廓线凹凸性的公式。在此主要讲了图解法设计凸轮轮廓的过程，而且首次基于凸轮实际廓线直角坐标方程，推导出平底摆动从动件盘形凸轮实际廓线曲率半径公式。叙述了推导全过程。 为了进一步提高凸轮的加工精度，本文给出了凸轮轴仿形加工时，恒速磨削的计算方法。为设计恒速磨削的仿形凸轮轴磨床和改造现有机床，提供了一项关键性技术理论。 掌握典型凸轮机构的设计和加工方法为我们以后研究凸轮机构奠定基。 1凸轮机构简介 1.1 概述 1.1.1 凸轮机构的应用（工程应用案例） 内燃机?配气机构? 凸轮机构 自动车床上的走刀机构分度转位机构 1.1.2 凸轮机构的分类 1、 1）盘形凸轮 凸轮是具有变化向径并可以绕着固定轴线转动的盘。这是凸轮最基本的形式。 2）移动凸轮 可视为半径无穷大的盘形凸轮，它相对机架作直线运动。 3）圆柱凸轮 凸轮的轮廓曲线位于圆柱面上，可看作是将移动凸轮卷在圆柱上而得。 2、 按从动件的形式分类 1 尖顶从动件 从动件与凸轮是点接触，这种从动件结构简单，能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，实现复杂的运动规律，但磨损快，故只适于受力小、低速和传动精确的场合，如仪器仪表中的凸轮控制机构。 2） 滚子从动件 从动件底部装有可自由转动的滚子，凸轮与从动件之间的摩擦为滚动摩擦，减小了摩擦磨损，应用较广。 3） 平底从动件 从动件与凸轮之间为线接触，凸轮对从动件的力始终垂直于底面（不计磨擦时），接触处容易形成油膜，润滑状况好、传动效率高，但凸轮轮廓不能内凹，常用于高速场合。3、 所谓的锁合是指保持从动件与凸轮之间的高副接触。 力锁合凸轮机构 依靠重力、弹簧力或其他外力来保证锁合，如内燃机配气凸轮机构。 形锁合凸轮机构 依靠凸轮和从动件几何形状来保证锁合。 4、 1） 直动 从动件作直线运动。 2） 摆动 从动件往复摆动。 为保证从动件与凸轮不脱离接触，可利用重力、弹簧力或依靠凸轮上的凹槽来实现。 5、凸轮机构的特点 1)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，2)缺点： 1.2