【文章內(nèi)容簡介】 平底直動凸輪直動平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，只需知道基圓半徑R0，推桿的平底通常垂直于其移動導(dǎo)路，凸輪的實(shí)際廓線是平底一系列位置的包絡(luò)線。如圖()所示的對心直動平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，取坐標(biāo)系y 軸與推桿軸線重合，推桿處于推程起始位置時(shí)，與凸輪在B0點(diǎn)接觸。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角為δ時(shí)， 推桿的位移為s，根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理，推桿平底與凸輪應(yīng)在B點(diǎn)接觸。當(dāng)推桿反轉(zhuǎn)至該位置時(shí)，由瞬心知識可知，過高副接觸點(diǎn)B作公法線BP，過凸輪回轉(zhuǎn)中心作推桿導(dǎo)路的垂線 OP，兩條直線的交點(diǎn)P即為此時(shí)凸輪與推桿的相對瞬心。推桿此時(shí)的移動速度為 v=vp=OPω () 擺動從動件平面凸輪機(jī)構(gòu)的輪廓設(shè)計(jì)由圖()可以推出B點(diǎn)的坐標(biāo)為 xB=R0+ssinδ+?s?δcosδyB=R0+scosδ?s?δsinδ ()式()即為凸輪的實(shí)際輪廓線方程。 擺動從動件平面凸輪機(jī)構(gòu)的輪廓設(shè)計(jì)解析法設(shè)計(jì)擺動滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪以等角速度ω逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，凸輪基圓半徑為R0，滾子半徑為Rr,凸輪回轉(zhuǎn)中心與推桿擺動中心的距離為l0A，擺動推桿長度為lAB，擺桿的運(yùn)動規(guī)律為φ=φδ。如圖()所示建立直角坐標(biāo)系，A0B0為擺動推桿的推程起始位置，取擺桿的擺動中心A0與凸輪回轉(zhuǎn)中心連線A0O為坐標(biāo)系的y軸，擺桿初始位置A0B0與y軸夾角為擺桿的初始擺角φ0，φ0值可在三角形A0B0O中確定。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角為δ時(shí)，擺動推桿的角位移為φ，根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理，擺動推桿滾子中心位于B點(diǎn)。B點(diǎn)的坐標(biāo)為 xB=lOAsinδlABsinδ+φ+φ0yB=lOAcosδlABcosδ+φ+φ0 ()式()即為擺動滾子平面凸輪機(jī)構(gòu)的理論曲線。凸輪實(shí)際廓線計(jì)算公式與式（）相同。 擺動從動件平面凸輪機(jī)構(gòu)的輪廓設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)對于凸輪輪廓線的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是凸輪輪廓曲線的數(shù)學(xué)建模和多種凸輪組合的選擇判斷。凸輪輪廓曲線的數(shù)學(xué)建模如前文所示，不同情況不同的數(shù)學(xué)模型。平面與空間凸輪共有6種不同形式的凸輪機(jī)構(gòu)，程序需要進(jìn)行合理的判斷分析不同情況下所應(yīng)當(dāng)使用的凸輪廓曲線的數(shù)學(xué)模型。 程序設(shè)計(jì)內(nèi)容1. Frame1Frame1主要內(nèi)容是選擇凸輪的類型界面以及附加介紹內(nèi)容，其界面如圖()所示。 窗體2Frame1通過選擇控件和按鈕等對凸輪類型進(jìn)行選擇，并切換到Frame2界面同時(shí)添加凸輪所需要控件。當(dāng)從動件運(yùn)動規(guī)律為直動時(shí)，按鈕“平面凸輪實(shí)際”提供了詳細(xì)的3類凸輪選擇，當(dāng)從動件運(yùn)動規(guī)律為擺動時(shí)，按鈕“平面凸輪實(shí)際”直接進(jìn)入滾子擺動平面凸輪設(shè)計(jì)見面2. Frame2Frame1主要內(nèi)容是選擇凸輪的類型界面以及附加介紹內(nèi)容，其界面如圖()所示。 窗體2Frame1按鈕“生成凸輪”即通過if判斷語句通過從動件制動還是擺動，選擇空間還是平面以及所選從動件類型，選擇正確的凸輪輪廓曲線數(shù)學(xué)模型，激活利時(shí)間控件對凸輪廓線圖進(jìn)行旋轉(zhuǎn)進(jìn)行運(yùn)動仿真，并求出最大壓力角。按鈕“保存”可以將凸輪輪廓曲線的坐標(biāo)輸出到TexT文本文檔中，為下一步加工提供數(shù)據(jù)。單機(jī)圖片框可以對運(yùn)動仿真進(jìn)行暫停和繼續(xù)。4 空間凸輪輪廓的設(shè)計(jì)空間凸輪機(jī)構(gòu)的類型主要分為圓柱凸輪機(jī)構(gòu)和圓錐凸輪機(jī)構(gòu)兩大類（這里只介紹圓柱凸輪設(shè)計(jì)）。從動件的運(yùn)動方式有往復(fù)直動和往復(fù)擺動兩種。從動件與凸輪輪廓的接觸方式大都釆用滾子接觸，也可用尖底接觸。機(jī)構(gòu)的工作周期為凸輪一整轉(zhuǎn)的倍數(shù)時(shí)，必須采用曲線狀的導(dǎo)向塊接觸，因此不能采用平底型從動件?？臻g凸輪的輪廓是復(fù)雜的空間曲面，欲由從動件的運(yùn)動規(guī)律計(jì)算輪廓曲面的空間坐標(biāo)是比較繁復(fù)的工作。就常規(guī)的空間凸輪機(jī)構(gòu)而言，為了簡化空間凸輪輪廓的設(shè)計(jì)和制造過程，通常將圓柱凸輪上的圓柱面展開成矩形平面然后按平面凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)方法求得展開面上的輪廓曲線坐標(biāo)。當(dāng)從動件是擺動從動件時(shí)，由于擺角的影響，滾子中心對于圓柱凸輪的相對運(yùn)動軌跡會偏離圓柱面，因而這種展開設(shè)計(jì)方法是一種近似的方法。對于空間凸輪程序設(shè)計(jì)與平面凸輪在使用相同結(jié)構(gòu)代碼，在本段內(nèi)容中中不進(jìn)行贅述，本節(jié)只介紹空間凸輪的數(shù)學(xué)建模過程。 .滾子直動從動件圓柱凸輪的輪廓設(shè)計(jì)圖()所示的滾子直動從動件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)中，從動件的運(yùn)動方向與凸輪回轉(zhuǎn)軸線平行。設(shè)從動件上的滾子與凸輪的輪廓工作面的接觸寬度為b,在b/2處所對應(yīng)的凸輪圓柱面半徑為凸輪的平均圓柱半徑，稱為基圓柱半徑，仍用R0表示。凸輪槽深度H好的大小應(yīng)保證滾子的端部與槽底之間留有足夠的間隙.已知從動件沖程h、滾子半徑Rr和最小材料厚度t。其展開形狀如圖()所示。理論曲線坐標(biāo)為： xB=R0φyB=sφ ()展開實(shí)際輪廓坐標(biāo)計(jì)算公式為 xk=xB+λRγsinαyk=yBλRγcosα ()對于實(shí)際輪廓上曲線取λ=1，對于實(shí)際輪廓下曲線取λ=1 滾子直動從動件圓柱凸輪的輪廓設(shè)計(jì) 滾子擺動從動件圓柱凸輪的輪廓設(shè)計(jì)與直動圓柱凸輪的情況相同，基圓半徑R0的數(shù)值大小直接影響機(jī)構(gòu)的壓力角以及展開理論輪廓曲線的曲率半徑，如圖()所示，坐標(biāo)系的x軸線通過擺桿的起始位置時(shí)的滾子中心B0點(diǎn)，y軸線通過弧線B0Bf的中點(diǎn)M。展開的理論坐標(biāo)曲線即可推出，其坐標(biāo)為 xB=R0φ+12lAB1+cos12Ψm2cos12ΨmΨyB=lABsin12Ψmsin12ΨmΨ () 滾子擺動從動件圓柱凸輪的輪廓設(shè)計(jì)如圖()所示，實(shí)際展開輪廓曲線坐標(biāo)計(jì)算公式為 xk=xB+λRγsinα+12ΨmΨyk=yBλRγcosα+12ΨmΨ ()對于實(shí)際輪廓上曲線取λ=1，對于實(shí)際輪廓下曲線取λ=1 滾子擺動從動件圓柱凸輪的輪廓設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)[1] 石永剛 徐振華.《凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)》.機(jī)械工業(yè)出版社，2007[2] 武麗梅 回麗.《機(jī)械原理》.高等教育出版社，2015[3] 孟彩芳.《機(jī)械原理電算分析與設(shè)計(jì)》.天津大學(xué)出版社，1997[4] 王晶 李增玲 楊文波.《機(jī)械傳動》.機(jī)械工業(yè)出版社，2005[5] 趙志勇.《基于CAD圖解法的凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)》[碩士學(xué)位論文],2014[6] 莫亞梅.《凸輪機(jī)構(gòu)研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢》. 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Gawande.《Design Optimization of Cam amp。 Follower Mechanism of an Internal Combustion Engine for Improving the Engine Efficiency》，2012致 謝一學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)在此結(jié)束了，對于本次設(shè)計(jì)過程中指導(dǎo)老師武麗梅老師提供的幫助表示真摯的感謝。老師的幫助在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中起到很大的作用。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是本人的一次正式設(shè)計(jì)，在完成的過程中也獲得了許多同學(xué)的幫助，在此也表示感謝。最后要感謝即將離開的母校，在是沈陽航空航天大學(xué)這四年的學(xué)習(xí)，充實(shí)了提高了水平，學(xué)校還提供了足夠的資源讓我們擴(kuò)充知識完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。附錄Ⅰ 5次方程公式c0 = (S1 * X2 ^ 7 S2 * X1 ^ 7 + A1 * X1 ^ 2 * X2 ^ 7 3 * A1 * X1 ^ 3 * X2 ^ 6 + 5 * A1 * X1 ^ 4 * X2 ^ 5 5 * A1 * X1 ^ 5 * X2 ^ 4 + 2 * A1 * X1 ^ 6 * X2 ^ 3 2 * A2 * X1 ^ 3 * X2 ^ 6 + 5 * A2 * X1 ^ 4 * X2 ^ 5 5 * A2 * X1 ^ 5 * X2 ^ 4 + 3 * A2 * X1 ^ 6 * X2 ^ 3 A2 * X1 ^ 7 * X2 ^ 2 + 51 * S1 * X1 ^ 2 * X2 ^ 5 55 * S1 * X1 ^ 3 * X2 ^ 4 + 40 * S1 * X1 ^ 4 * X2 ^ 3 40 * S2 * X1 ^ 3 * X2 ^ 4 + 55 * S2 * X1 ^ 4 * X2 ^ 3 51 * S2 * X1 ^ 5 * X2 ^ 2 + 13 * V1 * X1 ^ 2 * X2 ^ 6 27 * V1 * X1 ^ 3 * X2 ^ 5 + 31 * V1 * X1 ^ 4 * X2 ^ 4 16 * V1 * X1 ^ 5 * X2 ^ 3 + 16 * V2 * X1 ^ 3 * X2 ^ 5 31 * V2 * X1 ^ 4 * X2 ^ 4 + 27 * V2 * X1 ^ 5 * X2 ^ 3 13 * V2 * X1 ^ 6 * X2 ^ 2 13 * S1 * X1 * X2 ^ 6 + 13 * S2 * X1 ^ 6 * X2 V1 * X1 * X2 ^ 7 + V2 * X1 ^ 7 * X2) / ((X1 X2) ^ 2 * (X1 ^ 2 8 * X1 * X2 + X2 ^ 2) * (X1 ^ 3 3 * X1 ^ 2 * X2 + 3 * X1 * X2 ^ 2 X2 ^ 3))c1 = (2 * V1 * X2 ^ 7 2 * V2 * X1 ^ 7 + 7 * A1 * X1 ^ 2 * X2 ^ 6 + 2 * A1 * X1 ^ 3 * X2 ^ 5 18 * A1 * X1 ^ 4 * X2 ^ 4 + 22 * A1 * X1 ^ 5 * X2 ^ 3 9 * A1 * X1 ^ 6 * X2 ^ 2 + 9 * A2 * X1 ^ 2 * X2 ^ 6 22 * A2 * X1 ^ 3 * X2 ^ 5 + 18 * A2 * X1 ^ 4 * X2 ^ 4 2 * A2 * X1 ^ 5 * X2 ^ 3 7 * A2 * X1 ^ 6 * X2 ^ 2 180 * S1 * X1 ^ 2 * X2 ^ 4 + 240 * S1 * X1 ^ 3 * X2 ^ 3 180 * S1 * X1 ^ 4 * X2 ^ 2 + 180 * S2 * X1 ^ 2 * X2 ^ 4 240 * S2 * X1 ^ 3 * X2 ^ 3 + 180 * S2 * X1 ^ 4 * X2 ^ 2 6 * V1 * X1 ^ 2 * X2 ^ 5 + 94 * V1 * X1 ^ 3 * X2 ^ 4 136 * V1 * X1 ^ 4 * X2 ^ 3 + 72 * V1 * X1 ^ 5 * X2 ^ 2 72 * V2 * X1 ^ 2 * X2 ^ 5 + 136 * V2 * X1 ^ 3 * X2 ^ 4 94 * V2 * X1 ^ 4 * X2 ^ 3 + 6 * V2 * X1 ^ 5 * X2 ^ 2 4 * A1 * X1 * X2 ^ 7 + 4 * A2 * X1 ^ 7 * X2 26 * V1 * X1 * X2 ^ 6 + 26 * V2 * X1 ^ 6 * X2) / (2 * (X1 X2) ^ 2 * (X1 ^ 2 8 * X1 * X2 + X2 ^ 2) * (X1 ^ 3 3 * X1 ^ 2 * X2 + 3 * X1 * X2 ^ 2 X2 ^ 3))c2 = (A1 * X2 ^ 5 A2 * X1 ^ 5 8 * A1 * X1 ^ 2 * X2 ^ 3 + 8 * A2 * X1 ^ 3 * X2 ^ 2 12 * V1 * X1 ^ 2 * X2 ^ 2 + 12 * V2 * X1 ^ 2 * X2 ^ 2 + 4 * A1 * X1 * X2 ^ 4 + 3 * A1 * X1 ^ 4 * X2 3 * A2 * X1 * X2 ^ 4 4 * A2 * X1 ^ 4 * X2 + 60 * S1 * X1 * X2 ^ 2 + 60 * S1 * X1 ^ 2 * X2 60 * S2 * X1 * X2 ^ 2 60 * S2 * X1 ^ 2 * X2 + 36 * V1 * X1 * X2 ^ 3 24 * V1 * X1 ^ 3 * X2 + 24 * V2 * X1 * X2 ^ 3 36 * V2 * X1 ^ 3 * X2) / ((X1 ^ 2 8 * X1 * X2 + X2 ^ 2) * (X1 ^ 3 3 * X1 ^ 2 * X2 + 3 * X1 * X2 ^ 2 X2 ^ 3))c3 = (A1 * X1 ^ 6 + 5 * A1 * X2 ^ 6 5 * A2 * X1 ^ 6 A2 * X2 ^ 6 + 20 * S1 * X1 ^ 4 + 20 * S1 * X2 ^ 4 20 * S2 * X1 ^ 4 20 * S2 * X2 ^ 4 8 * V1 * X1 ^ 5 + 12 * V1 * X2 ^ 5 12 * V2 * X1 ^ 5 + 8 * V2 * X2 ^ 5 13 * A1 * X1 ^ 2 * X2 ^ 4 + 52 * A1 * X1 ^ 3 * X2 ^ 3 33 * A1 * X1 ^ 4 * X2 ^ 2 + 33 * A2 * X1 ^ 2 * X2 ^ 4 52 * A2 * X1 ^ 3 * X2 ^ 3 + 13 * A2 * X1 ^ 4 * X2 ^ 2 360 * S1 * X1 ^ 2 * X2 ^ 2 + 360 * S2 * X1 ^ 2 * X2 ^ 2 196 * V1 * X1 ^ 2 * X2 ^ 3 + 204 * V1 * X1 ^ 3 * X2 ^ 2 204 * V2 * X1 ^ 2 * X2 ^