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《畢業(yè)設(shè)計----凸輪機構(gòu)設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、緒論凸輪機構(gòu)是一種含有凸輪的高副機構(gòu)，也是一種很常用的機構(gòu)，在自動機械和半自動機械中具有廣泛的應(yīng)用。凸輪是一具有曲面輪廓的構(gòu)件，一般都作原動件：當(dāng)凸輪作原動件時，通常作等速連續(xù)轉(zhuǎn)動或移動，而從動件則按預(yù)期輸出特性要求作連續(xù)或間歇的往復(fù)擺動、移動或平面復(fù)雜運動。本次設(shè)計的凸輪機構(gòu)來源于沖壓機的主要機構(gòu)，在該機構(gòu)中凸輪作為原動件，驅(qū)使從動件作往復(fù)運動來完成對材料的沖壓，設(shè)計重點在于凸輪結(jié)構(gòu)和輪廓設(shè)計以及各零件加工工藝的制定。通過本次設(shè)計，應(yīng)當(dāng)熟悉凸輪機構(gòu)的一般設(shè)計方法和掌握零件的工藝設(shè)計內(nèi)容，提高創(chuàng)新設(shè)計的能力。391凸輪機構(gòu)設(shè)計1.1機構(gòu)傳動方案的設(shè)計本次
2、設(shè)計所設(shè)計機構(gòu)是為了滿足沖壓機中沖壓板料這一往復(fù)循環(huán)直線運動的，用來通過沖壓使板料成型，要獲得的板料形狀為橢球形的一部分。通過對凸輪機構(gòu)的運動特性分析，設(shè)計一凸輪機構(gòu)即可滿足此目的。凸輪一端可用帶輪傳遞功率，將從動件做成與所沖壓板料尺寸相吻合的橢球形，通過凸輪機構(gòu)驅(qū)動即可實現(xiàn)沖壓板料的目的。1.2凸輪機構(gòu)的選型和尺度設(shè)計1.2.1凸輪機構(gòu)選型根據(jù)題目要求，從動件作直線運動，且所設(shè)計為一平面凸輪機構(gòu)，因此凸輪選用平面凸輪機構(gòu)中的盤形對心凸輪。且與軸做成一體。1.2.2確定從動件的運動規(guī)律根據(jù)題目要求，為防止從動件在行程端點位置產(chǎn)生“過沖現(xiàn)象”，要求從動件在
3、對應(yīng)位置上速度和加速度為零。因此，選取從動件在推程和回程時運動規(guī)律為等速運動規(guī)律，為了防止“過沖現(xiàn)象”，應(yīng)在凸輪輪廓上設(shè)置兩個休止角?，F(xiàn)將從動件運動規(guī)律繪制如下：391.2.3計算從動件的主要運動參數(shù)因為從動件作的是等速運動，設(shè)推程階段以角速度轉(zhuǎn)動，經(jīng)過時間T，凸輪轉(zhuǎn)過推程角，從動件升程為h。則從動件速度v=h/T=常數(shù)，將v分別對時間求導(dǎo)和積分，可得從動件加速度a和位移s的方程。(1)a==0(2)s===依據(jù)邊界條件，當(dāng)t=0時，s=0,則c=0.于是得出s=ht/T.因凸輪轉(zhuǎn)角，則t=，，將其帶入(2)中，可得從動件的方程為：S=hV=ha=0回程
4、時凸輪轉(zhuǎn)過回程角，從動件也從相應(yīng)s=h逐漸減小到零，通過同樣的方法可得出凸輪回程作等速運動的從動件運動方程為:S=h－h(huán)V=－h(huán)a=01.2.4確定凸輪基圓直徑取軸徑d=20mm，由于凸輪與軸做成一體，參考《機械設(shè)計基礎(chǔ)》，取凸輪基圓直徑為25mm。1.2.5凸輪輪廓設(shè)計39本次設(shè)計采用作圖法設(shè)計凸輪輪廓。具體做法法和圖形如下：〈1〉取與位移曲線相同的比列尺畫出凸輪基圓，由于凸輪與從動件是對心的，過基圓圓心作直線ok,k為直線與基圓的交點，則可以k作為從動件的起始位置。〈2〉將推程=180°六等分，回程=120°四等分，利用“反轉(zhuǎn)法”原理按1：1的比例從
5、從動件位移圖上量取各線段的長度，然后在各等分線延長線上得到凸輪輪廓上相應(yīng)的點，將休止段用圓弧連接，再把得到的所有點用光滑的曲線連接起來，得到凸輪輪廓如下：39凸輪輪廓圖解設(shè)計1.2.6凸輪副材料選擇凸輪與從動件材料均選用45鋼。1.2.7凸輪和從動件的結(jié)構(gòu)設(shè)計〈1〉凸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計和尺度設(shè)計根據(jù)前面選型為盤形凸輪，取最小軸徑處d=16mm，軸與凸輪做成一體，軸與箱體上的孔采用H7/h6間隙配合，兩端各設(shè)一軸肩，以便在裝配時用來定位和在凸輪工作時限制凸輪的軸向竄動，軸肩段的軸徑d=16+4=20mm，凸輪寬度b取16mm。〈2〉從動件結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)題目要求設(shè)計
6、一橢球形狀的從動件，為防止從動件過度磨損后造成的形狀誤差過大，從而影響生產(chǎn)零件的精度。將沖頭部分做成可換式?jīng)_頭，即在橢圓球體的中截面處剖分成兩部分，它們之間用螺紋連接成一體。與凸輪接觸部分做成半球形，中間部分做成圓柱體?！?〉確定從動件各部分的尺寸根據(jù)需要取橢球體的長半軸a=14mm、短半軸b=8mm，厚度的一半c=8mm,與凸輪接觸的一端球面半徑R=4mm，半球與橢圓球之間圓柱體直徑Φ=12mm,為了固定鎖合彈簧，在圓柱段上設(shè)置一寬度為5mm的Ｉ39型六角螺母，從動件總長L=58mm。1.2.8凸輪副接觸強度校核根據(jù)《凸輪機構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用創(chuàng)新》中凸輪副接
7、觸強度校核的公式：式中為凸輪實際輪廓上的接觸點的曲率半徑，為從動件上的接觸點的曲率半徑，和分別為凸輪和從動件的泊松比，和分別為凸輪和從動件的材料的彈性模量，為凸輪副的法向壓力。查《現(xiàn)代模具工手冊》表4—1得45鋼的彈性模量E=196～206Gpa，取E=200Gpa，即==200Gpa，泊松比μ=0.3即==0.3，曲率半徑=22.5，=8。〈1〉求對從動件進(jìn)行受力分析可知，從動件的法向壓力可由下式計算而得：其中為沖裁力，為彈簧的彈力，為從動件所受的摩擦力。查《現(xiàn)代模具工手冊》得沖裁力的計算公式,式中為材料厚度，為材料的極限強度，為所沖材料的周長。設(shè)被沖
8、材料的厚度為2mm，材料為Q235。設(shè)被沖材料的周長=36mm，查《現(xiàn)代模具工手
