心臟線軌跡直擺組合凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p>　　本 科 畢 業(yè) 論 文</p><p>　　題目： 心臟線軌跡直擺組合凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 院： 工 學(xué) 院 </p><p>　　姓 名： xxxxxxxx </p><p>　　學(xué) 號(hào)： 20050411 </p>

2、;<p>　　專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 </p><p>　　年 級(jí)： XXXXX級(jí) </p><p>　　指導(dǎo)教師： XXXXXXX </p><p><b>　　二OO九年 五 月</b></p><p><b>　　目 錄</b&

3、gt;</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)的研究意義1</p><p>　　1.2凸輪機(jī)構(gòu)以及組合機(jī)構(gòu)的研究和發(fā)展?fàn)顩r2</p><p>　　1.3直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)的研究方法2</p><p>　　1.3.1直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)

4、計(jì)2</p><p>　　1.3.2本課題的主要研究方法2</p><p>　　2 直動(dòng)從動(dòng)機(jī)凸輪和擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪的設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1 直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)基本思想4</p><p>　　2.2直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟5</p><p>　　2.2.1求取坐標(biāo)點(diǎn)5</p>

5、<p>　　2.2.2確定機(jī)構(gòu)初始位置參數(shù)6</p><p>　　2.2.3 確定頂桿位移與擺桿轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律7</p><p>　　2.2.4 凸輪廓形設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.2.5直動(dòng)從動(dòng)件凸輪的頂桿長(zhǎng)度及安裝滯后角11</p><p>　　2.3直動(dòng)凸輪和擺動(dòng)凸輪的實(shí)體設(shè)計(jì)12</p><

6、p>　　3 機(jī)構(gòu)的實(shí)體設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.1 機(jī)構(gòu)的實(shí)體結(jié)構(gòu)14</p><p>　　3.2 支架的設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.3 直動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.4直動(dòng)桿的設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.5擺動(dòng)桿的設(shè)計(jì)17</p><p>　

7、　3.6軸系零部件的設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.6.1 擬定軸上零件的裝配方案18</p><p>　　3.6.2 確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度18</p><p>　　3.6.3軸上零件的周向定位18</p><p>　　4 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真20</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)21</

8、b></p><p><b>　　致謝22</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本課題研究一直擺凸輪組合機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)通過(guò)直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)與擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)組成聯(lián)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)，能夠?qū)⒅鲃?dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為從動(dòng)件上某點(diǎn)沿預(yù)期的曲線軌跡并以預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)。該機(jī)構(gòu)所能實(shí)現(xiàn)的軌跡多種多樣

9、，如正弦波曲線、內(nèi)擺線、帶停點(diǎn)曲線、人頭像及金魚圖像等等。本課題所研究的直擺凸輪組合機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)的是一心臟線軌跡。</p><p>　　本課題首先通過(guò)理論分析，建立出了直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)公式，得出該機(jī)構(gòu)各構(gòu)件位置、大小及形狀尺寸、凸輪實(shí)際廓線、理論廓線等。然后在此基礎(chǔ)上對(duì)該機(jī)構(gòu)的每一構(gòu)件進(jìn)行了實(shí)體設(shè)計(jì)，比如軸，導(dǎo)軌，支架等等的設(shè)計(jì)，并且對(duì)所設(shè)計(jì)的構(gòu)件實(shí)體進(jìn)行了裝配組合。最后，為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性，本課題還在P

10、roe下對(duì)實(shí)體進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真。</p><p>　　關(guān)鍵詞：凸輪設(shè)計(jì) 組合機(jī)構(gòu) 心臟線軌跡 </p><p>　　THE DESIGN OF Z.B COMBINATORY CAM</p><p>　　MECHANISM TO GAIN ELIIPSE LOCUS</p><p>　　Abstract：T

11、he research portfolio has been put cam body parts through the straight moving follower cam cam with oscillating follower cam linkage institutions, able to take the initiative of the rotating pieces into a point on the fo

12、llower along the expected curve trajectory and the expected movement of movements. The agency can track the realization of a wide range, such as the sine curve, with the cycloid, with stopping points, curves, images of g

13、oldfish heads and so on. Studied the subject befor</p><p>　　First of all, this issue through theoretical analysis, a straight, before the design of cam combination formula, the components come to the locatio

14、n, size and shape of the size of the actual cam profile and theoretical profile and so on. And then on the basis of each component of the institution to carry out the physical design, such as shafts, rails, frame design,

15、 etc., and components designed for the assembly combination of entities. Finally, in order to verify the correctness of the design, t</p><p>　　Key words: Cam Design Combination Mechanism Heart-line

16、trajectory </p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)的研究意義</p><p>　　本課題所研究的直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)如圖1－1所示。眾所周知，人類創(chuàng)造發(fā)明機(jī)構(gòu)和機(jī)器的歷史十分悠久，隨著近代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)構(gòu)和機(jī)器理論已經(jīng)發(fā)展成為一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科。隨著人們對(duì)各

17、種新型機(jī)構(gòu)和機(jī)器的需求的日益增多，對(duì)這門學(xué)科的研究也在不斷的深入，創(chuàng)新出了許多適合自動(dòng)機(jī)上應(yīng)用的新機(jī)構(gòu)，而且不僅創(chuàng)造出新的剛體機(jī)構(gòu)，還創(chuàng)造出許多與電、磁、液壓、氣動(dòng)、激光和紅外線等相結(jié)合的新機(jī)構(gòu)。</p><p>　　圖1－1直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)</p><p>　　因此進(jìn)一步完善傳統(tǒng)典型機(jī)構(gòu)的分析與綜合方法，例如實(shí)現(xiàn)預(yù)期軌跡的機(jī)構(gòu)的類型和設(shè)計(jì)方法的創(chuàng)新，仍是值得研究的課題。 其中，組合機(jī)構(gòu)

18、由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化而又能實(shí)現(xiàn)單一機(jī)構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)要求，因而在農(nóng)業(yè)機(jī)械、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、冶金機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用。 目前，對(duì)于組合機(jī)構(gòu)的組成原理、基本類型、功能等方面均有比較系統(tǒng)的研究，對(duì)于各種組合機(jī)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究也日益加強(qiáng)。 </p><p>　　對(duì)直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)的研究，本身就是機(jī)構(gòu)研究方面一個(gè)很有趣的課題，即使在自動(dòng)控制技術(shù)高度發(fā)展的今天也是具有實(shí)際意義的。</p><p>

19、　　1.2凸輪機(jī)構(gòu)以及組合機(jī)構(gòu)的研究和發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　凸輪機(jī)構(gòu)幾乎可以實(shí)現(xiàn)無(wú)限多種的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律，它廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)機(jī)床和自動(dòng)裝置中，如紡織機(jī)械、計(jì)算機(jī)、印刷機(jī)、食品加工機(jī)械、內(nèi)燃機(jī)以及其它各種自動(dòng)機(jī)械和控制系統(tǒng)中。自20世紀(jì)50年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和各種數(shù)值方法的發(fā)展，人們對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的研究也逐步擴(kuò)展與深入。</p><p>　　我國(guó)對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和研究已有多年的歷

20、史，目前仍在繼續(xù)擴(kuò)展和深入。在應(yīng)用方面，我國(guó)正在大力發(fā)展包裝機(jī)械、食品機(jī)械等自動(dòng)化設(shè)備，這些設(shè)備中都要用到各種形式的凸輪機(jī)構(gòu)。在研究方面，近年來(lái)也有相當(dāng)進(jìn)展，一些專著 [3-5] 相繼出版。在1983年全國(guó)第三屆機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)上關(guān)于凸輪機(jī)構(gòu)的論文共有8篇，涉及設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、分析、凸輪廓線的綜合等四個(gè)研究方向；到了1988年第六屆會(huì)議，共有凸輪機(jī)構(gòu)方面的論文20篇，凸輪-連桿機(jī)構(gòu)方面的論文2篇，增加的研究方向有動(dòng)力學(xué)、振動(dòng)、優(yōu)化設(shè)計(jì)等

21、；1990年第七屆會(huì)議，共有凸輪機(jī)構(gòu)方面的論文22篇，還有含凸輪的組合機(jī)構(gòu)方面的論文6篇，增加了誤差分析、CAD/CAM等研究方向，在汽車、內(nèi)燃機(jī)、機(jī)械制造等有關(guān)領(lǐng)域，也有很多關(guān)于研究凸輪機(jī)構(gòu)的內(nèi)容。由此可見，我國(guó)對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的研究是不斷發(fā)展的。此外，我國(guó)在凸輪機(jī)構(gòu)的共軛曲面原理、CAD和專家系統(tǒng)等方面，也有相當(dāng)研究。但是，與先進(jìn)國(guó)家比較，我國(guó)對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的研究仍有較大差距，特別是在振動(dòng)、加工、產(chǎn)品開發(fā)等方面。</p><

22、;p>　　綜上所述，雖然已有很多學(xué)者對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的研究作了相當(dāng)多的工作，但在各研究方向仍有許多可繼續(xù)進(jìn)行的工作，并有一些研究方向有待開發(fā)。</p><p>　　1.3直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)的研究方法</p><p>　　1.3.1直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　建立直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)公式，得出該機(jī)構(gòu)各構(gòu)件位置、大小及形狀尺寸、凸輪實(shí)際廓線、理論廓

23、線等，并設(shè)計(jì)和繪制出機(jī)構(gòu)所需要的所有零件的實(shí)體，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行裝配組合，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真。</p><p>　　1.3.2本課題的主要研究方法</p><p>　　本課題研究主要以計(jì)算機(jī)為主要工具，以理論設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。其次，還要對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果分析、評(píng)價(jià)、并進(jìn)行修正和仿真工作。本課題研究所用到的主要硬件設(shè)備為計(jì)算機(jī)，所用到的主要軟件有：Proe wildfire3.0、 AutoCAD

24、 2004 、Word 2002、Powerpoint。</p><p>　　2 直動(dòng)從動(dòng)機(jī)凸輪和擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于該組合機(jī)構(gòu)綜合了單一的直動(dòng)凸輪和擺動(dòng)凸輪兩種機(jī)構(gòu)，其運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性，靠單純的傳統(tǒng)的方法求凸輪廓線，非常復(fù)雜，本課題采用一種離散化方法，通過(guò)建立直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)公式，得出該機(jī)構(gòu)各構(gòu)件位置、大小及形狀尺寸、凸輪實(shí)際廓線、理論廓線等[2]。<

25、/p><p>　　2.1 直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)基本思想</p><p>　　圖2-1 直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)參數(shù)的幾何關(guān)系</p><p>　　如圖2-1，設(shè) 為預(yù)期曲線上n + 1 個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，它們與下列數(shù)值一一對(duì)應(yīng)， ——頂桿位移；</p><p><b>　　——擺桿轉(zhuǎn)角；</b></p><p&g

26、t;　　——直動(dòng)從動(dòng)件凸輪向徑與極角；</p><p>　　——擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪向徑與極角；</p><p>　　e ——直動(dòng)凸輪偏心距；</p><p>　　a,b——預(yù)期曲線起始點(diǎn)坐標(biāo)；</p><p>　　R , R 1 , R 2 ——擺桿長(zhǎng)度，擺桿上端長(zhǎng)度，頂桿長(zhǎng)度。</p><p>　　依據(jù)預(yù)期曲線上的點(diǎn)

27、與頂桿位移 、擺桿轉(zhuǎn)角之間的幾何關(guān)系，求出它們的變化規(guī)律 ，，再分別設(shè)計(jì)直動(dòng)從動(dòng)件凸輪廓形與擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪廓形。</p><p>　　2.2直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟</p><p>　　2.2.1求取坐標(biāo)點(diǎn) </p><p>　　預(yù)期曲線可以是由一條或若干條平面曲線組成的封閉曲線,首先寫出它的參數(shù)方程表達(dá)式,并且要求參數(shù)方程表示的曲線位于第Ⅰ、第Ⅳ象限,初定

28、其起始點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。曲線方程為：</p><p>　　………………………（2-1） </p><p><b>　　積分求弧長(zhǎng)，得</b></p><p>　　…………………（2-2）</p><p>　　其中,t0,

29、tn分別表示曲線的起始參數(shù)與終了參數(shù)。 </p><p>　　再按照設(shè)計(jì)要求將曲線分成若干段 ,其中任意一段定一位置，則有，且 , 令k 0 = 0。</p><p>　　下面采用勻速運(yùn)動(dòng)規(guī)律將預(yù)期曲線分段，k i求解公式為：</p><p>　　………………………………（2-3）</p><p>　　式中，i=0,1,2……n。<

30、/p><p>　　如果將預(yù)期曲線L對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角都分成n等份，使之與 :相對(duì)應(yīng)，那么當(dāng)凸輪軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)組合凸輪機(jī)構(gòu)，將使從動(dòng)點(diǎn)以預(yù)期的勻速運(yùn)動(dòng)規(guī)律沿預(yù)期曲線運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　2.2.2確定機(jī)構(gòu)初始位置參數(shù)</p><p>　　參看圖2-2，直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)為：直動(dòng)凸輪基圓半徑，擺動(dòng)凸輪基圓半徑 ，偏心距e以及擺桿長(zhǎng)度R及R1 ，頂桿長(zhǎng)度R2

31、等。由這些機(jī)構(gòu)參數(shù)可得到如下機(jī)構(gòu)初始位置參數(shù)（初始位置）： </p><p>　?、?擺桿與頂桿在初始位置的夾角 </p><p>　　………………………（2-4）</p><p><b&

32、gt;　　式中，，。</b></p><p>　?、?從動(dòng)點(diǎn)起始位置坐標(biāo)</p><p>　　………………………………（2-5）……………………………………（2-6）</p><p>　　圖2-2 直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)初始位置參數(shù)</p><p>　　考慮機(jī)構(gòu)的初始位置,應(yīng)該將上節(jié)求到的坐標(biāo)點(diǎn)平移到從(a,b)為初始點(diǎn)的位置上來(lái)，

33、于是有： </p><p>　　……………………（2-7） </p><p>　　平移后的坐標(biāo)點(diǎn)仍記作。</p><p>　　2.2.3 確定頂桿位移與擺桿轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律</p><p>　　分析圖2-2,可以得到以下關(guān)系式：</p><p><

34、b>　?、贁[桿轉(zhuǎn)角</b></p><p>　　………………………………（2-8） </p><p>　　式中i=0,1,2，…，n </p><p><b>　　②頂桿位移</b></p><p>　　………………………（2-9） </p><

35、;p>　　式中i=0,1,2，…，n </p><p>　　從而得到與對(duì)應(yīng)的和。</p><p>　　2.2.4 凸輪廓形設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪輪廓設(shè)計(jì)</p><p>　　首先，設(shè)計(jì)擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪廓形，參見圖2-3，分析△AOB，應(yīng)用余弦定理，則擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪理論廓線上任意一點(diǎn)的向徑：<

36、/p><p>　　圖2-3 確定擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪的向徑及向徑極角</p><p>　　…………………（2-10） </p><p>　　式中，； </p><p>　　。 </p><p><b>

37、　　其向徑極角：</b></p><p>　　…………（2-11） </p><p>　　式中，為凸輪累加轉(zhuǎn)角： </p><p>　　以上各式中，i=0，1，2，…，n，由此可以得到擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪的向徑與極角。取直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)為：直動(dòng)凸輪基圓半徑=60，擺動(dòng)凸輪基圓半徑

38、=50 ，偏心距e=20，擺桿長(zhǎng)度R=400及R1 =200</p><p>　　其計(jì)算結(jié)果如表2—1：</p><p>　　表2-1 直動(dòng)凸輪參數(shù)</p><p>　　采用描點(diǎn)法可得其理論輪廓如圖2-4：</p><p>　　圖2-4 凸輪理論輪廓</p><p>　　凸輪從動(dòng)件采用滾子從動(dòng)件，滾子半徑的選擇原理參見

39、。選取滾子半徑為5，則可得凸輪實(shí)際廓線如圖2-5：</p><p>　　圖2-5 凸輪實(shí)際輪廓</p><p>　?。?）直動(dòng)從動(dòng)件凸輪輪廓設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)直動(dòng)從動(dòng)件凸輪廓形，參見圖2-4，直動(dòng)從動(dòng)件凸輪理論廓線上任意一點(diǎn)</p><p>　　圖2-6 確定直動(dòng)從動(dòng)件凸輪的向徑及向徑極角</p><p>

40、<b>　　B的向徑：</b></p><p>　　…………………………（2-12） </p><p>　　式中： 。 </p><p>　　表示 中的最小值：

41、 </p><p><b>　　其向徑極角：</b></p><p>　　…………………（2-13） </p><p>　　以上各式中，i=0，1，2，…，n</p><p>　　由此可以得到直動(dòng)從動(dòng)件凸輪的向徑與極角。<

42、;/p><p>　　取直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)為：直動(dòng)凸輪基圓半徑=60，擺動(dòng)凸輪基圓半徑=50 ，偏心距e=20，擺桿長(zhǎng)度R=400及R1 =200其計(jì)算結(jié)果如表2—2：</p><p>　　表2-2 擺動(dòng)凸輪參數(shù)</p><p>　　采用描點(diǎn)法得到直動(dòng)從動(dòng)件凸輪的理論輪廓如圖：</p><p>　　圖2-7 擺動(dòng)凸輪理論輪廓</p&

43、gt;<p>　　與直動(dòng)從動(dòng)件凸輪的滾子半徑選擇原理一樣，選取滾子半徑為5，則凸輪實(shí)際輪廓如圖2-8：</p><p>　　圖2-8 擺動(dòng)凸輪實(shí)際輪廓</p><p>　　2.2.5直動(dòng)從動(dòng)件凸輪的頂桿長(zhǎng)度及安裝滯后角</p><p>　　圖2-9表示的是直、擺組合凸輪機(jī)構(gòu)的初始位置（初始位置），其直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的頂桿長(zhǎng)度：</p>

44、<p>　　……………………（ 2-14）</p><p>　　式中，為機(jī)構(gòu)初始位置時(shí)，直動(dòng)從動(dòng)件凸輪B點(diǎn)的向徑，其極角記為。</p><p>　　代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：R2=107.58</p><p>　　圖2-9 頂桿位移與擺桿轉(zhuǎn)角的變化</p><p>　　如圖2-5所示，定義機(jī)構(gòu)初始位置時(shí)，擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪向徑（即其基圓半徑）與

45、使頂桿處于最低位置時(shí)直動(dòng)從動(dòng)件凸輪向徑（即其基圓半徑）之間的夾角為安裝滯后角,則安裝滯后角：</p><p><b>　　………（2-15）</b></p><p>　　代入各數(shù)據(jù)計(jì)算得：=179.471</p><p>　　2.3直動(dòng)凸輪和擺動(dòng)凸輪的實(shí)體設(shè)計(jì)</p><p>　　凸輪的實(shí)體結(jié)構(gòu)一般都類似于齒輪結(jié)構(gòu)，并且

46、參看他人實(shí)際生產(chǎn)出的凸輪，同時(shí)考慮其在軸上的周向定位（采用A型普通平鍵），現(xiàn)設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)為如圖2-10所示：</p><p>　　圖2-10 直動(dòng)凸輪實(shí)體圖</p><p>　　其尺寸如圖2-11：</p><p>　　圖2-11 直動(dòng)凸輪尺寸</p><p>　　擺動(dòng)凸輪結(jié)構(gòu)如圖2-12：</p><p>　　圖2-1

47、2 擺動(dòng)凸輪實(shí)體圖</p><p>　　其尺寸如圖2-13：</p><p>　　圖2-13 擺動(dòng)凸輪尺寸</p><p><b>　　3 機(jī)構(gòu)的實(shí)體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 機(jī)構(gòu)的實(shí)體結(jié)構(gòu)</p><p>　　為了便于說(shuō)明，首先把我所設(shè)計(jì)的該機(jī)構(gòu)的實(shí)體模型貼出來(lái)，如圖3-1：&l

48、t;/p><p>　　圖3-1 機(jī)構(gòu)實(shí)體模型</p><p>　　其爆炸視圖如圖3-2</p><p>　　圖3-2 機(jī)構(gòu)模型的爆炸圖</p><p>　　該機(jī)構(gòu)包括如下幾個(gè)部分：支架，后支架，導(dǎo)軌，軸及其部件，直動(dòng)桿，擺動(dòng)桿，直動(dòng)從動(dòng)件凸輪，擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪，以及螺栓。由于該機(jī)構(gòu)所傳遞的率很小，因此，其設(shè)計(jì)的主要方面不再各個(gè)零件的力學(xué)性能是否滿足

49、要求，而主要在于其設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度，部件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，部件的加工工藝性能，實(shí)體的外觀等方面，也就是主要在于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　該機(jī)構(gòu)所選用的標(biāo)準(zhǔn)件經(jīng)整理如下：</p><p>　　聯(lián)接后支撐板與座板用的螺栓：GB5780-86 M6×30 數(shù)量4 </p><p>　　與其配合的螺母：GB41-86 M6 數(shù)量4</p>

50、<p>　　組合導(dǎo)軌用的螺栓：GB5780 M6×30 數(shù)量4</p><p>　　與其配合的螺母：GB41-86 M6 數(shù)量4</p><p>　　聯(lián)接軸承座與座板用的螺栓：GB5780 M12×45 數(shù)量4</p><p>　　與其配合的螺母：GB41-86 M12 數(shù)量4</p><

51、p>　　凸輪的軸向定位用的軸端C型外擋圈：GB894.1-86 15 數(shù)量1</p><p>　　擺桿的軸向定位用的軸端擋圈：GB895.1-86 7 數(shù)量為1</p><p>　　凸輪與軸的周向定位用的A型普通平鍵：截面尺寸 5×5 數(shù)量1</p><p>　　安裝在軸上的軸承：GB276-89 6205</p>&

52、lt;p>　　與其配合的軸承座：GB7813-87 SN103</p><p><b>　　3.2 支架的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　如圖3-1所示，該機(jī)構(gòu)實(shí)體的支架包含兩個(gè)部分：支架和后支架。其實(shí)體的結(jié)構(gòu)形式采用比較簡(jiǎn)單，容易制造的方形板狀，并用螺栓將其連接組合。其各尺寸的選定需綜合考慮所選擇的軸承座，直動(dòng)導(dǎo)軌的行程，導(dǎo)軌的尺寸等方面。結(jié)構(gòu)上必須保證不能

53、與任何其它的實(shí)體發(fā)生干涉。</p><p>　　后支架的設(shè)計(jì)結(jié)果如圖3-4：</p><p>　　圖3-4 后支架實(shí)體圖</p><p>　　支架的最終設(shè)計(jì)結(jié)果如下圖3-3：</p><p>　　圖3-3 支架的實(shí)體圖</p><p><b>　　其尺寸件附圖紙。</b></p>&

54、lt;p>　　3.3 直動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)</p><p>　　導(dǎo)軌的形式多種多樣，本課題中為了使機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單現(xiàn)采用傳統(tǒng)的截面為圓形的圓形導(dǎo)軌，再考慮到導(dǎo)軌傳動(dòng)的平穩(wěn)性，采用兩個(gè)導(dǎo)軌的組合結(jié)構(gòu)。</p><p>　　定其尺寸：綜合考慮機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)形式，選用的滾動(dòng)軸承座，導(dǎo)軌的平穩(wěn)性，定其結(jié)構(gòu)如下圖3-5：</p><p>　　圖3-5 直動(dòng)導(dǎo)軌實(shí)體圖<

55、/p><p>　　其尺寸見所附的圖紙。</p><p><b>　　3.4直動(dòng)桿的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　所設(shè)計(jì)的直動(dòng)桿形式如圖3-1所示，包括滑動(dòng)部分，擺動(dòng)桿支撐部分以及直動(dòng)桿長(zhǎng)部分。直動(dòng)桿長(zhǎng)部分的長(zhǎng)度由凸輪設(shè)計(jì)時(shí)所選用的結(jié)構(gòu)參數(shù)決定，其計(jì)算結(jié)果為95.77 mm，直徑取為20 mm。支撐擺動(dòng)桿部分的直徑取為30 mm。滑動(dòng)部分的直徑取

56、為20 mm，為了防止桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生周向轉(zhuǎn)動(dòng)，在中心位置加一凸臺(tái)寬度為5 mm，高度為5 mm。</p><p>　　支撐擺動(dòng)桿部分的軸段設(shè)計(jì)（參看圖3-1），兩凸輪中心的距離為23 mm。</p><p><b>　　其實(shí)體如圖3-6：</b></p><p>　　圖3-6 直動(dòng)桿實(shí)體圖</p><p><b

57、>　　3.5擺動(dòng)桿的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　擺動(dòng)桿分上半段和下半段，由第2章凸輪設(shè)計(jì)時(shí)所選用的結(jié)構(gòu)參數(shù)：擺動(dòng)桿上半段的長(zhǎng)度為200 mm，下半段的長(zhǎng)度為200 mm。如圖3-1所示，為了避免擺動(dòng)桿在運(yùn)動(dòng)時(shí)與擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪發(fā)生干涉，將擺動(dòng)桿設(shè)計(jì)成非直線形式。</p><p>　　設(shè)計(jì)結(jié)果如圖3-7：</p><p>　　圖3-7 擺動(dòng)桿實(shí)體

58、圖</p><p>　　其尺寸參看附的圖紙。</p><p>　　3.6軸系零部件的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于該機(jī)構(gòu)所傳遞的功率很小，因此這里的軸的設(shè)計(jì)就是軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.6.1 擬定軸上零件的裝配方案</p><p>　　需安裝到軸上的零件有：軸承，直動(dòng)從動(dòng)件凸輪和擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪。裝配方案

59、采用圖3-6形式：</p><p>　　圖3-6 軸上零件的裝配</p><p>　　3段和5段安裝軸承，7段安裝兩凸輪。</p><p>　　3.6.2 確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度</p><p>　　對(duì)照?qǐng)D3-6，初步選擇滾動(dòng)軸承為內(nèi)徑25的深溝球軸承，其軸向定位為軸肩定位，并取軸肩高度為2.5mm，則4段的直徑為30mm。查表，取軸承厚度為

60、15mm，則取安裝軸承的軸頸部分長(zhǎng)度為18mm（分別為圖中的3，5段）</p><p>　　再計(jì)算6段長(zhǎng)度和直徑。對(duì)照機(jī)構(gòu)的三維實(shí)體圖3-1。直動(dòng)導(dǎo)軌中心離5段定位軸承的軸肩的距離為59 mm，直動(dòng)凸輪離其定位軸肩的距離為13 mm，5段的長(zhǎng)度為18 mm，所以可以得出6段的長(zhǎng)度為（59-18-13）mm =28 mm</p><p>　　取軸肩的高度為2.5mm，則6段直徑為20mm。&

61、lt;/p><p>　　計(jì)算軸頭部分的長(zhǎng)度和直徑：同樣取軸肩的高度為2.5 mm，則直徑為15mm，長(zhǎng)度為兩凸輪厚46mm。</p><p>　　3.6.3軸上零件的周向定位</p><p>　　兩凸輪與軸的周向定位采用平鍵連接。按照軸頭直徑15mm選平鍵的截面為b*h=5*5。按照軸段的寬度選其L=30mm。則查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，可分別得到鍵槽的深度3 mm。</p

62、><p>　　軸的實(shí)體圖如圖3-7：</p><p>　　圖6—3軸的實(shí)體效果圖</p><p><b>　　4 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真</b></p><p>　　為了驗(yàn)證本課題所設(shè)計(jì)的直擺凸輪組合機(jī)構(gòu)能達(dá)到我們預(yù)期的功能，也就是該機(jī)構(gòu)可以使擺桿的末端點(diǎn)實(shí)現(xiàn)心臟線軌跡，現(xiàn)在Proe下對(duì)該機(jī)構(gòu)的實(shí)體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。</p>

63、;<p>　　仿真的果可參看附帶的運(yùn)動(dòng)仿真視頻片段。</p><p>　　從仿真的結(jié)果，也就是仿真所得到的軌跡，我們可以看出該機(jī)構(gòu)能達(dá)到我們預(yù)期的功能。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)是在尊敬的姚明印

64、老師的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，她一直細(xì)心的指導(dǎo)我們，當(dāng)我們遇到問(wèn)題的時(shí)候，雖然她公作繁忙，但她仍然會(huì)抽空來(lái)幫我們解決問(wèn)題，讓我們非常的感動(dòng)，她還給我們的設(shè)計(jì)提出了很多寶貴的修改意見，在這里衷心的感謝指導(dǎo)老師，姚老師辛苦！</p><p>　　感謝圖書館給我們提供大量的書籍資料供參考；感謝給予我們幫助的其他老師和同學(xué)們。</p><p>　　最后，臨畢業(yè)之際，我借此