机械原理课程设计飞轮、凸轮、变位齿轮课程设计

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1、机械原理 课程设计学生学院专业班级学 号学生姓名指导教师王剑彬2012 年 5月 10日目录1. 机械原理课程设计设计任务书22. 课程设计目的33. 飞轮设计33.1绘制动态等功阻力矩M *= M *(申)线图3cc3.2绘制驱动功A = A (p)图3aa3.3求最大动态剩余功A43.4计算转动惯量J 4JF4. 凸轮设计55. 变位齿轮机构设计.76. 设计小结8参考文献2.课程设计目的机械原理课程设计是培养学生掌握机械系统运动方案设计能力的技术基础 课程，它是机械原理课程学习过程中的一个重要实践环节。其目的是以机械原理 课程的学习为基础，进一步巩固和加深所学的基本理论、基本概念和基本知

2、识， 培养学生分析和解决与本课程有关的具体机械所涉及的实际问题的能力，使学生 熟悉机械系统设计的步骤及方法，其中包括选型、运动方案的确定、运动学和动 力学的分析和整体设计等，并进一步提高计算、分析，计算机辅助设计、绘图以 及查阅和使用文献的综合能力。3.飞轮设计3.1绘制动态等功阻力矩M *= M *（申）线图cc列表汇集同组同学在动态 静力分析中求得的 各机构位置的平衡 力矩m（-m即为动态阻力矩M）。数据如下表:fr123456789101112M (N - m)r07037439327515-14-16-17-17-3227由以上数据在A2图纸上绘制m 申图，其中力矩比例尺卩二io（rm

3、mmm角度比例尺卩（丄）=0.026（丄）。mmmm3.2绘制驱动功A = A （p）图aa利用图解积分法求出在一个运动循环中的阻力功A *，数据如下：c1%讦=18. 3270 + 374/x + 18. 3 = 134 . 5 2 63393 + 37 x + 134. 5 = 335 . 3 /2 64275 + 39卩 x + 335 . 3 = 510 . 2 /26515 + 275/ x + 510 . 2 = 586 . 1 /2 66-14 + 1y x + 586 . 1 = 586. 4 /2 67-16 - 1y x + 586.4 = 578 . 568-17 - 1

4、叨 x + 578 . 5 = 569 . 9/ 2 69-17 - 1/ x + 569. 9 = 561 . 0 /2 610-32 - 11/ x + 561 . 0 = 548 . 2 /2 61127 - 3y x + 1548 . 2 = 546 . 9 /2 61221/ x + 546 . 9 = 554. 0 /2 6由于在一个运动循环中驱动功与阻力功相等，则将曲线的始末端连接即为A 。a3.3求最大动态剩余功A将A = A （p）与A * = A *（申）两线图相减，即得一个运动循环中的动态剩余功线aacc图A; = A（申）。该图的纵坐标最咼点与最低点的距离即表示最大动态

5、剩余功A =407.0334计算转动惯量jF已知 n = 6090 r /min 则 5= 2（ n max - n min/=0-5/ n + nmaxmin由 算的 j 为 23. 32 kg - m2F4. 凸轮设计已知：从动件的运动规律为推程余弦运动，回程等加速等减速运动，凸轮与 曲柄共轴。凸轮参数：H = 30mm， y = 40mm， e = 10mm30，5 = 150，5 = 30，5 = 120，5= 600 0 01 0 02P.，选min根据已知求出凸轮的基本尺寸，理论廓线外凸曲线的最小曲率半径取滚子半径，绘制凸轮实际廓线。以上内容坐在2号图纸上。（1）根据运动规律求出s

6、 申,込申, d申归申并用何方法绘制d申2a.推程1 一 cosds25-sin - 5U丿0b.回程等加速回程:、2dsd 94 Hro(52 0、2等减速回程:5 )2dsd 94 Hro5 20(50、2由机械原理课程设计指导书可知：用作图法进行相关设计。由凸轮运动方程绘制出凸轮推程，远休止，回程和近休止的运动线图，作图 方法如下：在S坐标轴取线段长为0A,使OA等于h,以OA为直径作半圆，并将半圆 等分为10份,，相应的在t坐标轴上，把推程段平均分成10份，取半圆的等 分点作t轴的平行线，该平行线与推程的坐标的交点即为运动线点，用光滑 的曲线将交点连接起来，得到推程运动线图。在远休止段

7、，S=h。回程段， 将回程起始点与终止点连接起来，与该段横坐标的中点有一交点，相应的把 该交点所在的垂线段平分为8份，横坐标前段对应交点的上部，后段对应交点的下部，将相应的横纵坐标交点用光滑的曲线连接起来，得到回程的运动 线图。近休止的运动线图为一在横坐标上的直线。作凸轮廓线图以r0为半径作基圆，过圆心取偏心距e作一直线与基圆的交点为从动件 初始位置，以该偏心距e所在的半径为起始半径，量取一段150度的圆 弧，平均分成10份，过半径作切线。在运动线图上相应量出横坐标到相 应交点的距离，该距离即为切线上的点距基圆交点的距离，并以该交点 作为滚子的圆心，以r为半径做出滚子轮廓，将所有的滚子轮廓线用

8、光 滑的曲线连接起来，即为凸轮的轮廓线(2)根据凸轮运动参数，得出下列数据根据所得数据画出凸轮理论轮廓，选取滚子半径为10mm，得出凸轮实际廓线 (见图2)。可得：5. 变位齿轮机构设计设计数据符号Z1Z2ma万案一13591020已知：齿数，模数，压力角如上表，齿轮为正常齿制，工作情况为闭式传动。 要求：选择变位系数，计算该对齿轮传动的各部分尺寸，在2号图纸上绘制出齿轮传动的啮合图。查2，选择变位系数x = _x =0.41 2计算齿轮传动各部分尺寸小齿轮大齿轮节圆直径(mm)130590齿顶圆直径(mm)158602齿根圆直径(mm)113557基圆直径(mm)122.2554.4分度圆齿

9、厚(mm)18.612.8齿槽宽(mm)12.818.6齿顶咼(mm)106齿根咼(mm)8.516.5 根据齿轮传动尺寸绘制传动啮合图(见图3) 根据啮合图尺寸验算重合度测得实际啮合线段BB = 47，法向齿距P=30;得重合度e = B1B2=1.56理论重合度a12an=1.5576=Z (tan a tan a ) + Z (tan a tan a ) / 2兀1a12a 2通过验算实际重合度与理论重合度相等，符合要求。6. 设计小结通过这次课程设计，重拾了许多学过的知识，巩固了机械原理的知识， 更加充实了自己。这次课程设计最大的感触就是搞设计一定得细心，各方面知 识都要牢固，另外，要学会查阅资料。自己动手，不懂向老师及同学请教。总 之，这次课程设计收获不小，可谓受益匪浅！另外感谢老师及同学的帮助！ 参考资料【1】孙恒陈作模机械原理（第七版）西安工业大学机械原理及机械零件教 研室编2006.5【2】机械手册。【3】理论力学（第七版）哈尔滨工业大学理论力学教研室 编。