　　　凸轮机构是工程中用来实现机械化和自动化的重要驱动和控制机构之一，在轻工、食品、纺织、印刷、医药、标准零件制造、交通运输等领域运行的工作机械中都获得广泛应用。但随着社会发展和科技进步，为了提高产品的质量和生产率，作为机械设备核心部件的凸轮机构而言，必须进一步提高它的设计水平，在解析法设计的基础上开展计算机辅助设计的研究和推广应用。因此，开展对凸轮机构运动分析的研究，对于揭示机构的运动性能，进行机构的优化设计和动力学分析有着重要的实际意义。

　　　本文首先介绍了凸轮机构的发展概况，提出课题的背景和意义，接着指出国内外研究的趋势和国内高校凸轮机构实验仅局限于对运动参数的测量与分析，然后提出以现实生活中最常用的一些凸轮为基础来研究凸轮机构试验平台中从凸轮轮廓设计到加工到试验这一整个系统构成。凸轮轮廓线的设计在解析法的基础上用计算机软件进行绘制。凸轮加工的方法用最常见的线切割加工，用CAXA线切割软件来辅助写代码。平台可测量盘形凸轮，圆柱凸轮，直动从动件及摆动从动件组成的不同的凸轮机构的运动特性。从动件的回复力采用恒定重力的重力回复，直动的轨道用直线导轨，进一步的提高测量精度。在实验台中各个传感器的设计位置，可以让学生直观去观察从动件的速度、加速度；同时，为了让实验台的测量数据更加丰富，在实验台上加上旋转编码器，就可以观察和研究凸轮机构的在运行中输入轴的速度，让整个实验台的功能更加的强大，实验内容更加丰富，对凸轮机构运动研究也很有帮助。

　　　关键词：凸轮机构；运动分析；解析法；试验台；软件辅助设计

摘要

Abstract

第1章绪论1

1.1 引言1

1.2 凸轮机构的研究现状和发展趋势2

1.1.1 国内外凸轮机构研究现状2

1.1.2 凸轮机构研究趋势3

1.3 课题设计的内容和意义4

第2章凸轮机构的设计理论6

2.1凸轮机构的基本参数6

2.2 从动件运动规律7

2.3凸轮轮廓曲线设计10

第3章凸轮的加工方法14

3.1 划线加工14

3.2 万能铣床加工14

3.3数控机床加工15

3.4 仿形机床加工16

3.5 电火花机床加工17

第4章凸轮机构实验平台22

4.1 凸轮实验平台的组成22

4.1.1直动从动件结构22

4.1.2摆动从动件结构24

4.1.3圆柱凸轮结构24

4.2凸轮机构实验台传动设计25

4.2.1选择传动方案25

4.2.2 选择电动机25

4.2.3涡轮蜗杆减速器25

4.2.4同步带传动设计26

4.2.5 从动件组件设计30

4.3 传感器选择32

4.3.1传感器概述32

4.3.2传感器选用原则33

4.3.3角位移传感器的选择34

4.3.4直线位移传感器选择36

第5章试验台运动仿真37

5.1运动仿真简介37

5.2Pro／ENGINEER仿真简介38

5.3凸轮机构试验平台运动仿真38

第6章总结和展望41

参考文献42

致谢43

课题设计的内容和意义

　　一直以来，所做的凸轮机构实验一直是验证式实验模式，就是由教师提前准备好相关的设备，学生根据实验指导书和书上的教学参考步骤来完成实验，设计性跟创新性少，学生中普遍有着实际知识不足、重理论轻实验、实验技能低等问题。大部分学校的凸轮机构实验只局限于对运动参数的测量与分析，实验过程都是一成不变的，对学生创新素质的培养是不利的。

本课题中我们先用解析法来用已知参数条件对凸轮的轮廓曲线进行设计，然后在Pro/Engineer中进行运动仿真，看是否能得到相应的运动规律，然后用CAXA线切割软件进行代码的编写再输送到线切割机将凸轮生产出来，最后在试验平台上进行测试，验证是否满足设计要求。

在这个试验平台中，将对凸轮的设计、分析，优化及测试进行一系列的实验，可供学生使用，增强他们的综合设计及创新能力、实践动手的能力、分析和解决问题的能力。实验是高校在教学和科研上的重要组成部分。因此，实验是理论联系实际不可缺少的环节。凸轮机构实验是工科院校的机械原理课程实践教学的一个重要单元。通过该实验，学生可以深入了解和掌握各种凸轮机构的性能，从而将书本知识联系到工程实际，用书本上的知识来解决工程实际问题。所以，凸轮机构实验的进一步完善和发展对提高学生的综合能力和专业水平具有重要意义

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