【導(dǎo)讀】機(jī)構(gòu)學(xué)是以運(yùn)動幾何學(xué)和力學(xué)為主要理論基礎(chǔ)，以數(shù)學(xué)分析為主要手段，對各類機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動和動力分析與綜合的學(xué)科。機(jī)構(gòu)學(xué)為創(chuàng)造新的機(jī)器和進(jìn)行機(jī)。械設(shè)備，來滿足生產(chǎn)發(fā)展和人們生活的需求。機(jī)構(gòu)學(xué)的發(fā)展將直接影響到機(jī)械。工業(yè)各類產(chǎn)品的工作性能以及許多行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的機(jī)械化和自動化程度。機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)科達(dá)到了一個嶄新的階段。在國際學(xué)術(shù)討論會上，各國科學(xué)家一致認(rèn)。為它有如旭日東升，正顯出其無比強(qiáng)大的生命力。機(jī)構(gòu)聯(lián)結(jié)件的間隙在高。起的機(jī)構(gòu)變形、穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)下的動態(tài)響應(yīng)和過渡過程問題。由多種、多個構(gòu)件組成的機(jī)構(gòu)稱為。及其判定、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的同構(gòu)判定、消極子運(yùn)動鏈判定等。替代傳統(tǒng)的連桿曲線圖譜實現(xiàn)機(jī)構(gòu)綜合。凸輪機(jī)構(gòu)分析與綜合的研究也日益深。擺動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計問題已有較好結(jié)果，擺動從動件圓柱凸輪。凸輪機(jī)構(gòu)動力學(xué)深入研究，從動件運(yùn)動規(guī)律選擇、動力學(xué)模型建立、動。已引起關(guān)注并有初步研究。為設(shè)計滿足任意工藝要求的、任意復(fù)雜高級組空間機(jī)

　　

【正文】 a） 式中、分別為凸輪轉(zhuǎn)向系數(shù)和從動件推程擺動方向系數(shù)，其取值與前述相同。由直角三角形得 （ b） 綜合式 (a)、 (b)，得計算任意位置壓力角的一般公式： 式中為從動件初位角，可由下式計算： 由上可以看出，影響壓力角的因素較多，且關(guān)系較為復(fù)雜。但若且或且 ，則可減小推程壓力角。 當(dāng)從動件長度 l 和運(yùn)動規(guī)律給定之后，壓力角的大小取決于基 圓半徑和中心距。設(shè)計時可將推程和回程許用壓力角作為約束條件，用優(yōu)化的方法求得最小基圓半徑及相應(yīng)的中心距。 （ 3）平底直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu) 對于平底直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪輪廓曲線與平底接觸處的公法線永精品論文 遠(yuǎn)垂直于平底，壓力角恒等于零。顯然，這種凸輪機(jī)構(gòu)不能按照壓力角確定其基本參數(shù)。但是，平底從動件有一個特點(diǎn)，它只能與外凸的輪廓曲線相作用，而不允許輪廓曲線有內(nèi)凹，這樣才能保證凸輪輪廓曲線上的所有點(diǎn)都能與從動件平底接觸。由實例發(fā)現(xiàn)，基圓半徑過小時，用作圖法繪制平底從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪，不僅會出現(xiàn)輪廓曲線內(nèi) 凹，而且同時會出現(xiàn)包絡(luò)線相交，如圖所示。在實際加工時，這種現(xiàn)象將造成過度切割，使包絡(luò)線交點(diǎn)左側(cè)的輪廓曲線全部被切掉，從而導(dǎo)致從動件運(yùn)動失真。因此，欲避免運(yùn)動失真，就必須保證輪廓曲線全部外凸。 圖 平底直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)最小基圓半徑 通過推導(dǎo)，可得平底凸輪輪廓曲線上一點(diǎn)的曲率半徑為 只要保證，即可獲得外凸輪廓曲線。但曲率半徑太小時，容易磨損，故通常設(shè)計時規(guī)定 —— 最小曲率半徑，使輪廓曲線各處滿足。 當(dāng)運(yùn)動規(guī)律確定之后，每個位置的和均為已知，總可以求出 。顯然，取基圓半徑為可保證所有位置都 滿足的條件。 因和恒為正值，可以看出，只有當(dāng)為負(fù)值且時，才出現(xiàn)輪廓曲線內(nèi)凹。 精品論文 滾子半徑 理論輪廓曲線求出之后，如滾子半徑選擇不當(dāng)，其實際輪廓曲線也會出現(xiàn)過度切割而導(dǎo)致運(yùn)動失真。如圖所示，為理論輪廓曲線上某點(diǎn)的曲率半徑，為實際輪廓曲線上對應(yīng)點(diǎn)的曲率半徑，為滾子半徑。當(dāng)理論輪廓曲線內(nèi)凹時，如圖中點(diǎn)所示，可以得出正常的實際輪廓曲線。當(dāng)理論輪廓曲線外凸時，如圖中點(diǎn)所示，它可分為三種情況： 1) ，這時也可以得出正常實際輪廓曲線； 2) ，這時實際輪廓曲線變尖，這種輪廓曲線極易磨損，不能付之實 用； 3)，如圖中點(diǎn)所示，這時為負(fù)值，實際輪廓曲線已相交，交點(diǎn)以外的輪廓曲線事實上已不存在，因而導(dǎo)致從動件運(yùn)動失真。 圖 滾子半徑的計算 綜上所述可知，滾子半徑必須小于理論輪廓曲線外凸部分的最小曲率半徑。設(shè)計時建議取。 由高等數(shù)學(xué)可知，以參數(shù)方程、表示的平面曲線，其上任一點(diǎn)曲率半徑的計算公式為 式中 精品論文 用計算機(jī)對凸輪理論輪廓曲線逐點(diǎn)計算其曲率半徑，即可獲得。 第 5 章 凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動仿真 推桿的位移曲線 以平底從動件凸輪機(jī)構(gòu)為例 （ 1）等加速等減速 —— 簡諧運(yùn)動規(guī)律的位移方程 推程階段： 回程階段： 其中為凸輪轉(zhuǎn)角，為推程運(yùn)動角，為遠(yuǎn)休止角，為回程運(yùn)動角。 當(dāng)輸入的基圓半徑，推桿偏距，升程，推程運(yùn)動角，遠(yuǎn)休止角，回程運(yùn)動角時，位移曲線為 圖 等加速等減速 —— 簡諧運(yùn)動規(guī)律位移 （ 2）等加速等減速運(yùn)動規(guī)律的位移方程 推程階段： 回程階段： 精品論文 其中為凸輪轉(zhuǎn)角，為推程運(yùn)動角，為遠(yuǎn)休止角，為回程運(yùn)動角。 當(dāng)輸入的基圓半徑，推桿偏距，升程，推程運(yùn)動角，遠(yuǎn)休止角，回程運(yùn)動角時，位移曲線為 圖 等加速等減速運(yùn)動規(guī)律位移 （ 3）簡諧運(yùn)動規(guī)律的位移方程 推程階段： 回程階段： 其中為凸輪轉(zhuǎn)角，為推程運(yùn)動角，為遠(yuǎn)休止角，為回程運(yùn)動角。 當(dāng)輸入的基圓半徑，推桿偏距，升程，推程運(yùn)動角，遠(yuǎn)休止角，回程運(yùn)動角時，位移曲線為 圖 簡諧運(yùn)動規(guī)律位移 （ 4）簡諧 —— 等加速等減速運(yùn)動規(guī)律的位移方程 推程階段： 回程階段： 精品論文 其中為凸輪轉(zhuǎn)角，為推程運(yùn)動角，為遠(yuǎn)休止角，為回程運(yùn)動角。 當(dāng)輸入的基圓半徑，推桿偏距，升程，推程運(yùn)動角， 遠(yuǎn)休止角，回程運(yùn)動角時，位移曲線為 圖 簡諧 —— 等加速等減速運(yùn)動規(guī)律位移 推桿的速度曲線 以平底從動件凸輪機(jī)構(gòu)為例 （ 1）等加速等減速 —— 簡諧運(yùn)動規(guī)律的速度方程 推程階段： 回程階段： 其中為凸輪轉(zhuǎn)角，為推程運(yùn)動角，為遠(yuǎn)休止角，為回程運(yùn)動角。 當(dāng)輸入的基圓半徑，推桿偏距，升程，推程運(yùn)動角，遠(yuǎn)休止角，回程運(yùn)動角時，速度曲線為 圖 等加速等減速 —— 簡諧運(yùn)動規(guī)律速度 （ 2）等加速等減速運(yùn)動規(guī)律的速度方程 推程 階段： 精品論文 回程階段： 其中為凸輪轉(zhuǎn)角，為推程運(yùn)動角，為遠(yuǎn)休止角，為回程運(yùn)動角。 當(dāng)輸入的基圓半徑，推桿偏距，升程，推程運(yùn)動角，遠(yuǎn)休止角，回程運(yùn)動角時，速度曲線為 圖 等加速等減速運(yùn)動規(guī)律速度 （ 3）簡諧運(yùn)動規(guī)律的速度方程 推程階段： 回程階段： 其中為凸輪轉(zhuǎn)角，為推程運(yùn)動角，為遠(yuǎn)休止角，為回程運(yùn)動角。 當(dāng)輸入的基圓半徑，推桿偏距，升程，推程運(yùn)動角，遠(yuǎn)休止角，回程運(yùn)動角時，速度曲線為 圖 簡諧運(yùn)動規(guī)律速度 （ 4） 簡諧 —— 等加速等減速運(yùn)動規(guī)律的速度方程 推程階段： 回程階段： 精品論文 其中為凸輪轉(zhuǎn)角，為推程運(yùn)動角，為遠(yuǎn)休止角，為回程運(yùn)動角。 當(dāng)輸入的基圓半徑，推桿偏距，升程，推程運(yùn)動角，遠(yuǎn)休止角，回程運(yùn)動角時，速度曲線為 圖 簡諧 —— 等加速等減速運(yùn)動規(guī)律速度 推桿的加速度曲線 以平底從動件凸輪機(jī)構(gòu)為例 （ 1）等加速等減速 —— 簡諧運(yùn)動規(guī)律的加速度方程 推程階段： 回程階段： 其中為凸輪轉(zhuǎn)角，為推程運(yùn)動角，為遠(yuǎn)休止角，為回程運(yùn)動角。 當(dāng)輸入的基圓半徑，推桿偏距，升 程，推程運(yùn)動角，遠(yuǎn)休止角，回程運(yùn)動角時，加速度曲線為 圖 等加速等減速 —— 簡諧運(yùn)動規(guī)律加速度 （ 2）等加速等減速運(yùn)動規(guī)律的加速度方程 推程階段： 精品論文 回程階段： 其中為凸輪轉(zhuǎn)角，為推程運(yùn)動角，為遠(yuǎn)休止角，為回程運(yùn)動角。 當(dāng)輸入的基圓半徑，推桿偏距，升程，推程運(yùn)動角，遠(yuǎn)休止角，回程運(yùn)動角時，加速度曲線為 圖 等加速等減速運(yùn)動規(guī)律加速度 （ 3）簡諧運(yùn)動規(guī)律的加速度方程 推程階段： 回程階段： 其中為凸輪轉(zhuǎn)角，為推程運(yùn)動 角，為遠(yuǎn)休止角，為回程運(yùn)動角。 當(dāng)輸入的基圓半徑，推桿偏距，升程，推程運(yùn)動角，遠(yuǎn)休止角，回程運(yùn)動角時，加速度曲線為 圖 簡諧運(yùn)動規(guī)律加速度 （ 4）簡諧 —— 等加速等減速運(yùn)動規(guī)律的加速度方程 推程階段： 精品論文 回程階段： 其中為凸輪轉(zhuǎn)角，為推程運(yùn)動角，為遠(yuǎn)休止角，為回程運(yùn)動角。 當(dāng)輸入的基圓半徑，推桿偏距，升程，推程運(yùn)動角，遠(yuǎn)休止角，回程運(yùn)動角時，加速度曲線為 圖 簡諧 —— 等加速等減速運(yùn)動規(guī)律加速度 第 6 章 基于 Pro/E 的 CA6140 進(jìn)給箱操縱機(jī)構(gòu)三維建模 Pro/E 簡介 PRO/ENGINEER 是美國 PTC 公司推出的新一代 CAD/CAE/CAM 軟件，它是一個集成化的軟件，其功能非常強(qiáng)大，利用它可以進(jìn)行零件設(shè)計、產(chǎn)品裝配、數(shù)控加工、鉑金件設(shè)計、模具設(shè)計、機(jī)構(gòu)分析、有限元分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理、應(yīng)力分析、逆向造型優(yōu)化設(shè)計等。從目前的市場來看，它所涉及的主要行業(yè)包括工業(yè)設(shè)計、機(jī)械、仿真、制造和數(shù)據(jù)管理、電路設(shè)計、汽車、航天、電器、玩具等，它在我國的 CAD/CAM 研究所和工廠中得到了廣泛的應(yīng)用，同時 ，國內(nèi)的許多大學(xué)也紛紛選用該軟件作為其研究開發(fā)的基礎(chǔ)軟件。 精品論文 CA6140 進(jìn)給箱操縱機(jī)構(gòu)三維建模 CA6140 進(jìn)給箱操縱機(jī)構(gòu)的原理如下： 杠桿、擺桿 1 和擺桿 2 分別繞各自的固定鉸鏈中心擺動，以控制 3 個滑移齒輪；擺桿 1 和擺桿 2 有連桿連接，同步擺動；杠桿和擺桿 1 的滾子都處于凸輪的槽中；凸輪繞其中心軸線旋轉(zhuǎn)；在凸輪旋轉(zhuǎn)過程中，在凸輪槽的作用下，杠桿的滾子將會有上下兩個極限位置。同理，擺桿 1 也會有左右兩個極限位置，這樣，組合起來杠桿、擺桿 1 將會有 4 中狀態(tài)；對應(yīng)凸輪回轉(zhuǎn)一整周，將會出現(xiàn)這 4種狀態(tài)，可控制 3 個滑移 齒輪，分別實現(xiàn)絲杠、光桿的公制、英制傳動路線。 圖 CA6140 進(jìn)給箱操縱機(jī)構(gòu)原理圖 第 7 章 總結(jié)與展望 畢業(yè)設(shè)計個人體會與感想 經(jīng)過幾個月的努力，在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，查閱了大量的資料，以及相關(guān)軟件的學(xué)習(xí)下，終于完成了凸輪機(jī)構(gòu)優(yōu)化和仿真設(shè)計這個課題。首先，通過相關(guān)資料的查閱，使我了解到了機(jī)構(gòu)學(xué)以及凸輪機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，從而更加明白的我所設(shè)計的目的性；其次，通過學(xué)習(xí) MATLAB 軟件，使我會運(yùn)用與課題相關(guān)的函數(shù)、語句和 GUI 等；再次，以 MATLAB 為工具，結(jié)合所學(xué)的 機(jī)械原理的相關(guān)知識，進(jìn)行凸輪機(jī)構(gòu)的相應(yīng)編程；然后，進(jìn)行程序和 GUI 的整合，使所編程序能夠運(yùn)行正常；最后，通過 Pro/E 的學(xué)習(xí)，使用 Pro/E 來構(gòu)建模型并進(jìn)精品論文 行運(yùn)動仿真（包含所設(shè)計的機(jī)構(gòu)的模型）。在設(shè)計過程中，最重要的是要有正確的設(shè)計思路，及 GUI 的整體布局，如果在進(jìn)行設(shè)計之前，就清楚主要的任務(wù)是什么，那么做起事情來，可以減少許多不必要的麻煩，從而達(dá)到事半功倍的效果。同時做設(shè)計很講究心態(tài)，態(tài)度正確了，設(shè)計才能夠順利進(jìn)行。 要完成畢業(yè)設(shè)計，單單有專業(yè)知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這是一次全面的綜合檢查，檢驗我們在大學(xué)期間所學(xué) 的知識，直接來說，畢業(yè)設(shè)計就是知識的綜合運(yùn)用；在畢業(yè)設(shè)計中，有許多問題是之前從未遇到過的，這時，往往要查閱很多參考資料才能找到滿意的答案，這個過程也許曾經(jīng)讓自己很焦急，但是，解決問題的那一瞬間，卻充滿了勝利的喜悅。所以，從某種角度來說，完成畢業(yè)設(shè)計的這個過程，既檢驗了我們的專業(yè)技能，又培養(yǎng)了我們發(fā)現(xiàn)問題，獨(dú)立解決問題的能力。不管將來從事什么行業(yè)，思考都是必不可少的一個過程。 同時，在計算機(jī)如此普及的年代，對于大學(xué)生來說，基本的操作能力是不可或缺的，要熟練掌握相關(guān)繪圖軟件的同時，辦公軟件也不可落下，畢業(yè)論文的 排版就是個很好的操作機(jī)會，說實話，畢業(yè)設(shè)計之前，我們大多數(shù)人只知道復(fù)制和粘貼，可是寫論文的時候，發(fā)現(xiàn)這點(diǎn)技術(shù)根本不夠用，所以在編寫論文的過程中掌握了不少，也順利完成了論文的撰寫。 最后在此要感謝我的指導(dǎo)老師陳國榮對我細(xì)心的指導(dǎo)，同時也要感謝同學(xué)給我的幫助。在設(shè)計過程中，我懂得了很多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，是我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然說這個設(shè)計做的不太理想，但是在設(shè)計過程中所 學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。 畢業(yè)設(shè)計展望 通過幾個月的設(shè)計與研究，本篇畢業(yè)論文也就要告一段落。根據(jù)這幾個月的設(shè)計過程，使我看到了我所設(shè)計的凸輪機(jī)構(gòu)的問題所在，并希望將來有人再設(shè)計此題目時能夠考慮一番。 第一，基于 MATLAB 軟件，結(jié)合機(jī)械原理等相關(guān)知識，我設(shè)計的凸輪機(jī)構(gòu)包括偏置直動滾子凸輪機(jī)構(gòu)、偏置直動尖底凸輪機(jī)構(gòu)、偏置直動平底凸輪機(jī)構(gòu)，而并未包括擺動盤形凸輪機(jī)構(gòu)，對心凸輪機(jī)構(gòu)以及圓柱凸輪機(jī)構(gòu)等。我認(rèn)為在這個精品論文 地方是可以加以補(bǔ)充和完善的，這樣可使凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計軟件更加的完 善。 第二，我所設(shè)計的凸輪機(jī)構(gòu)的規(guī)律選擇涉及等加速等減速運(yùn)動、簡諧運(yùn)動及其組合等，但是凸輪的運(yùn)動規(guī)律還有很多可以選擇。因此，在考慮凸輪規(guī)律的時候，應(yīng)該涉及等速運(yùn)動、等加速等減速運(yùn)動、五次多項式運(yùn)動、簡諧運(yùn)動、擺線正弦運(yùn)動和變形正弦運(yùn)動等；同時也得考慮到各種規(guī)律所具有的最大速度、最大加速、沖擊特性以及適用場合。這樣設(shè)計出來的從動件運(yùn)動規(guī)律才合理，也不會出現(xiàn)速度突變的情況。 第三，本篇論文只是對于凸輪機(jī)構(gòu)的輪廓設(shè)計和運(yùn)動設(shè)計，而并未涉及到凸輪機(jī)構(gòu)的承載能力。所以在設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)時，凸輪副的失效形式，材料的選擇及熱 處理方法都應(yīng)予以考慮；與此同時還要進(jìn)行凸輪副的強(qiáng)度校核，這樣才能夠有效延長凸輪副的使用壽命。 第四，本篇論文僅僅設(shè)計了在選定的從動件形式下的凸輪輪廓，因此并未將凸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計和從動件的結(jié)構(gòu)設(shè)計涵蓋在內(nèi)。所以說，凸輪