【正文】 碩士畢業(yè)論文點處的動態(tài)性能惡化。當(dāng)凸輪的轉(zhuǎn)速很高時，弧面凸輪分度期的工作段為bc段和ed段，在分度期的中點處進入減速段時，滾子3與cd段進入嚙合。由圖5一4和圖5一5可知，通過合理的修形和中心距的正確安裝，可以使?jié)L子3與cd段的間隙減小至零，從而保證工型弧面凸輪機構(gòu)在高速分度情況下，具有良好的動態(tài)性育琶。第二節(jié)n型弧面凸輪機構(gòu)的間隙與千涉分析如圖5一6所示，H型弧面凸輪機構(gòu)在定位段有兩個滾子跨在凸脊的外側(cè)，同時有一個滾子嵌在凸輪內(nèi)側(cè)的凹槽之中。因為凸輪的的凹槽尺寸比滾子的直徑大，如果按理論中心距安裝時，凸輪凸脊外側(cè)與滾子之間以及凹槽側(cè)壁與滾子之間會存在間隙。為了保證定位精度，在實際的裝配中必須調(diào)整中心距。中心距調(diào)整值△a和滾子與凸脊之間沿公法方向的間隙減小值6n的關(guān)系可以通過式(5一2)進行計算。圖5一7為11型弧面凸輪機構(gòu)的展開示意圖。在定位段，滾子3與凸輪A、B段凸脊外側(cè)嚙合，保證定位準(zhǔn)確。在分度段，滾子3與B段凸脊嚙合傳動。當(dāng)凸輪的轉(zhuǎn)速較低時，在分度段，b‘d’e‘段廓面始終與滾子2嚙合并推動從動盤轉(zhuǎn)動。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)速比較高時，在分度期的加速段，由b‘d‘段廓面與滾子2嚙合傳動，并推動從動盤轉(zhuǎn)動。在分度期的中點處，因為從動系統(tǒng)的慣性作用，而出現(xiàn)從動盤推動凸輪傳動的現(xiàn)象，即滾子3與B段凸脊的d。廓面嚙合并推動凸輪傳動。設(shè)弧面凸輪機構(gòu)中心距為100nun，頭數(shù)為1，分度數(shù)為6，弧面凸輪分度期轉(zhuǎn)角為120。，許用壓力角為40。，從動盤的運動規(guī)律為修正正弦曲線，采用matlab軟件得出如圖5一8所示的H型弧面凸輪機構(gòu)壓力角分布曲線圖。曲線1為滾子1與A段凸脊的bc廓面嚙合傳動的壓力角分布曲線圖，曲線2為滾子2與B段凸脊的b’d‘e’廓面嚙合傳動的壓力角分布曲線圖，曲線3為滾子3與B段凸脊的gde廓面嚙合傳動的壓力角分布曲線圖，曲線4為滾子4與C段凸脊的hj廓面嚙合傳動的壓力角分布曲線圖。由圖5一7可知，在分度期中點處，滾子1己與A段凸脊的be廓面脫離嚙合，滾子4還未與C段凸脊的hj廓面進入嚙合，因此圖5一8中曲線1與曲線4在分度期中點處的部分曲線為假想的壓假設(shè)中心距的調(diào)整量△a為Ilnln，各滾子的初始位置角:滾子l為600，滾子2為00，滾子3為一600，滾子4為一1200，采用曲線圖。曲線1為滾子l與A段凸脊的廓面bc之間的法向間隙調(diào)整曲線，曲線4為滾子4與C段凸脊的廓面hj之間的法向間隙調(diào)整曲線，曲線2為滾子2與B段凸脊廓面b‘d‘e’之間的法向間隙調(diào)整曲線，曲線3為滾子3與B段凸脊的廓面gde之間的法向間隙調(diào)整曲線。從圖5一9間隙調(diào)整曲線圖可知，b‘d’e‘在終點e的間隙調(diào)整值最大，即為定位段的法向間隙調(diào)整值。gde在起點g的間隙調(diào)整值最大。為了保證定位精確，只能以定位段的間隙值為參考來調(diào)整中心距。這樣導(dǎo)致H型弧面凸輪的分度段非受力側(cè)廓面與滾子之間的法向間隙無法完全消除。在低速傳動時，始終由分度段的一側(cè)廓面b‘d’e‘推動滾子運動，因此H型弧面凸輪具有良好的低速運行特性。在高速運轉(zhuǎn)時，因為從動系統(tǒng)的慣性作用，在分度期的中點處會出現(xiàn)工作廓面受力側(cè)的轉(zhuǎn)化，即由廓面b‘d‘推動滾子2轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)闈L子3與廓面de嚙合，從而出現(xiàn)從動盤推動凸輪傳動的現(xiàn)象。因此，H型弧面凸輪機構(gòu)在高速傳動時動態(tài)性能較差。廓面bc與滾子廓面hj與滾子4之間的間隙變化值大于定位段，當(dāng)按照定位段的間隙值為參考時來調(diào)整中心距時，在這兩段廓面會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，需對這兩段廓面進行修形。盡管廓面hj與廓面be的傳動壓力角比較小，但對于一般的H型弧面凸輪機構(gòu)來說，這兩段廓面與滾子嚙合轉(zhuǎn)動的角度太小，一般都采取讓其避開的原則，只有當(dāng)分度數(shù)很大時，才考慮讓其參與嚙合運動。第三節(jié)弧面凸輪廓面修形在實際的裝配中，為了保證定位段的定位精度，往往需調(diào)整弧面凸輪機構(gòu)的中心距，以消除定位段凸輪廓面與滾子之間存在的間隙和施加預(yù)載荷。通過前兩節(jié)的分析可知，因為弧面凸輪輪廓曲面為不可展的空間曲面，在調(diào)整中心距的過程中會出現(xiàn)廓面的干涉現(xiàn)象，必須進行廓面的修形。一、弧面凸輪的實際曲面方程在第二章我們曾經(jīng)利用齊次變換對弧面凸輪的曲面方程進行了推導(dǎo)。在實際的加工過程中，刀具的半徑值為，從式(2一7)可得到弧面凸輪的實際曲面方程如式(5一3)所示。二、修形后的弧面凸輪實際廓面方程因為實際的裝配中，弧面凸輪機構(gòu)是按實際中心距進行裝配，其值為a一△a，△a可根據(jù)式(5一2)求得。在修形的過程，采用與滾子直徑相等的刀具按實際裝配中心距對弧面凸輪進行范成法加工，即可以消除弧面凸輪機構(gòu)在實際裝配的出現(xiàn)的干涉現(xiàn)象。通過式(2一7)可求得修形后的弧面凸輪實際曲面方程如(5一4)所示。三、弧面凸輪修形方程在對弧面凸輪進行范成加工的修形過程中，刀具軸線形成的的軌跡曲面方程即為弧面凸輪的修形方程。由式(5一4)可得弧面凸輪的修形方程如式(5一5)所示。在進行修形時，可以按式(5一5)計算出刀具修形過程中刀具軸線的位置矢量，作為數(shù)控編程的原始參數(shù)。第四節(jié)本章小結(jié)在調(diào)整弧面凸輪機構(gòu)中心距的過程中，兩種不同結(jié)構(gòu)的弧面凸輪均在嚙入段和嚙出段出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，必需進行廓面的修形。工型弧面凸輪機構(gòu)在高速輕載時的工作性能好，而在低速重載傳動時，在分度期中點處會出現(xiàn)沖擊與碰撞現(xiàn)象。H型弧面凸輪機構(gòu)高速分度時動態(tài)性能差，在低速傳動時工作性能好，適于中低速重載傳動場合。I型弧面凸輪機構(gòu)的修形工作量大，并且其裝配對加工誤差比較敏感。H型弧面凸輪機構(gòu)的修形工作量小，對裝配的要求也沒有I型弧面凸輪機構(gòu)嚴(yán)格。但H型弧面凸輪機構(gòu)的基本尺寸相對要大些，成本相對高些。從目前的實際應(yīng)用看，H型弧面凸輪機構(gòu)更受用戶的喜愛。針對調(diào)整弧面凸輪機構(gòu)中心距的過程中，可能存在的弧面凸輪曲面與滾子曲面的嚙合干涉，提出了一種修形方法，并導(dǎo)出了弧面凸輪的修形方程。全文總結(jié)弧面凸輪機構(gòu)是一種應(yīng)用前景良好的高速凸輪機構(gòu)。我國對弧面凸輪機構(gòu)的研究起步較晚，直到70年代末期才開始相關(guān)的研究工作，盡管在弧面凸輪的設(shè)計、檢測、制造等方面取得了很大的進展，特別是對新型結(jié)構(gòu)的弧面凸輪進行了大量的探索，然而在許多研究領(lǐng)域還遠(yuǎn)未成熟。本文從幾何學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計、動力學(xué)、制造和檢測等方面對目前國內(nèi)外弧面凸輪機構(gòu)的研究進展進行了全面綜述，對弧面凸輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定、運動規(guī)律的選擇和曲面方程和壓力角方程的推導(dǎo)進行了總結(jié)，并在此基礎(chǔ)上從以下三個方面進行了探索:1)基于UG軟件的二次開發(fā)模塊，開發(fā)了弧面凸輪的三維CAD軟件，為弧面凸輪的數(shù)控加工模擬以及建立弧面凸輪機構(gòu)的運動學(xué)與動力學(xué)仿真系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。2)提出了內(nèi)弧面凸輪機構(gòu)的設(shè)想，基于齊次坐標(biāo)變換與空間機構(gòu)的嚙合原理，推導(dǎo)了內(nèi)弧面凸輪的曲面方程和壓力角方程，基于UG軟件的二次開發(fā)模塊開發(fā)了內(nèi)弧面凸輪的三維CAD軟件。本文提出的內(nèi)弧面凸輪機構(gòu)是對弧面凸輪機構(gòu)在結(jié)構(gòu)與應(yīng)用上的一種創(chuàng)新，該機構(gòu)主要可用作高效率、大扭矩的減速裝置，是一種具有很好的應(yīng)用前景與推廣價值的新型機構(gòu)。3)基于MATALAB軟件對弧面凸輪機構(gòu)在裝配過程中可能存在的干涉現(xiàn)象進行了全面的分析，而且提出了修形方程，為弧面凸輪機構(gòu)的加工與裝配提供了理論基礎(chǔ)?；诒菊n題對弧面凸輪三維以D的探索，進一步深入研究，建立弧面凸輪機構(gòu)的仿真系統(tǒng)，以實現(xiàn)對弧面凸輪機構(gòu)的運動仿真與裝配千涉檢查以及對弧面凸輪加工與廓面修形誤差進行虛擬的檢測和分析，是值得進一步研究的課題，這將會大大提高弧面凸輪的設(shè)計水平與加工質(zhì)量。湘潭大學(xué)碩士畢業(yè)論文參考文獻〔l].東北工學(xué)院學(xué)報，1983(4):53一65.〔2]趙韓，.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報，1985(1):58一69.〔3]肖正揚，彭國勛，1989(3):1一10.【4]院學(xué)報，1995(3):46一52.〔5]黃壽榮，計，1995(8):5一7.【6]王其超，設(shè)計，1993(5)【7]王海燕，合機床與自動化加工技術(shù)，1999(3)〔8]工業(yè)學(xué)院學(xué)報，1992(3):85一89.【9]王其超，馬驪敏，1996(2):203一206.〔10〕陶學(xué)恒，王其超，1997(2):315一318.【11]王其超，陶學(xué)恒，1998(3):19一24.【12」陶學(xué)恒，劉健，肖正揚，1999(5):662一666.【13〕陶學(xué)恒，肖正揚，(2):6l湘潭大學(xué)碩士畢業(yè)論文174一176.曹西京，葛正浩，2001(9):19一21.與機床，1996(2):38一39機構(gòu)學(xué)報，1994，增刊:8一12.陶學(xué)恒，1996(3):22一30.賀煒，1998(3):1一7.賀煒，2000(n):33一38.吳義忠，.機械設(shè)計，1998(8):12一14.沈煌，械科學(xué)與技術(shù)，2001(5).，包裝機械，1995(4):47.陳樺，趙汝嘉，工方法，機械工藝師，1999(8).丁毅，1996(4):57一61.陳立群，輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2001(l):44一45周定伍，2001增刊:52一