畢業(yè)設(shè)計弧面凸輪分度機構(gòu)的運動特性分析說明書-文庫吧資料
2025-07-05 17:16本頁面
【正文】 滾子在定位槽?；∶嫱馆喤c蝸桿相似也有左旋右旋之分左旋用L表示，右旋用R表示，在實際應(yīng)用中一般采用左旋。2 弧面分度凸輪的廓面方程及嚙合特性 弧面分度凸輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式及工作原理弧面分度凸輪機構(gòu)用于兩垂直交錯軸問的問歇分度步進傳動。以ProE為基礎(chǔ)，實現(xiàn)了弧面分度凸輪機構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計和三維造型，解決了弧面分度凸輪設(shè)計困難、難于造型的難題，并且可以將程序計算的數(shù)據(jù)以及最終設(shè)計結(jié)果保存為文件形式，從而為分析、研究弧面分凸輪機構(gòu)提供了一種直觀、方便、快捷的新方法。 論文進行的主要工作本論文以Pro／ENGINEER為平臺，以VC++為編譯環(huán)境，以最大接觸應(yīng)力最小為目標函數(shù)，對弧面分度凸輪機構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化和設(shè)計，并在此基礎(chǔ)上進行動仿真和干涉檢測，論文進行的主要工作如下：(1)基于空間嚙合原理和坐標變換的方法推導(dǎo)了弧面分度凸輪的工作廓面方程，對其嚙合形態(tài)進行了分析，深入研究了弧面分度凸輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式和運動特性。國產(chǎn)弧面分度凸輪機構(gòu)僅靠價格低廉在低端市場占有一席之地，但缺乏市場競爭力。弧面凸輪是弧面凸輪機構(gòu)的核心零件，但是弧面分度凸輪的廓面為復(fù)雜的空間不可曲面，因而設(shè)計和加工制造比較困難，凸輪廓面的質(zhì)量直接影響到該機構(gòu)的工作性能所以提高凸輪的設(shè)計和制造水平是目前凸輪研究的重點。采用CAD的參數(shù)化設(shè)計可以將結(jié)果以三維實體的形式實現(xiàn)在計算機上，并進行全局或者局部的校核。(3)通過Pro／E的機構(gòu)仿真功能，可以在屏幕上展現(xiàn)凸輪機構(gòu)的動態(tài)過程，及時發(fā)現(xiàn)比較明顯的凸輪的凸脊過薄、壓力角過大、嚙合點鄰域發(fā)生曲率干涉、加工時會產(chǎn)生根切等問題。 (1)弧面分度凸輪的輪廓曲線是空間不可展曲面，曲面方程形式復(fù)雜運算煩瑣,通過CAD軟件可以迅速準確的得到各參數(shù)值?；∶娣侄韧馆喌妮喞鏋椴豢烧沟目臻g曲面，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，要實現(xiàn)凸輪的設(shè)計與制造，首先必須對該機構(gòu)的幾何學(xué)與運動學(xué)進行分析。各種自動機械，如煙草機械、包裝機械、加工中心換刀機械手等?；∶娣侄韧馆啓C構(gòu)與傳統(tǒng)的間歇傳動機構(gòu)如棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)等相比，具有傳動速度高、分度精度和動力學(xué)性能好、承載能力大、可靠性好等優(yōu)點，而且通過弧面凸輪與從動件滾子的共軛嚙合傳動，可以實現(xiàn)從動件所需要的各種運動規(guī)律。其常見機構(gòu)如棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)等均存在諸如振動、沖擊嚴重；動載荷大、磨損劇烈；定位精度低等缺陷，從而限制其廣泛應(yīng)用?？傊?，到目前為止，有關(guān)運動幾何學(xué)原理的研究已經(jīng)十分成熟：有關(guān)動力學(xué)檢測方面己有階段性成果，正在向縱深方向發(fā)展；有關(guān)凸輪機構(gòu)誤差分析及刀位控制技術(shù)的研究還在初步探索?；∶娣侄韧馆喌臋z測仍然是一個比較薄弱的環(huán)節(jié)，一般生產(chǎn)廠家由于凸輪輪廓幾何形狀誤差檢測困難而不予檢測，這就影響了凸輪機構(gòu)的精度。在國內(nèi)，對于弧面分度凸輪的加工開始是采用滾齒機改造或其它機床改造后的凸輪專用加工機床加工。(4)加工制造與檢測弧面分度凸輪機構(gòu)制造的關(guān)鍵是弧面分度凸輪的加工?，F(xiàn)在，已經(jīng)有文獻建立了單自由度和雙自由度振動模型，推導(dǎo)了響應(yīng)公式并分析了響應(yīng)特性。(3)動力學(xué)研究方面僅靠提高精度并不能保證系統(tǒng)有良好的動態(tài)特性，特別是對于高速、高精度弧面分度凸輪機構(gòu)，動力學(xué)研究己經(jīng)成為重要的研究課題。特別是近年來，隨著各種三維造型軟件的應(yīng)用和普及，使得弧面分度凸輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計進入一個新的階段。利用滾子修形原理設(shè)計出鼓形滾子、圓錐滾子弧面分度凸輪機構(gòu)。(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計及應(yīng)用方面在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面文獻較少，所研制的弧面分度凸輪機構(gòu)樣機是參照國外同類產(chǎn)品的樣機或樣本進行設(shè)計。二十世紀九十年代以后，又采用各種向量回轉(zhuǎn)方法、矩陣方法、回轉(zhuǎn)變換張量的方法等對弧面分度凸輪機構(gòu)的幾何學(xué)、運動學(xué)及嚙合原理等方面進行了全面系統(tǒng)的研究，推導(dǎo)了凸輪曲面方程、接觸線方程、相對滑動速度、傳動壓力角、凸輪截面廓形、根切條件等一系列計算公式，建立了弧面分度凸輪機構(gòu)的幾何學(xué)基礎(chǔ)。 弧面分度凸輪機構(gòu)的研究現(xiàn)狀(1)幾何動力學(xué)方面對弧面分度凸輪機構(gòu)的研究開始于對其運動學(xué)的研究。但是與其他間歇機構(gòu)相比，弧面分度凸輪加工比較困難，這主要是由于凸輪的轉(zhuǎn)位曲線要求的精度較高，形狀復(fù)雜，不能在直角坐標系中制造，因此必須在專用機床上制造。另外，與凸輪徑向尺寸相比，弧面分度凸輪的軸向尺寸較小，因此，兩端軸承間距較小，故弧面分度凸輪機構(gòu)都具有足夠高的剛度。(5)該凸輪機構(gòu)具有足夠的剛度，在設(shè)計弧面分度凸輪時，為了增強剛度和延長壽命，在其他條件允許的情況下，一般選用較小的壓力角，較大的凸輪直徑。(4)可以使從動件獲得任何給定的運動規(guī)律。弧面分度凸輪回轉(zhuǎn)一周，分度盤轉(zhuǎn)位、停歇一個周期，這稱為自動循環(huán)周期。 (2)分度盤停歇時，分度盤上相鄰兩個滾子卡在凸輪的凸脊上，定位準確、可靠，同時該機構(gòu)兼有分度、定位、自鎖三個功能，不需要另外附加制動和定位裝置?；∶娣侄韧馆啓C構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種自動機械，如煙草機械、包裝機械、加工中心換刀機械手、食品加工等機械上。此后，前蘇聯(lián)、英國、德國、瑞士、日本等國也相繼對弧面分度凸輪機構(gòu)進行了研究，并成立有專門的生產(chǎn)廠家和研究機構(gòu)。圖11 弧面凸輪分度機構(gòu)弧面分度凸輪機構(gòu)(Gear Indexing Cam Mechanism)(圖1．1)又稱菲固爾森機構(gòu)（Ferguson Cam ForIndexing Meehine)．是由一個帶凸脊的空間凸輪和一個在徑向放射狀等分的裝有滾子的裝盤組成，凸輪和轉(zhuǎn)盤的兩軸呈變錯垂直分布。但是由于該機構(gòu)的設(shè)計理論及制造技術(shù)比較復(fù)雜，而且國內(nèi)對該機構(gòu)的研究較晚，一些關(guān)鍵的理論分析尚在進一步的探討之中。例如：牙膏管擰蓋機的轉(zhuǎn)盤式工作臺需要分度轉(zhuǎn)位；糖果包裝機推料機構(gòu)在一個工作循環(huán)內(nèi)，需要間歇運動機構(gòu)進行包裝紙的傳送、折得、和扭結(jié)。關(guān)鍵詞：弧面凸輪分度機構(gòu)， Pro/ e三維建模，運動特性分析，運動仿真ANALYSIS OF THE MOVEMENT CHARACTERISTICS OF GLOBOIDAL INDEXING CAM MECHANISMAbstractThe globoidal indexing cam as the object of study, focuses on the study of the threedimensional assembly type, globoidal indexing cam, motion simulation and dynamic detection.Based on the deri
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