【正文】 機(jī)構(gòu) 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院本科生畢業(yè)論文 第一章緒論 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院本科生畢業(yè)論文 第一章緒論 此外也常與其它機(jī)構(gòu)組合，在自動(dòng)生產(chǎn)線中作為工件傳送或轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)。例如圖12a 所示的電影放映機(jī)中的送片機(jī)構(gòu)。但是槽輪機(jī)構(gòu)在工作時(shí)有沖擊，隨著轉(zhuǎn)速的增加及槽數(shù)的減少而加劇，故不宜用于高速，其適用范圍受到一定的限制。 2在滿足不同間停的要求時(shí)，可采用多 臂的和非對稱槽的槽輪機(jī)構(gòu) 。為了使槽輪能完成周期性的轉(zhuǎn)停運(yùn)動(dòng)，槽輪上的徑向槽數(shù)不能少于 3。為了保證槽輪停歇，可在轉(zhuǎn)臂上固接一缺口圓盤，其圓周邊與槽輪上的凹周邊相配。當(dāng)圓柱銷轉(zhuǎn)出徑向槽后 ,槽輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)。單臂外嚙合槽輪機(jī)構(gòu) (如圖 11)由帶圓柱銷的轉(zhuǎn)臂、具有 4 條徑向槽的槽輪和機(jī)架組成。槽輪機(jī)構(gòu)有外嚙合和內(nèi)嚙合兩種形式。 槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，易加工，工作可靠，轉(zhuǎn)角準(zhǔn)確，機(jī)械效率高。槽輪機(jī)構(gòu)有外嚙合和內(nèi)嚙合以及球面槽輪等。 第一章 緒論 槽輪機(jī)構(gòu) 由槽輪和圓柱銷組成的單向間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，又稱馬爾他機(jī)構(gòu)。鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院本科生畢業(yè)論文 第一章緒論 1它常被用來將主動(dòng)件的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成從動(dòng)件的帶有停歇的單向周期性轉(zhuǎn)動(dòng)。外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)的槽輪和轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)向相反 ,而內(nèi)嚙合則相同，球面槽輪可在兩相交軸之間進(jìn)行間歇傳動(dòng)。但是其動(dòng)程不可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)角不能太小，槽輪在起、停時(shí)的加速度大，有沖擊，并隨著轉(zhuǎn)速的增加或槽輪槽數(shù)的減少而加劇，故不宜用于高速。外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)的槽 輪和轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)向相反 ,而內(nèi)嚙合則相同。當(dāng)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)臂上的圓柱銷進(jìn)入徑向槽時(shí) 。轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)一周，槽輪完成一次轉(zhuǎn)停運(yùn)動(dòng)。這樣 ,既不影響轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng) ,又能鎖住槽輪不動(dòng)。為了避免沖擊 ,圓柱銷應(yīng)切向進(jìn)、出槽輪，即徑向槽與轉(zhuǎn)臂在此瞬間位置要互相垂直。鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院本科生畢業(yè)論文 第一章緒論 圖 11 槽輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 槽輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠和機(jī)械效率較高等優(yōu)點(diǎn)。槽輪機(jī)構(gòu)一般 用于轉(zhuǎn)速不是很高的自動(dòng)機(jī)械、輕工機(jī)械和儀器儀表中。由槽輪帶動(dòng)膠片，作有停歇的送進(jìn)，從而形成動(dòng)態(tài)畫面。如圖 12b， 為蜂窩煤制機(jī)模盤轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)。 3 4在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)，槽輪 2 的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 dt 對撥盤 1運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t之比值τ稱為運(yùn)動(dòng)特性系數(shù)。 槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間總小于靜止時(shí)間。一般情況下 Z=4～ 8。 本課題主要進(jìn)行以下內(nèi)容： 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院本科生畢業(yè)論文 第一章緒論 槽輪機(jī)構(gòu)生產(chǎn)研究現(xiàn)狀； 槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析； 槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理； 槽輪的定位； 槽輪的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)系數(shù)； 槽輪機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型 。 6它集數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、信號(hào)分析與圖形顯示為一體，構(gòu)成的一個(gè)方便的、界面友好的用戶環(huán)境。 Matlab 最突出的特點(diǎn)就是簡潔、它用直觀的、符合人們思維習(xí)慣的代碼、代替 C 語言和 FORTRAN 語言的冗長代碼。在國內(nèi)外高校、 Matlab 已成為大學(xué)生，碩士生、博士生必須掌握的基本技能。信號(hào)分析與處理是科研生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，也是目前國內(nèi)外出現(xiàn)的信號(hào)處理的新研究課題。 Matlab 軟件廣泛用于數(shù)字信號(hào)分析，系統(tǒng)識(shí)別，時(shí)序分析與建模，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、動(dòng)態(tài)仿真等方面有著廣泛的應(yīng)用。 MATLAB 語言簡介 MATLAB 是集數(shù)值計(jì)算、符號(hào)運(yùn)算及圖形處理等強(qiáng)大功能于一體的科學(xué)計(jì)算語言。 7 MATLAB 為用戶提供了具有條件控制、函數(shù)調(diào)用、數(shù)據(jù)輸入輸出及面向?qū)ο蟮忍匦缘母邔拥摹⑼陚涞木幊陶Z言。新版本的 MATLAB 語言是基于最為流行的 C語言基礎(chǔ)上的，因此語法特征與 C語言極為相似，而且更加簡單，更加符合科技人員對數(shù)學(xué)表達(dá)式的書寫格式。具有可移植性好、可擴(kuò)展性極強(qiáng)等特點(diǎn)，是最為普遍的計(jì)算仿真工具之一，所以我們有必要了解和掌握 MATLAB 這門語言工具。開發(fā)環(huán)境是幫助用戶使用 MATLAB 函數(shù)和文件的工具的集合，這些工具中許多都是圖形用戶界面。 （ 2） MATLAB 數(shù)學(xué)函數(shù)庫。 （ 3） MATLAB 語言。 （ 4）圖形句柄。 8 （ 5） MATLAB 應(yīng)用程序接口 API 是允許用戶編寫 C、 FORTIULN和 MATLAB 接口程序的系統(tǒng)庫，該庫中包含一些調(diào)用工具，其它應(yīng)用程序能夠通過動(dòng)態(tài)鏈接、作為計(jì)算引擎、讀寫 MAT 文件三種形式來使用這些工具以調(diào)用 MATLAB 程序。用戶的數(shù)據(jù)輸入和結(jié)果運(yùn)算，一般都是在此窗口中進(jìn)行。 9必要時(shí)，用 戶可以直接把歷史命令提取出來，放在命令窗口中使用。在這個(gè)窗口中，可以看到 MATLAB 的各個(gè)工作變量。（如圖 23） 圖 23 工作空間 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院本科生畢業(yè)論文 第二章 MATLAB 介紹 圖形用戶界面 GUI 用戶界面是人，即用戶與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)程序的接觸點(diǎn)或交互方式，是用戶與計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息交流的方式。用戶通過輸入設(shè)備，如：鍵盤、鼠標(biāo)、跟蹤球、繪制板或麥克風(fēng)，與計(jì)算機(jī)通訊。通常，多是根據(jù)悅目的結(jié)構(gòu)和用戶界面功能的有效性來選擇計(jì)算機(jī)或程序。以某種方式選擇或激活這些對象，通常引起動(dòng)作或發(fā)生變化。按下鼠標(biāo)按鈕，標(biāo)志著對象的選擇或其它動(dòng)作 .圖形用戶界面的功能，它讓用戶定制用戶與 MATLAB 的 交互方式。 GUI 設(shè)計(jì)版 GUI 設(shè)計(jì)板是 GUI 工具的集成環(huán)境，是 的新特征之一，它將 版本的 Guide 控制板工具進(jìn)行重組優(yōu)化。圖 24 就是一個(gè)GUI 設(shè)計(jì)板。 11通常在顯示屏或窗口的頂部有一菜單條。 這種款式菜單就叫下拉式菜單。一個(gè)菜單項(xiàng)還可用自己的菜單項(xiàng)列表而作為子菜單。如果子菜單的菜單項(xiàng)被選擇，另一個(gè)具有更多菜單項(xiàng)的菜單顯示在此菜單的右邊的下拉菜單中。選中其中一個(gè)菜單項(xiàng)也引起某些動(dòng)作的產(chǎn)生。 在建立圖形對象時(shí)可定義 uimenu 屬性，或用 set 改變屬性。這種功能十分便于迅速地定制菜單和屬性。 12在括號(hào) {}內(nèi)的屬性值是缺省值。缺省的背景色是亮灰色 Callback MATLAB 回調(diào)字符串，選擇菜單項(xiàng)時(shí)，回調(diào)串傳給函數(shù) eval；初始值為空矩陣 Checked on： {off}： 被選項(xiàng)的校驗(yàn)標(biāo)記 校驗(yàn)標(biāo)記出現(xiàn)在所選項(xiàng)的旁邊 校驗(yàn)標(biāo)記不顯示 Enable {on}： off： 菜單使能狀態(tài) 菜單項(xiàng)使能。選擇菜單項(xiàng)不起任何作用。缺省的前景色是黑色 Label 含有菜單項(xiàng)標(biāo)志的文本串。 ‘ ，定義了快捷鍵，它由 Alt 字符激活 Position Uimenu 對象的相對位置。初始值為空矩陣 Children 其它 Uimenu 對象的句柄。 13可以是矩陣，字符串等等 Visible {on}： off： uimenu 對象的可視性 uimenu 對象在屏幕上可見 uimenu 對象不可見 編程及回調(diào)考慮 用戶句柄圖形界面的基礎(chǔ)部 分已經(jīng)闡述過了，現(xiàn)在是應(yīng)用它的時(shí)候了。腳本或函數(shù) M 文件使用更為簡便。 建立 GUI 函數(shù)的一個(gè)有效方法是編寫?yīng)毩⒌幕卣{(diào)函數(shù)，專門執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)回調(diào)。獨(dú)立回調(diào)函數(shù)的缺點(diǎn)是：需要很大數(shù)目的 M 文件以實(shí)現(xiàn)一個(gè)含有若干控制框和菜單項(xiàng)的 GUI 函數(shù)，所有這些 M文件必須在 MATLAB 路徑中可得，且每一個(gè)文件又必須要有一個(gè)不同的 文件名。不需要 39。 屬性，且不使用它，另外因?yàn)閷ο缶浔嬖诘模恍枰煤瘮?shù) findobj 去獲取，故回調(diào)代碼比較簡單，全局變量通常使一個(gè)函數(shù)更有效。 14回調(diào)字符串可以很復(fù)雜 ，尤其是在腳本文件中，這為句法錯(cuò)提供了許多機(jī)會(huì)，記錄單引號(hào)、逗號(hào)、括號(hào)是令人頭痛的事。 Callback 39。只有當(dāng)對象被激活并將回調(diào)字符串傳給 eval時(shí)，才檢查回調(diào)字符串內(nèi)部的句法錯(cuò)誤。將回調(diào)象函數(shù) M 文件一樣編程或象 GUI 函數(shù)本身內(nèi)的開關(guān)一樣編程，就可以不運(yùn)行整個(gè) GUI 函數(shù)而對各個(gè)回調(diào)進(jìn)行改變或測試。 15槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，主要是要求保證槽輪 3有較高的運(yùn)動(dòng)精度，減少在它在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的剛性沖擊。當(dāng)撥桿 2 上的圓銷 4進(jìn)入與退出槽輪 3 的嚙合過程中，做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的撥桿相當(dāng)于曲柄 2，槽輪 的徑向槽相當(dāng)于 導(dǎo)桿 3，假象在撥桿 2上的圓銷外面套上與槽輪徑向槽做相對的滑塊 4。 槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 圖 31a 鄭州航 空工業(yè)管理學(xué)院本科生畢業(yè)論文 第三章槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 圖 31b 槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性，通常是用類加速度 23 ww 和 類角加速度 223 w? 來衡量的， 槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程 1. 角位移方程（閉環(huán)矢量方程） 132 rrr ?? （矩陣形式） ???????? ?????????????????? ? 222 22233333 333 c oss i nc oss i n s i nc os ???? ?? rw rwwrr r ? （矩陣形式） ???????? ??? ????????????????????? ? 33233332222222 3323333222222233333 333 c oss i n2s i ns i n c oss i n2c oss i nc oss i n s i nc os ???? ?????? ?? rwrwrwra rwrwrwraarr r ? ???式中， 2? ， 3? 分別是主動(dòng)件曲柄 2，從動(dòng)件導(dǎo)桿 3 與機(jī)架 1正方向的夾角 槽輪的運(yùn)動(dòng)參數(shù) 槽輪機(jī)構(gòu)中從動(dòng)件（槽輪或 擺動(dòng)導(dǎo)桿） 3的運(yùn)動(dòng)參數(shù)如 下 表 運(yùn)動(dòng)參數(shù) 外槽輪機(jī)構(gòu) 內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu) 角位移 223 c os1 s inta na rc ?? ??? ?? 223 c os1 s inta na rc ?? ??? ?? 鄭州航 空工業(yè)管理學(xué)院本科生畢業(yè)論文 第三章槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 角速度 ? ?22223 c os21 c os ww ??? ??? ?? ?? ? ?22223 c os21 c os ww ??? ??? ?? ?? 角加速度 ? ?? ? 2222 223 c os21 s in1 w??? ???? ?? ??? ? ?? ? 2222 223 c os21 s in1 w??? ???? ?? ??? 式中，zsin???， z 是槽輪槽數(shù)； 槽輪 3 的槽間角z22 30 ?? ?； 拔桿 2運(yùn)動(dòng)角（與槽輪 3槽間角對應(yīng)） 3020 22 ??? ?? （外槽輪機(jī)構(gòu)），或 3020 22 ??? ?? （內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)）； 主動(dòng)件撥桿 2 轉(zhuǎn)角的取值范圍是 20220 ??? ??? 。 18槽輪和槽輪軸的剛度增大或減小會(huì)使曲柄人槽時(shí)刻沖擊載荷增大或減小，但這影響已不是正比關(guān)系，尤其當(dāng)工序盤的固有頻率接近曲柄轉(zhuǎn)速時(shí)，這種影響可能相反的 。 優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)和約束條件 文獻(xiàn)［ 2］中，