凸輪機(jī)構(gòu)的三維設(shè)計(jì)、裝配與運(yùn)動(dòng)仿真【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 I 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） （ 20 屆） 設(shè)計(jì)（論文）題目 凸輪機(jī)構(gòu)的三維設(shè)計(jì)、裝配與運(yùn)動(dòng)仿真畢業(yè)設(shè)計(jì) 作 者 （三號(hào)黑體） 分 院 （三號(hào)黑體） 專 業(yè) 班 級(jí) （三號(hào)黑體） 指導(dǎo)教師（職稱） （三號(hào)黑體） 論 文 字 數(shù) （三號(hào)黑體，阿拉伯?dāng)?shù)字） 論文完成時(shí)間 （三號(hào)黑體，阿拉伯?dāng)?shù)字 ， 年 月 日） 杭州師范 大學(xué) 錢江學(xué)院 教學(xué)部 制 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 杭州師范大學(xué)錢江學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠(chéng)信承諾書 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 凸輪機(jī)構(gòu)的三維設(shè)計(jì)、裝配與運(yùn)動(dòng)仿真畢業(yè)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生承諾 文）撰寫過(guò)程中嚴(yán)格遵守學(xué)院有關(guān)規(guī)定，恪守學(xué)術(shù)規(guī)范，所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成； 2. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所使用的相關(guān)資料、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等均真 實(shí)可靠，文中所有引用的他人觀點(diǎn)、材料、數(shù)據(jù)、圖表均已注釋說(shuō)明來(lái)源； 3畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中無(wú)抄襲、剽竊或不正當(dāng)引用他人 學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、思想和 學(xué)術(shù)成果，偽造、篡改數(shù)據(jù)的情況； 院對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的抄襲、剽竊、弄虛作假等違反學(xué)術(shù)規(guī)范的行為將嚴(yán)肅處理，并可能導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)不合格，無(wú)法正常畢業(yè)、取消學(xué)士學(xué)位資格或注銷并追回已發(fā)放 的 畢業(yè)證書、學(xué)士學(xué)位證書等嚴(yán)重后果； 計(jì)）檢查、評(píng)比中，被發(fā)現(xiàn)有抄襲、剽竊、弄虛作假等違反學(xué)術(shù)規(guī)范的行為，本人愿意接受學(xué)院按有 關(guān)規(guī)定給予的處理，并承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。 學(xué)生（簽名）： 年 月 日 （注： 簽名日期為 論文 最終 定稿日期 ） 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 要 凸輪是一具有曲面輪廓的構(gòu)件，一般多為原動(dòng)件（有時(shí)為機(jī)架）；當(dāng)凸輪為原動(dòng)件時(shí)，通常作等速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)，而從動(dòng)件則按預(yù)期輸出特性要求作連續(xù)或間隙的往復(fù)運(yùn)動(dòng)、移動(dòng)或平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。 本文主要介紹凸輪的大體概念與凸輪廓線的設(shè)計(jì)計(jì)算，以及后期使用 軟件仿真其廓線。 凸輪輪廓曲線是凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，常用的設(shè)計(jì)方法有解析法和圖解法。本文將對(duì)這兩這種方法進(jìn)行大致分析與應(yīng)用設(shè)計(jì)， 利用 件繪制凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)體模型，并用 件的 件設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)模型，進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析，可以較準(zhǔn)確掌握機(jī)械產(chǎn)品零部件的位移、速度和加速度等動(dòng)力學(xué)參數(shù)，進(jìn)而可分析機(jī)構(gòu)動(dòng)作的可靠性。 主要技術(shù)要求為：熟悉凸輪設(shè)計(jì)基本原理及相關(guān)理論計(jì)算；凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真及受力分析；指定內(nèi)容的翻譯和 本文將重點(diǎn)研究平行凸輪建模，受力分析和運(yùn)動(dòng)仿真與分析。通過(guò)理論上的計(jì)算和研究，結(jié)合圖解以及解析的方法，算出凸輪廓線的大致數(shù) 據(jù)，用 件將其繪制出，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，記錄和研究其位移、速度和加速度等動(dòng)力參數(shù)，最后分析出機(jī)構(gòu)動(dòng)作的可靠性。使以后工作中，可以更準(zhǔn)確掌握機(jī)械產(chǎn)品零部件的動(dòng)力方面?zhèn)€參數(shù)，減少事故的發(fā)生，降低設(shè)計(jì)的難度。 關(guān)鍵詞： 凸輪 ， 三維造型，仿真 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 V 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 am is a a is of to it is in a or to or of or of of of is to of In be or of b a of of as of of of on to of So be of to of e ,文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 錄 摘 要 . . 錄 . 1 章 緒論 . 10 題的目的、意義 . 10 內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) . 11 輪機(jī)構(gòu)的分類 . 11 輪機(jī)構(gòu)的性能及其運(yùn)動(dòng)參數(shù) . 12 第 2 章 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 14 動(dòng)件運(yùn) 動(dòng)規(guī)律 . 14 本運(yùn)動(dòng)規(guī)律 . 14 輪輪廓線的設(shè)計(jì) . 15 . 15 . 18 . 18 . 18 第 3 章 凸輪機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)仿真 . 21 構(gòu)簡(jiǎn)介 . 26 零部件的實(shí)體建模 . 27 頭刨床 . 32 曲柄 的建模 . 33 桿 模 . 35 建模 . 35 頭刨床床身的建模 . 36 頭刨床刨頭的建模 . 37 床工作臺(tái) . 37 頭刨床主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配 . 38 買文檔就送您 紙全套 ， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 結(jié) . 39 望 . 39 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 第 1 章 緒論 題的目的、意義 在工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常要求機(jī)器的某些部件按照規(guī)定的運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)動(dòng)，僅僅應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)已難以滿足這個(gè)要求，所以需要利用工作表面具有一定形狀的凸輪。凸輪機(jī)構(gòu)是機(jī)械中一種常用的機(jī)構(gòu)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，工作可靠，設(shè)計(jì)方便，利用不同的凸輪輪廓曲線能夠使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)任意復(fù)雜給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。同時(shí)它兼有傳動(dòng)、導(dǎo)向及控制機(jī)構(gòu)的各種功能等優(yōu)點(diǎn)。因此在紡織機(jī)、包裝機(jī)、印刷機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、計(jì)算機(jī)以及農(nóng)業(yè)機(jī)具等自動(dòng)機(jī)械和自動(dòng)控制裝置中，都獲得了廣泛應(yīng) 用。凸輪機(jī)構(gòu)是工程中用以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化的一種主要驅(qū)動(dòng)和控制機(jī)構(gòu)，就凸輪機(jī)構(gòu)而言，必須進(jìn)一步提高其設(shè)計(jì)水平，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上開(kāi)展計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的研究。 在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，有關(guān)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、功能、操作性能、生產(chǎn)工藝、裝配性能，甚至維護(hù)性能等等許多問(wèn)題都需要在開(kāi)發(fā)過(guò)程的前期解決。一般，人們借助理論分析、統(tǒng)和各種比例的實(shí)物模型，或參考先前產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)來(lái)解決有關(guān)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的各種問(wèn)題。由于有關(guān)裝配、操作和維修的問(wèn)題往往只會(huì)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的后期或在最終產(chǎn)品試車過(guò)程中、甚至在投入使用一段時(shí)間后才能暴露出來(lái)，尤其是有 關(guān)維修的問(wèn)題往往是在產(chǎn)品已經(jīng)售出很長(zhǎng)是以后才能被發(fā)現(xiàn)。為了解決這些問(wèn)題，有時(shí)產(chǎn)品就不得不返回到設(shè)計(jì)構(gòu)造階段以便進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)變更。這樣的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)程序不但效率低、耗時(shí)，費(fèi)用也高。通過(guò)本課題對(duì)平行凸輪的設(shè)計(jì)，參數(shù)化三維建模與運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)的研究，目標(biāo)是可以使我系統(tǒng)掌握平行凸輪的設(shè)計(jì)原理和方法，并掌握利用三維建模軟件對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算及驗(yàn)算的全過(guò)程，掌握參數(shù)化方法在設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用技術(shù)。通過(guò)這一系列的研究設(shè)計(jì)工作，最終實(shí)現(xiàn)平行凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的參數(shù)化，系列化設(shè)計(jì)，提高平行凸輪的設(shè)計(jì)效率。 凸輪 機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種自 動(dòng)機(jī)械、儀器和操縱控制裝置。凸輪機(jī)構(gòu)之所以得到如此廣泛的應(yīng)用，主要是由于凸輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的 運(yùn) 動(dòng)要求，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊 。但是在凸輪的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)著主要根據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合大量的經(jīng)驗(yàn)公式和設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，很難實(shí)現(xiàn)凸輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)。加上凸輪在加工過(guò)程中也比較復(fù)雜的問(wèn)題，造成了凸輪的設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，設(shè)計(jì)成本高，傳動(dòng)質(zhì)量較低的問(wèn)題。本文把仿真技術(shù)應(yīng)用到凸輪輪廓線設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 對(duì)凸輪輪廓的優(yōu)化，了解其運(yùn)動(dòng)的各參數(shù)，如速度、加速度、轉(zhuǎn)角等等。 內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 和研究已有多年的歷史 , 目前仍在繼續(xù)擴(kuò)展和深入。 1983年全國(guó)第三屆機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)上關(guān)于凸輪機(jī)構(gòu)的論文只有 8 篇 , 涉及設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、分析、廓線的綜合等四個(gè)研究方向。到了 1990 年第七屆會(huì)議 , 凸輪機(jī)構(gòu)方面的論文 22 篇 , 又增加了 誤差分析等研究方向?，F(xiàn)在凸輪機(jī)構(gòu)已經(jīng)在包裝機(jī)械、食品機(jī)械、紡織機(jī)械、交通運(yùn)輸機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械、印刷機(jī)械等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但是 , 與先進(jìn)國(guó)家相比，我國(guó)還存在較大差距尤其是在對(duì)振動(dòng)的研究、凸輪架構(gòu)的加工及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等方面。 在歐美各國(guó) , 很多學(xué)者為凸輪機(jī)構(gòu)的研究作出 了貢獻(xiàn)。 早在三十年代， 時(shí)的研究工作主要集中在低速凸輪機(jī)構(gòu)。到了四十年代，人們開(kāi)始對(duì)配氣凸輪機(jī)構(gòu)的振動(dòng)進(jìn)行深入研究，并從經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)渡到有理論根據(jù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)分析。四十年代末， 人已經(jīng)注意到從動(dòng)件的剛度對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)有明顯的影響。五十年代初， 隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，凸輪機(jī)構(gòu)的 輪機(jī)構(gòu)的研究經(jīng)歷了從經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)到優(yōu)化設(shè)計(jì)，從單純的運(yùn)動(dòng)分析道動(dòng)力學(xué)研究，從手 工加工到 發(fā)展階段。 由于電子技術(shù)的發(fā)展 ,某些設(shè)備的控制元件可以采用電子元器件 , 但它們一般只能傳遞較小的功率 , 凸輪機(jī)構(gòu)卻能在實(shí)現(xiàn)控制功能的同時(shí)傳遞較大的功率 , 因此 , 凸輪機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)中具有無(wú)可替代的優(yōu)越性 , 尤其在高速度、高精度傳動(dòng)中更有突出的優(yōu)點(diǎn)?？梢哉f(shuō) , 對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的進(jìn)一步研究，特別是對(duì)高速凸輪機(jī)構(gòu)及其動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的進(jìn)一步研究，是長(zhǎng)期，持續(xù)并有重大意義的工作。 輪機(jī)構(gòu)的分類 平面凸輪機(jī)構(gòu) 兩活動(dòng)構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為平面運(yùn)動(dòng)的凸輪機(jī)構(gòu)。其按凸輪形狀又可分為盤形凸輪、移動(dòng)凸輪。其中，盤形凸 輪為凸輪的基本形式。是一個(gè)相對(duì)機(jī)架作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)或?yàn)闄C(jī)架且具有變化向徑的盤形構(gòu)件；而移動(dòng)凸輪則可視為盤形凸輪的演化形式。是一個(gè)相對(duì)機(jī)架作直線移動(dòng)或?yàn)闄C(jī)架且具有變化輪廓的構(gòu)件。 空間凸輪機(jī)構(gòu) 兩活動(dòng)構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為空間運(yùn)動(dòng)的凸輪機(jī)構(gòu)。按其形狀又可買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 分為圓柱凸輪，圓錐凸輪，弧面凸輪和球面凸輪等。 尖頂從動(dòng)件 尖頂能與任意復(fù)雜凸輪輪廓保持接觸，因而能實(shí)現(xiàn)任意預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。尖頂與凸輪呈點(diǎn)接觸，易磨損，故只宜用于受力不大的場(chǎng)合。 滾子從動(dòng)件 為克服尖頂從動(dòng)件的缺點(diǎn)，在尖頂處安裝一個(gè)滾子。它改善了從動(dòng)件與凸輪輪廓間的接 觸條件，耐磨損，可承受較大載荷，故在工程實(shí)際中應(yīng)用最為廣泛。 平底從動(dòng)件 平底從動(dòng)件與凸輪輪廓接觸為一平面，顯然它只能與全部外凸的凸輪輪廓作用。其優(yōu)點(diǎn)是：壓力角小，效率高，潤(rùn)滑好，故常用于高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。 力鎖合：利用重力、彈簧力或其他外力使組成凸輪高副的兩構(gòu)件始終保持接觸。形鎖合：利用特殊集合形狀（虛約束）使組成凸輪高副的兩構(gòu)件始終保持接觸。 凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：只要設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，即可使從?dòng)件實(shí)現(xiàn)任意預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、工作可靠。其缺點(diǎn)是：凸輪為高副接觸（點(diǎn)接觸），壓強(qiáng)比較大，容易磨損 ， 凸輪輪廓加工比較困難，費(fèi)用較高。 輪機(jī)構(gòu)的性能及其運(yùn)動(dòng)參數(shù) 凸輪機(jī)構(gòu)中，主動(dòng)件是凸輪，一般作等速連續(xù)旋轉(zhuǎn)，從動(dòng)件是裝有多個(gè)滾子的轉(zhuǎn)盤，可按設(shè)計(jì)要求作間歇步進(jìn)轉(zhuǎn)為運(yùn)動(dòng)。這種凸輪不需要其他附屬裝置即可完成較精確的定位。 表 1輪機(jī)構(gòu)中主要運(yùn)動(dòng)參數(shù)的符號(hào)及意義 名稱 符號(hào) 公式 無(wú)量綱時(shí)間 T t 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間， s； 轉(zhuǎn)盤期時(shí)間， s； T= = 凸輪角位移， 。 )； f 凸輪期轉(zhuǎn)角， ） 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 無(wú)量綱位移 S S= 凸輪中 S 恒為正； 轉(zhuǎn)盤角位移，。 ) 轉(zhuǎn)盤期轉(zhuǎn)位角，。 ) 無(wú)量綱速度 V V= = = 凸輪中 V 恒為正， 1 凸輪角速度， ； 2 轉(zhuǎn)盤角速度， 無(wú)量綱加速度 A A= = = 同向?yàn)檎愊驗(yàn)樨?fù)；2 轉(zhuǎn)盤角加速度， 無(wú)量綱躍度 J J= = = 同向?yàn)檎愊驗(yàn)樨?fù)； 轉(zhuǎn)盤角躍度， 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 第 2 章 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 輪 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律 本運(yùn)動(dòng)規(guī) 律 從動(dòng)件位移 變化情況如圖 2中橫坐標(biāo)代表凸輪轉(zhuǎn)角 ，縱坐標(biāo)代表從動(dòng)件位移 s、速度 v 和加速度 a 隨凸輪轉(zhuǎn)角 的變化規(guī)律稱為從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律。從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律又可分為基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律，基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律有以下幾種： 圖 2速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度為常數(shù)，而在運(yùn)動(dòng)的始、末點(diǎn)處速度產(chǎn)生突變，理論上加速度為無(wú)窮大，產(chǎn)生無(wú)窮大的慣性 力，機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生極大的沖擊，稱為剛性沖擊，次類運(yùn)動(dòng)規(guī)律只使用于低速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。 等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度為常數(shù)，而在運(yùn)動(dòng)的始、末點(diǎn)處加速度有突變，產(chǎn)生較大的加速度和慣性力，由此而引起的沖擊稱為柔性沖擊，這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律只適用與中速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。 余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律：又名簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律。從動(dòng)件在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度皆連續(xù)，但在運(yùn)動(dòng)的始、末點(diǎn)處加速度有突變，產(chǎn)生柔性沖擊，因而也只適用中速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。 正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律：又名擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律。從動(dòng)件在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度和加速度皆連續(xù)無(wú)突變，避免了剛性沖擊和柔 性沖擊，可以用于高速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。 在工程實(shí)際中，為使凸輪機(jī)構(gòu)獲得更好的工作性能，經(jīng)常采用以某種基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律為基礎(chǔ)，輔之以其他運(yùn)動(dòng)規(guī)律與其組合，從而獲得組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律。當(dāng)采用不用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合成改進(jìn)型運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，它們?cè)谶B接點(diǎn)處的位移、速度和加速度應(yīng)分別相等；這就買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 是兩運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合時(shí)必須滿足的邊界條件。 常用的組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：改進(jìn)性等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，改進(jìn)性正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律和改進(jìn)性梯形加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 基本的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律方程如表 2 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)位移方程 運(yùn)動(dòng)規(guī)律 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方程 推程 回程 等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 S S=等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 S S=S=h S 余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律 S S 正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律 S S 表 2輪輪廓線的設(shè)計(jì) 輪輪廓曲線的計(jì)算 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì) ,而凸輪的輪廓曲線形狀取決于從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律。從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的形式通常有多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律、三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律、組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律等。凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用的等速 (加速度 a=0)、等加速等減速 (加速度為常數(shù) ,即a=c)、簡(jiǎn)諧 (又稱余弦加速度規(guī)律 )、擺線 (又稱正弦加速度規(guī)律 )等 4種形式的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線之前 ,必須首先根據(jù)機(jī)構(gòu)的工作要求選定從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定后 ,通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真就可以得到凸輪的精確輪廓線。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 以擺動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)為例。 圖 2擺動(dòng)滾子從動(dòng)件盤性凸輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。 其中 C( 為凸輪理論輪廓線 上的任 意一 點(diǎn)， N（ ）、 分別為外緣和內(nèi)緣凸輪工作輪廓上與點(diǎn) C 對(duì)應(yīng)的點(diǎn)， D 、分別為加工 刀 具 中 心 的 位 置 ， 圖 2刀具半徑， 為滾子半徑， 為基圓半徑， 為擺桿初始角（ ,為凸輪轉(zhuǎn)角， 為角速度。 在圖 2三角形的函數(shù)關(guān)系可以得到凸輪任一時(shí)刻理論輪廓直角坐標(biāo)為 (2(2工作輪廓坐標(biāo)為： (2(2(2當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)為外緣型時(shí)，工作輪廓坐標(biāo)中的 和 取上方的符號(hào)，為內(nèi)緣型時(shí)取下方的符號(hào)。計(jì)算刀具中心軌跡坐標(biāo)時(shí)，將 以 代入工作輪廓坐標(biāo)即可。 設(shè) 凸輪以等角速度 逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，凸輪基園半徑 、滾子半徑 ，導(dǎo)路和凸輪軸心間的相對(duì)位置及偏距 e，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 S ，如圖 2 (1)理論輪廓線方程 B 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 圖 2 2中 (2)實(shí)際輪廓方程 如圖 22買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定 輪機(jī)構(gòu)的壓力角及許用值 (1)壓力角：從動(dòng)件于凸輪在接觸點(diǎn)處的受力方向與其在該點(diǎn)絕對(duì)速度方向之間所夾的銳角即為壓力角。 如圖 2(2)許用壓力角：為了改善凸輪機(jī)構(gòu)的受力情況，提高機(jī)械效率，規(guī)定了允許采用的最大壓力角 。 推程（工作行程）推薦的許用壓力角為： 直動(dòng)從動(dòng)件： 擺動(dòng)從動(dòng)件： 回程（空回行程） (3)基圓半徑的確定： 根據(jù)公式： 圖 2保證凸輪機(jī)構(gòu)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中均能滿足 ,應(yīng)選取計(jì)算結(jié)果中的最大值作為凸輪的基圓半徑。 子半徑的選擇 輪理論輪廓 內(nèi)凹部分 如圖 2作輪廓曲率半徑 、理論輪廓曲率半徑 與滾子半徑 三者之間的關(guān)系 為 (2這時(shí)，工作輪廓曲率半徑恒大于理論輪廓曲率半徑，即 。這樣，當(dāng)理論輪廓作出后，不論選擇多大的滾子，都能做出工作輪廓。 輪理論輪廓的外凸部分。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 如圖 2示，工作輪廓曲率半徑 理論輪廓曲率半徑 與滾子半徑 三者之間的關(guān)系為 : (2圖 2如圖 2 時(shí)， ；這時(shí)，可以作出論拖的工作輪廓； 如圖 2 時(shí)，雖然能作出凸輪工作輪廓，但出現(xiàn)了尖點(diǎn)；尖點(diǎn)處是極容易磨損的。 如圖 2 時(shí)， ，這時(shí)，作出的工作輪廓出現(xiàn)了相交的包絡(luò)線。這部分工作輪廓無(wú)法加 工，因此也無(wú)法實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件的預(yù)期運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即出現(xiàn)了“失真”現(xiàn)象。 綜上可知，滾子半徑不宜過(guò)大。但因滾子裝在銷軸上，故亦不宜過(guò)小。一般我們采用 (2式中， 為凸輪理論輪廓外凸部分的最小曲率半徑， 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20 2. 直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪 （ 1）將滾子中心視為尖頂，按尖頂推桿設(shè)計(jì)一凸輪輪廓 理論輪廓 （ 2）以 理論輪廓上各點(diǎn)為圓心，滾子半徑為半徑，作一系列滾子圓，并作滾子圓族的包絡(luò)線 工作輪廓 3. 直動(dòng)平底推桿盤形凸輪 （ 1）將推桿導(dǎo)路中心線與平底的交點(diǎn)視為尖頂，按尖頂推桿設(shè)計(jì)方法找到推桿末端的一系列點(diǎn)的位置。 （ 2）過(guò)推桿末端各點(diǎn)作一 系列平底直線，并作平底直線族的包絡(luò)線 工作輪廓 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 21 第 3 章 凸輪機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)仿真 置尖底從動(dòng)件盤形凸輪設(shè)計(jì) 舉例說(shuō)明偏置尖底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中凸輪的設(shè)計(jì)過(guò)程。其凸輪機(jī)構(gòu)的參數(shù)如附表 1所示，繪制凸輪的輪廓曲線 1、凸輪 機(jī)構(gòu)參數(shù) 凸輪機(jī)構(gòu)參數(shù)如下表： 附表 1 凸輪機(jī)構(gòu)參數(shù) 凸輪基圓半徑 偏距 e 從動(dòng)件行程 h 推程運(yùn)動(dòng)角 300000 遠(yuǎn)程休止角 s 回程運(yùn)動(dòng)角0 近程休止角 s 運(yùn)動(dòng)規(guī)律 60 140 60 回程正弦加速度 推程余弦加速度 2、 凸輪輪廓線方程 利用解析法求出凸輪輪廓線方程 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)。通常的方法是根據(jù)工作要求選定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 ,確定凸輪機(jī)構(gòu)的一些基本參數(shù) ,如基圓半徑、 偏距 e、滾子半徑 然后應(yīng)用圖解法或解析法來(lái)設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線。在進(jìn)行凸輪輪廓線設(shè)計(jì)時(shí) ,應(yīng)用解析法 ,求出凸輪廓線的方程式 : )3600( （ 1） 式（ 1）中： 為凸輪轉(zhuǎn)角， 2200 ， s 為從動(dòng)件位移。 對(duì)于推程（余弦加速度），有： 0 （ 2） )s i n (c o s)()c o s (s i n)(00 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 22 對(duì)于 遠(yuǎn)休止 , 有 : （ 3） 對(duì)于回程（正弦加速度），有： )2 )/2s i n (1( 00 4） 對(duì)于近休止，有： 0s （ 5） 舉例說(shuō)明 擺動(dòng)尖底從動(dòng)件 盤形凸輪機(jī)構(gòu) 中 凸輪的設(shè)計(jì)過(guò)程。 其 凸輪機(jī)構(gòu) 的參數(shù)如附表 1所示 ，繪制凸輪的輪廓曲線 1、凸輪機(jī)構(gòu)參數(shù) 凸輪機(jī)構(gòu)參數(shù)如下表： 附表 2 凸輪機(jī)構(gòu)參數(shù) 凸輪基圓半徑 擺桿的長(zhǎng)度 從動(dòng)件最大擺角 程運(yùn)動(dòng)角 30255o 75 遠(yuǎn)程休止角 s 回程運(yùn)動(dòng)角0 近程休止角 s 運(yùn)動(dòng)規(guī)律 10 75 200 推程二次多項(xiàng)式 回程二次多項(xiàng)式 2、 凸輪輪廓線方程 利用解析法求出凸輪輪廓線方程 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)。通常的 方法是根據(jù)工作要求選定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 ,確定凸輪機(jī)構(gòu)的一些基本參數(shù) ,如基圓半徑、偏距 e、滾子半徑 然后應(yīng)用圖解法或解析法來(lái)設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線。在進(jìn)行凸輪輪廓線設(shè)計(jì)時(shí) ,應(yīng)用解析法 ,求出凸輪廓線的方程式 : 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 23 )3600( （ 1） 式（ 1）中： a 為 ；0為初始擺角 (2/)(a r c c o s 20220 為從動(dòng)件角位移。 A 是凸輪的轉(zhuǎn)角，為分段函數(shù)，方程式： 對(duì)于推程等加速階段有： 275 2 /302 2 /*2 0m a x （ 2） 對(duì)于推程等減速階段有： 275/2)75(152/2)(*2 00m a xm a x30-（ 3） 對(duì)于 遠(yuǎn)休止 ,有 : 15 4） 對(duì)于回程（正弦加速度），有： 275 2 /302 2 /*2m a xm a x 15 （ 5） 275/2)75(302/2)(*2 00m a x （ 6） 對(duì)于近休止，有： 0 （ 7）)c o s (s i n (s i 1 6 08575001030103021紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 24 3、凸輪輪廓曲線 1）在 建立表達(dá)式 表達(dá)式是數(shù)學(xué)方程或條件方程 ,它控制了規(guī)律曲線的方程 ,要 求輪廓曲線即由 隱函數(shù) 組成 ,它由方程定義。把式 (2)、 (3)、 (4)、 (5)分別代入式 (1),并用變量 t 代替以上方程中的 ， 轉(zhuǎn)化為符合 三角函數(shù)的變量為弧度 ） ,在表達(dá)式對(duì)話框中手工輸入 ,創(chuàng)建 (1/2)*125*t/125*t+30*t2/752+30)/ t=11=3(1/2)*125*t/125*t+30*t2/752+30)/ t=12=3(1/2)*125*t/125*t+15752/752+30)/ t=12=3(1/2)*125*t/125*t+15752/752+30)/ t=2=3(1/2)*125*75+t)/125*75+t+15+30)/ t=02=3(1/2)*125*75+t)/125*75+t+15+30)/ t=031=3(1/2)*125*85+t)/125*85+t+15t2/752+30)/ t=31=3(1/2)*125*85+t)/125*85+t+15t2/752+30)/ t=32=3(1/2)*125*85+t)/125*85+t+30*(752/752+30)/ t=32=3(1/2)*125*85+t)/125*85+t+30*(752/752+30)/ t=4=3(1/2)*125*160+t)/125*160+t+0+30)/ t=04=3(1/2)*125*160+t)/125*160+t+0+30)/ t=0）由規(guī)律曲線生成凸輪輪廓線 利用 隱函數(shù)曲線。 對(duì)輪廓線按照一定的厚度值進(jìn)行拉伸 (作 ,可以獲得凸輪三維實(shí)體。同時(shí)創(chuàng)建尖頂從動(dòng)件實(shí)體 ,完成凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 2。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 25 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 26 構(gòu)簡(jiǎn)介 本文要求機(jī)構(gòu)輸出端能實(shí)現(xiàn)升 停 回 停的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并要求行程的起始和終止位置加速度無(wú)突變，加速度曲線連續(xù)，無(wú)柔性沖擊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。為了達(dá)到這個(gè)要求，本文采用的方案為凸輪機(jī)構(gòu)。根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的要求和凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選取原則，本文選取的凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為正弦加速度規(guī)律。但正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律用于升 停 回 停運(yùn)動(dòng)時(shí)，在推程與回程的連接點(diǎn)處，躍度從有限的正值變?yōu)樨?fù)值，因而加速度曲線不連續(xù)。為此本為選取的凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為修正正弦加速度規(guī)律。 在設(shè)計(jì)具體的凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，本文考慮了兩種方案：第一種是滑塊直接與凸輪連接的空間凸輪機(jī)構(gòu)，第二種是凸輪與滑塊并排的平面溝槽凸輪機(jī)構(gòu)?？紤]到安裝尺買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 27 寸和裝配要求，本文選取第二種方案。在第二種方案中滑塊和凸輪機(jī)構(gòu)是并排的，不易連接，因此在兩者間加了個(gè)連桿。具體的原理示意圖如圖 2 2 所示： 圖 2 2 擺動(dòng)滾子從動(dòng)件平面槽凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)原理示意圖 這個(gè)機(jī)構(gòu)由兩部分組成：溝槽 凸輪和連桿滑塊機(jī)構(gòu)。其中主動(dòng)件為由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的溝槽凸輪，從動(dòng)件為由溝槽凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)連桿滑塊機(jī)構(gòu)中的擺桿，運(yùn)動(dòng)輸出端為滑塊。其中 4550208035原理示意圖可作出擺動(dòng)滾子從動(dòng)件平面槽凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)（以后簡(jiǎn)稱為溝槽凸輪機(jī)構(gòu)）的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 2 3 所示： 圖 2 3 溝槽凸輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 零部件的實(shí)體建模 （ 1）溝槽凸輪的建模 溝槽凸輪零件的三維實(shí)體模型如圖 3 1 所示： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 28 圖 3 1 溝槽凸輪 （ 2）擺桿的建模 擺桿零件的三維實(shí)體模型如圖 3 2 所示： 圖 3 2 擺桿 （ 3）連桿的建模 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 29 連桿零件的三維實(shí)體模型如圖 3 3 所示： 圖 3 3 連桿 （ 4）滑塊的建模 滑塊零件的三維實(shí)體模 型如圖 3 4 所示： 圖 3 4 滑塊 （ 5）機(jī)架的建模 機(jī)架零件的三維實(shí)體模型如圖 3 5 所示： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 30 圖 3 5 機(jī)架 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 31 裝配圖 仿真錄像 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 32 頭刨床 牛頭刨床是一種用于切削平面的加工機(jī)床，它是依靠刨刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和支承并固定工件的工作臺(tái)的單向間歇移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)平面的切削加工。刨刀向左運(yùn)動(dòng)時(shí)切削工件，向右運(yùn)動(dòng)時(shí) 為空回。 圖 1 牛頭刨床主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)參考數(shù)據(jù) 1刨刀所切削的工件長(zhǎng)度為 L，并要求刀具在切削工件前后各有一段約 2為保證加工質(zhì)量，要求刨刀在工作行程時(shí)速度比較均勻， 許用速度不均勻系數(shù)=10%； 3為了提高生產(chǎn)效率，要求刨刀的往復(fù)切削運(yùn)動(dòng)具有急回特性，其行程速 比系數(shù) 4導(dǎo)桿的最大壓力角為最小值。 設(shè)計(jì)參考數(shù)據(jù) 方案號(hào) 1 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 曲柄轉(zhuǎn)速n(r/48 機(jī)架 380 工