溝槽凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)仿真開題報(bào)告.doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題目溝槽凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)仿真專業(yè)名稱機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)學(xué)號(hào)068105116學(xué)號(hào)姓名胡裕指導(dǎo)老師于斐填表日期2011年3月25日說明開題報(bào)告應(yīng)結(jié)合自己課題而作，一般包括：課題依據(jù)及課題的意義、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容。以下填寫內(nèi)容各專業(yè)可根據(jù)具體情況適當(dāng)修改。但每個(gè)專業(yè)填寫內(nèi)容應(yīng)保持一致。一、課題研究背景及國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)凸輪機(jī)構(gòu)廣泛用于各種自動(dòng)機(jī)中。自三十年代以來(lái)，人們就在不斷的研究它，并且研究工作隨著新技術(shù)、新方法的產(chǎn)生和應(yīng)用在不斷深化，目前低、中速凸輪機(jī)構(gòu)的研究在各方面已經(jīng)相當(dāng)完善，成熟?，F(xiàn)在，人們研究工作的重點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)向高速凸輪機(jī)構(gòu)及其動(dòng)力學(xué)特性方面。近五十年代，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和各種數(shù)值計(jì)算法的發(fā)展，使得很多方面的研究得以深入。在歐美各國(guó)，學(xué)者們?yōu)橥馆啓C(jī)構(gòu)的研究做出了巨大的貢獻(xiàn)。早在三十年代，F(xiàn).D.Furman就寫了一本系統(tǒng)介紹凸輪設(shè)計(jì)的著作，當(dāng)時(shí)的工作主要集中在低速凸輪機(jī)構(gòu)，而且主要是分析運(yùn)動(dòng)規(guī)律。到了四十年代，人們開始對(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)到有理論根據(jù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。四十年代末，J.A.Hrones等人已經(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，D.B.Mitchell最先對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。后來(lái)不少學(xué)者采用多種儀器，對(duì)高速凸輪的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行測(cè)量，并獲得了許多重要的成果。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，凸輪機(jī)構(gòu)的CAD/CAM獲得巨大成功，凸輪機(jī)構(gòu)的研究從經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)到優(yōu)化設(shè)計(jì)，從單純的運(yùn)動(dòng)分析到動(dòng)力學(xué)分析，從手工加工到CAM等發(fā)展階段。僅八,九十年代，就有P.Diemtma，J.K.Mills，Y.Peng，V.Y.Blrstij，Y.W.Chan等人先后發(fā)表了有關(guān)凸輪機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的論文，而Tsay，Bagci，Camil，Yilmaz，Yuksel，A.I.Mahyuddin，Cardona，Aiberto，T.L.Drenser等人先后發(fā)表了有關(guān)凸輪振動(dòng)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)等動(dòng)力學(xué)方面的論文。在高速凸輪機(jī)構(gòu)的研究方面，歐美各國(guó)也取得了巨大的成就。Tesar在其著作中對(duì)高速凸輪機(jī)構(gòu)采用的多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律有較詳細(xì)的論述，而T.Weber，A.S.Gutman，F(xiàn).Freadunstein等人提出了付氏級(jí)數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，D.A.Stoddart與G.F.Fawcett等提出了多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律等等。同時(shí)，M.Chew，Y.S.Unlusoy等人對(duì)高速凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)問題在進(jìn)行研究。德國(guó)、英國(guó)在高速凸輪機(jī)構(gòu)的研究方面又有了新的突破，對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)采用了諧分析、諧綜合等分析設(shè)計(jì)方法，使得高速凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)性能有了很大的改善。歐美各國(guó)的學(xué)者還特別注重研究文獻(xiàn)的搜集，P.W.Jensen在其專著中幾乎列出了1984年以前的、有記載的、可以找到的所有的文獻(xiàn)資料，共1817篇。日本也特別重視凸輪機(jī)構(gòu)的研究，日本學(xué)者在凸輪技術(shù)發(fā)展上所做的工作主要有：1、在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，致力于尋求凸輪機(jī)構(gòu)的精確解和使凸輪曲線多樣化，以適應(yīng)新的要求。2、加強(qiáng)了凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和振動(dòng)方面的研究，提高了機(jī)構(gòu)的速度，發(fā)展了高速凸輪。3、研制新的凸輪加工設(shè)備，以適應(yīng)新開發(fā)的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了凸輪機(jī)構(gòu)的小型化和大型化。4、加強(qiáng)凸輪機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化，發(fā)展成批生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。5、發(fā)展凸輪機(jī)構(gòu)的CAD/CAM系統(tǒng)。我國(guó)對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和研究已有多年歷史，目前仍在繼續(xù)擴(kuò)展和深入。近年來(lái)已經(jīng)取得一定成就，但與先進(jìn)國(guó)家相比我國(guó)對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的研究和應(yīng)用還存在一定的差距，尤其是在對(duì)振動(dòng)的研究、凸輪機(jī)構(gòu)的加工及產(chǎn)品開發(fā)等方面。雖然已經(jīng)有很多學(xué)者對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的研究做了相當(dāng)多的工作，但在各研究方向仍有許多可以進(jìn)行的地方。例如，從設(shè)計(jì)的角度考慮，大致有以下幾點(diǎn)：1、在從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究方面，除了繼續(xù)尋找更好的運(yùn)動(dòng)規(guī)律外，還要研究有效的分析方法。2、在幾何學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究方面。要綜合考慮各種凸輪機(jī)構(gòu)，盡可能導(dǎo)出普遍使用的計(jì)算公式。3、發(fā)展通用而有效的CAD系統(tǒng)。4、引入專家系統(tǒng)或人工智能CAD系統(tǒng)。5、動(dòng)力學(xué)的深化及研究成果的進(jìn)一步實(shí)用化。6、加強(qiáng)對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性好熱動(dòng)力學(xué)特性的計(jì)算機(jī)模擬，以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和縮短產(chǎn)品研制周期。7、研究CAD/CAM的一體化。8、凸輪機(jī)構(gòu)作為引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的研究和應(yīng)用。隨著社會(huì)的發(fā)展科技的進(jìn)步，人們對(duì)各種機(jī)械在速度、效率、壽命、噪聲和可靠性等方面要求的日益提高，因此也就對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的各種性能有更高的要求。為適應(yīng)這種發(fā)展形勢(shì)，凸輪機(jī)構(gòu)必須具有特性優(yōu)良的凸輪曲線和高速、高精度性能。我們的研究也正是為次而努力。二、溝槽凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析為滿足凸輪機(jī)構(gòu)的輸出件提出的運(yùn)動(dòng)要求、動(dòng)力要求等，凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)大致可分為以下三步:l)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)。2)凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的設(shè)計(jì)。3)凸輪機(jī)構(gòu)輪廓曲線的設(shè)計(jì)。2.1從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)包括對(duì)所設(shè)計(jì)的凸輪機(jī)構(gòu)輸出件的運(yùn)動(dòng)提出的所有給定要求。例如，推程、回程運(yùn)動(dòng)角、遠(yuǎn)休止角、近休止角、行程以及推程、回程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線形狀，都屬于運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)。所謂凸輪曲線并不是凸輪輪廓的形狀曲線，而是凸輪驅(qū)動(dòng)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)曲線。研究凸輪曲線的目的在于用最短時(shí)間、最圓滑、無(wú)振動(dòng)、耗能少的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)從動(dòng)件。凸輪曲線特性優(yōu)良與否直接影響凸輪機(jī)構(gòu)的精度、效率和壽命。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)情況，是由凸輪輪廓曲線的形狀決定的。一定輪廓曲線形狀的凸輪，能夠使從動(dòng)件產(chǎn)生一定規(guī)律的運(yùn)動(dòng)；反過來(lái)實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，要求凸輪具有不同現(xiàn)狀的輪廓曲線，即凸輪的輪廓曲線與從動(dòng)件所實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律之間存在著確定的依從關(guān)系。因此，凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步，是根據(jù)工作要求和使用場(chǎng)合，選擇或設(shè)計(jì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)基木尺寸和凸輪輪廓之前，必須根據(jù)凸輪機(jī)構(gòu)的工作性能要求選擇從動(dòng)件的