[論文精品] 管類零件噴涂跟蹤機構設計 文獻綜述.doc

畢業(yè)論文文獻綜述1管類零件噴涂跟蹤機構設計摘要：設計并研制一種適用于管類零件或小型圓柱型物件的內(nèi)壁噴涂跟蹤機構，詳細介紹了管類零件噴涂跟蹤機構的原理極其結構組成、論述主要核心部件凸輪的設計和設計原理及過程。關鍵字：凸輪；噴涂；跟蹤機構；噴涂機械是涂裝系統(tǒng)不可缺少的重要設備，隨著時代進步和電子技術的不斷發(fā)展，噴涂設備也由最簡單的噴涂機發(fā)展到現(xiàn)在的噴涂生產(chǎn)線，涂裝生產(chǎn)線主要是用在家用電器、汽車、摩托車、鋼木家具、建筑五金工具、儀器儀表外殼等金屬屬件、塑料件的表面處理。涂裝系統(tǒng)主要有粉末涂裝系統(tǒng)、自動噴漆系統(tǒng)、工業(yè)單機噴涂設備及汽車特種噴涂設備等；設備主要有線處理生產(chǎn)線、睡蓮噴漆室、自動噴粉準裝置、噴粉機器人、烘道、烘房、自動噴淋裝置懸掛物料輸送設備等。噴涂作為制品表面處理的一種方法和手段，其發(fā)展方興未艾。目前，國內(nèi)噴涂設備主要有水平往復自動噴涂機，垂直往復自動噴涂機、旋轉噴涂機、多軸頂噴機、噴涂機器人等，可用于外表面較大物件的自動噴涂。而對于透明或單色瓶、杯、管類零件等小尺寸的物件，如在其內(nèi)表面進行噴涂，可用起到防銹防腐蝕還可以改善觀賞、裝飾美觀性。因此帶動了物件內(nèi)壁噴涂的全自動噴涂機的發(fā)展。在物件內(nèi)壁噴涂的全自動噴涂機中噴涂跟蹤機構占有不可或缺的地位。管類零件噴涂跟蹤機構用于在管類零件連續(xù)輸送過程中，對管類零件內(nèi)壁噴涂塑料薄膜的機構。管類零件等間距的安裝在特制的鏈帶上，鏈帶由鏈輪帶動，沿順時針方向轉動。在旋轉過程中，噴槍徐徐插入殼內(nèi)進行噴塑，完成后又迅速退回原始位置，再插入下一管類零件重復前述動作。在本機構中運用到二個凸輪來控制噴槍的運動。其中一個凸輪滿足噴槍作軸向往復移動，另一個凸輪滿足噴槍作往復擺動的跟蹤運動。所以說本機構中凸輪的設計關系到整個機構的運作良好或是否滿足噴涂要求。在各種機械，特別是自動機和自動控制裝置匯總，廣泛采用各種形式的凸輪機構。凸輪機構是一種由凸輪、從動件（又稱推桿）和機架組成的傳動機構。凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構件。被凸輪直接推動的構件稱為推桿。凸輪通常為主動件作等速轉動，若凸輪為從動件，稱之為反凸輪機構。畢業(yè)論文文獻綜述2凸輪機構有如下的優(yōu)點：1、從動件的運動規(guī)律可以任意擬定，凸輪機構可用于對從動件運動規(guī)律要求嚴格的地方，也可以用于要求從動件作間隙運動的地方，其運動時間與停歇時間的比例以及停歇次數(shù)都可以任意擬定?？梢愿咚賳樱瑒幼鳒蚀_可靠。2、只要設計相應的凸輪輪廓，就可以使從動件按擬定的規(guī)律運動。3、由于數(shù)控機床及計算機的廣泛應用，特別是近年來可以實現(xiàn)計算機輔助設計與制造，使凸輪輪廓加工并不十分困難。其最大優(yōu)點是只要適當?shù)卦O計出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得到各種預期的運動規(guī)律，而且相應快速，機構簡單緊湊。正因如此，凸輪機構不可被數(shù)控、電控等裝置完全代替。由于凸輪機構和包含凸輪機構的各種組合機構能夠再現(xiàn)各種預期的運動規(guī)律，凸輪機構在工程中獲得了廣泛的應用。諸如在各種半自動和全自動金屬切削機床、內(nèi)燃機、礦石破碎機、模鍛機、冷鐓機、鋼管冷軋機、自動包裝機、織機、家用和工業(yè)用縫紉機、自動繞線機、點焊機、印刷機以及多種農(nóng)業(yè)機械等，均采用了凸輪機構。在許多自動化儀表中。也采用凸輪機構作為輸出執(zhí)行機構。凸輪機構的類型很多，按凸輪的形狀分有盤形凸輪、圓柱凸輪。本機構就運用一個盤形凸輪和一個圓柱凸輪來滿足。本機構采用圓柱凸輪的繞軸轉動實現(xiàn)噴槍的往復運動，并用凸輪的轉動控制擺桿的擺動，進而實現(xiàn)滑塊支座帶動噴槍作反復擺動。一個盤形凸輪來控制噴槍的往復運動。凸輪機構設計的任務，是根據(jù)工作要求選定合適的凸輪機構的型式、推桿的運動規(guī)律和有關的基本尺寸，然后根據(jù)選定的推桿運動規(guī)律設計出凸輪應用的輪廓曲線。凸輪的回轉軸心為圓心，以凸輪的最小半徑R0圓稱為凸輪的基圓，R0稱為基圓半徑。凸輪與推桿在一點接觸時，推桿處于最低位置。當凸輪沿逆時針轉動時，推桿在凸輪廓線的推動下，將由最低位置被推到最高位置，推桿運動的這一過程稱為推程，而相應的凸輪轉角0稱為推程運動角。當推桿與凸輪廓線接觸時，推桿處于最高位置而靜止不動，這一過程稱為遠休止，與之相應的凸輪轉角01稱為遠休止角。當推桿與凸輪廓線接觸時，推桿由最高位置回到最低位置，這一過程稱為回程，相應的凸輪轉角0稱為回程運動角。推桿在最低位置靜止不動，這一過程稱為近休止，相應的凸輪轉角02稱為近休止角。推桿咋推程或回程中移動的距離h稱為推桿的行程。所謂推桿的運動規(guī)律，是指推桿的位移s，速度v，和加速度a隨時間t變化的規(guī)律。根據(jù)推桿運動規(guī)律所用的數(shù)學表達式的不同，常用的主要有多項式運動規(guī)律和三角函數(shù)運動規(guī)律兩大類。在本設計中主要用到了多項式運動規(guī)律中的一次多項式運動規(guī)律，所以這里主要介紹一次多項式運動規(guī)律。畢業(yè)論文文獻綜述3推桿的多項式運動規(guī)律的一般表達式為s=C0+C11+C22+Cnn,為凸輪轉角；s為推桿位移；C0、C1、C2、Cn為待定系數(shù).可利用邊界條件等來確定。一次多項式運動規(guī)律設凸輪以等角速度轉動，在推程時，凸輪的運動角為0,推桿完成行程行程h，當采用一次多項式運動規(guī)律時，則有；（在推程時）s=C0+C1；v=ds/dt=C1；a=dv/dt=0；設取邊界條件為：在始點處=0，s=0.在終點處=0s=h。（在回程時）s=h/0；v=-h/0；a=0.由此可知推桿此時作等速運動，故又稱其為等速運動規(guī)律。如果工作中有多種要求，只需把這些要求列成相應的邊界條件，并增加多項式中的方次，即可求得推桿相應的運動方程式。但當邊界條件增多時，會使設計計算復雜，加工精度也難以達到，故通常不宜采用太高次數(shù)的多項式。除了推桿常用的幾種運動規(guī)律外，根據(jù)工作需要，還可以選擇其他類型的運動規(guī)律，或者幾種運動規(guī)律組合使用，以改善推桿的運動和動力特性。構造組合運動規(guī)律應根據(jù)工作的需要，首先考慮用哪些運動規(guī)律來參與組合，其次要保證各段運動規(guī)律在銜接點上的運動參數(shù)的連續(xù)性，并在運動的起始和終止處滿足邊界條件。選擇推桿運動規(guī)律，首先需滿足機器的工作要求，同時還應使凸輪機構具有良好的動力特性和使所設計的凸輪便于加工等。凸輪輪廓曲線設計依據(jù)的基本原理是反轉法原理。推桿的軸線與凸輪回轉軸心之間有一偏距。當凸輪以角速度繞軸轉動時，推桿在凸輪的推動下實現(xiàn)預期的運動。現(xiàn)設想給整個凸輪機構加上一個公共角速度-，使其繞軸心轉動。這時凸輪與推桿之間的相對運動并未改變，但此時凸輪將靜止不動，而推桿則一方面隨其導軌以角速度-繞軸心轉動，一方面又在導軌內(nèi)作預期的往復移動。這樣，推桿在這種復合運動中，其尖頂?shù)倪\動軌跡即為凸輪輪廓曲線，在設計凸輪廓線時，可假設凸輪靜止不動，而使推桿相對于凸輪沿-方向作反轉運動，同時又在其導軌內(nèi)作預期的運動，這樣就作出了推桿的一系列位置，將其尖頂所占據(jù)的一系列位置連成平滑曲線，這就是所要求的凸輪廓線。將滾子中心視為尖頂推桿的尖頂，按前述方法出滾子中心在推桿復合運動中的軌跡（稱此軌跡為凸輪的理論廓線），然后以理論廓線上一系列點位圓心，以滾子半徑為半徑，作一系列的圓，再作此圓族的包絡線，即為凸輪的工作廓線（又稱實際廓線）。凸輪的基圓半徑若未指明，通常系指理論廓線的最小半徑。空間凸輪機構的類型主要分為圓柱凸輪機構和圓錐凸輪機構兩大類。從動件的運動方式有往復直動和往復擺動兩種。從動件與凸輪輪廓的接觸方式大都采用滾子接畢業(yè)論文文獻綜述4觸，也可以采用尖底接觸。機構的工作周期為凸輪一整轉的倍數(shù)時，必須采用曲線狀的導向塊接觸。由于空間凸輪的輪廓曲面上包含內(nèi)凹部分，因此不能采用平底型從動件。從動件與凸輪的鎖合方式也可分為力鎖合型和幾何鎖合型兩類，凸輪的輪廓曲面可在圓柱體或圓錐體上直接加工而成，也可將輪廓曲面制成允許裝拆的瓦狀塊，用螺釘固定在凸輪基本上。以便調(diào)整和更換，在自動機床中常采用這種結構形式。空間凸輪的輪廓是復雜的空間曲面，欲由從動件的運動規(guī)律計算輪廓曲面的空間坐標是比較復雜的工作。從制造的角度看，沒有必要按空間曲面的坐標施工。因此，就常規(guī)的空間凸輪機構而言，為了簡化空間凸輪輪廓的設計和制造過程，通常將圓柱凸輪上的圓柱面展開成矩形平面，將圓錐凸輪的圓錐面展開成扇形平面，然后按平面凸輪輪廓曲線的設計方法求得展開沒上的輪廓曲線坐標。當從動件是擺動從動件時，由于擺角的影響，滾子中心對于圓柱凸輪的相對運動軌跡會偏離圓柱面，因而這種展開設計方法是一種近似的方法。滾子直動從動件圓柱凸輪機構中，從動件的運動方向與凸輪回轉軸線平行。設從動件上的滾子與凸輪的輪廓工作面得接觸寬度為b，在b/2處所對應的凸輪圓柱面半徑為凸輪的平均圓柱半徑，稱為基圓柱半徑，乃用Rb表示。凸輪槽深度H的大小應保證滾子的端部與槽底之間留有足夠的間隙。若凸輪輪廓采用劃線方法加工，則應取凸輪的外圓柱面作為基圓柱面。圓柱凸輪的基圓柱面展開后，得展開的平面移動凸輪輪廓。滾子中心Bi的相對運動軌跡0為理論輪廓曲線，1和2為凸輪工作面得兩條展開輪廓曲線，即實際輪廓曲線。顯然，展開的理論輪廓曲線與從動件的位移曲線具有一致性。X軸線代表凸輪的圓周方向，y軸線為從動件的運動方向，當從從動件的運動規(guī)律給定后，理論輪廓曲線隨著Rb的增大而越趨于平坦，使機構的壓力角減小，輪廓曲線上各點的曲率半徑增大（絕對值）。因此，基圓半徑的確定依據(jù)是許用壓力角條件和展開面上的曲率半徑條件。通常直動從動件圓柱凸輪機構的許用壓力角=25到30。機構采用幾何鎖合方式時，回程許用壓力角與推程相同。通過理論輪廓曲線上任意點作法線nn，nn與y軸夾角即為機構的許用壓力角。顯然，該店的斜