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

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） （ 20 屆） 設(shè)計（論文）題目 凸輪機(jī)構(gòu)的三維設(shè)計、裝配與運(yùn)動仿真畢業(yè)設(shè)計 作 者 （三號黑體） 分 院 （三號黑體） 專 業(yè) 班 級 （三號黑體） 指導(dǎo)教師（職稱） （三號黑體） 論 文 字 數(shù) （三號黑體，阿拉伯?dāng)?shù)字） 論文完成時間 （三號黑體，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（論文）誠信承諾書 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 凸輪機(jī)構(gòu)的三維設(shè)計、裝配與運(yùn)動仿真畢業(yè)設(shè)計 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 學(xué) 號 學(xué)生承諾 文）撰寫過程中嚴(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（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（論文）所使用的相關(guān)資料、數(shù)據(jù)、觀點等均真 實可靠，文中所有引用的他人觀點、材料、數(shù)據(jù)、圖表均已注釋說明來源； 3畢業(yè)設(shè)計（論文）中無抄襲、剽竊或不正當(dāng)引用他人 學(xué)術(shù)觀點、思想和 學(xué)術(shù)成果，偽造、篡改數(shù)據(jù)的情況； 院對畢業(yè)設(shè)計（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（論文）成績不合格，無法正常畢業(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）檢查、評比中，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，一般多為原動件（有時為機(jī)架）；當(dāng)凸輪為原動件時，通常作等速連續(xù)轉(zhuǎn)動或移動，而從動件則按預(yù)期輸出特性要求作連續(xù)或間隙的往復(fù)運(yùn)動、移動或平面復(fù)雜運(yùn)動。 本文主要介紹凸輪的大體概念與凸輪廓線的設(shè)計計算，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)計的關(guān)鍵，常用的設(shè)計方法有解析法和圖解法。本文將對這兩這種方法進(jìn)行大致分析與應(yīng)用設(shè)計， 利用 件繪制凸輪機(jī)構(gòu)實體模型，并用 件的 件設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動模型，進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(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、速度和加速度等動力學(xué)參數(shù)，進(jìn)而可分析機(jī)構(gòu)動作的可靠性。 主要技術(shù)要求為：熟悉凸輪設(shè)計基本原理及相關(guān)理論計算；凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真及受力分析；指定內(nèi)容的翻譯和 本文將重點研究平行凸輪建模，受力分析和運(yùn)動仿真與分析。通過理論上的計算和研究，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)動仿真，記錄和研究其位移、速度和加速度等動力參數(shù)，最后分析出機(jī)構(gòu)動作的可靠性。使以后工作中，可以更準(zhǔn)確掌握機(jī)械產(chǎn)品零部件的動力方面?zhèn)€參數(shù)，減少事故的發(fā)生，降低設(shè)計的難度。 關(guān)鍵詞： 凸輪 ， 三維造型，仿真 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 V 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 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 . 11 輪機(jī)構(gòu)的分類 . 11 輪機(jī)構(gòu)的性能及其運(yùn)動參數(shù) . 12 第 2 章 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計 . 14 動件運(yùn) 動規(guī)律 . 14 本運(yùn)動規(guī)律 . 14 輪輪廓線的設(shè)計 . 15 . 15 . 18 . 18 . 18 第 3 章 凸輪機(jī)構(gòu) 運(yùn)動仿真 . 21 構(gòu)簡介 . 26 零部件的實體建模 . 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 . 37 頭刨床主運(yùn)動機(jī)構(gòu)的裝配 . 38 買文檔就送您 紙全套 ， Q 號交流 401339828 或 11970985 結(jié) . 39 望 . 39 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 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)動軌跡運(yùn)動，僅僅應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)已難以滿足這個要求，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)簡單、緊湊，工作可靠，設(shè)計方便，利用不同的凸輪輪廓曲線能夠使從動件實現(xiàn)任意復(fù)雜給定的運(yùn)動規(guī)律。同時它兼有傳動、導(dǎo)向及控制機(jī)構(gòu)的各種功能等優(yōu)點。因此在紡織機(jī)、包裝機(jī)、印刷機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、計算機(jī)以及農(nóng)業(yè)機(jī)具等自動機(jī)械和自動控制裝置中，都獲得了廣泛應(yīng) 用。凸輪機(jī)構(gòu)是工程中用以實現(xiàn)機(jī)械化和自動化的一種主要驅(qū)動和控制機(jī)構(gòu)，就凸輪機(jī)構(gòu)而言，必須進(jìn)一步提高其設(shè)計水平，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上開展計算機(jī)輔助設(shè)計的研究。 在產(chǎn)品的開發(fā)過程中，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)性能等等許多問題都需要在開發(fā)過程的前期解決。一般，人們借助理論分析、統(tǒng)和各種比例的實物模型，或參考先前產(chǎn)品的開發(fā)經(jīng)驗來解決有關(guān)新產(chǎn)品開發(fā)的各種問題。由于有關(guān)裝配、操作和維修的問題往往只會在產(chǎn)品開發(fā)的后期或在最終產(chǎn)品試車過程中、甚至在投入使用一段時間后才能暴露出來，尤其是有 關(guān)維修的問題往往是在產(chǎn)品已經(jīng)售出很長是以后才能被發(fā)現(xiàn)。為了解決這些問題，有時產(chǎn)品就不得不返回到設(shè)計構(gòu)造階段以便進(jìn)行必要的設(shè)計變更。這樣的產(chǎn)品開發(fā)程序不但效率低、耗時，費(fèi)用也高。通過本課題對平行凸輪的設(shè)計，參數(shù)化三維建模與運(yùn)動仿真技術(shù)的研究，目標(biāo)是可以使我系統(tǒng)掌握平行凸輪的設(shè)計原理和方法，并掌握利用三維建模軟件對凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，計算及驗算的全過程，掌握參數(shù)化方法在設(shè)計過程中的應(yīng)用技術(shù)。通過這一系列的研究設(shè)計工作，最終實現(xiàn)平行凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計的參數(shù)化，系列化設(shè)計，提高平行凸輪的設(shè)計效率。 凸輪 機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種自 動機(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)可以實現(xiàn)各種復(fù)雜的 運(yùn) 動要求，而且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊 。但是在凸輪的傳統(tǒng)設(shè)計過程中，設(shè)計著主要根據(jù)以往的設(shè)計經(jīng)驗，結(jié)合大量的經(jīng)驗公式和設(shè)計參數(shù)來進(jìn)行具體的設(shè)計，很難實現(xiàn)凸輪的優(yōu)化設(shè)計。加上凸輪在加工過程中也比較復(fù)雜的問題，造成了凸輪的設(shè)計周期長，設(shè)計成本高，傳動質(zhì)量較低的問題。本文把仿真技術(shù)應(yīng)用到凸輪輪廓線設(shè)計中，實現(xiàn)買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 對凸輪輪廓的優(yōu)化，了解其運(yùn)動的各參數(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 我國對凸輪機(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年全國第三屆機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)討論會上關(guān)于凸輪機(jī)構(gòu)的論文只有 8 篇 , 涉及設(shè)計、運(yùn)動規(guī)律、分析、廓線的綜合等四個研究方向。到了 1990 年第七屆會議 , 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)國家相比，我國還存在較大差距尤其是在對振動的研究、凸輪架構(gòu)的加工及產(chǎn)品開發(fā)等方面。 在歐美各國 , 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，人們開始對配氣凸輪機(jī)構(gòu)的振動進(jìn)行深入研究，并從經(jīng)驗設(shè)計過渡到有理論根據(jù)的運(yùn)動學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)分析。四十年代末， 人已經(jīng)注意到從動件的剛度對凸輪機(jī)構(gòu)動力學(xué)響應(yīng)有明顯的影響。五十年代初， 隨著計算機(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)驗設(shè)計到優(yōu)化設(shè)計，從單純的運(yùn)動分析道動力學(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)卻能在實現(xiàn)控制功能的同時傳遞較大的功率 , 因此 , 凸輪機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)中具有無可替代的優(yōu)越性 , 尤其在高速度、高精度傳動中更有突出的優(yōu)點?？梢哉f , 對凸輪機(jī)構(gòu)的進(jìn)一步研究，特別是對高速凸輪機(jī)構(gòu)及其動力學(xué)問題的進(jìn)一步研究，是長期，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) 兩活動構(gòu)件之間的相對運(yùn)動為平面運(yùn)動的凸輪機(jī)構(gòu)。其按凸輪形狀又可分為盤形凸輪、移動凸輪。其中，盤形凸 輪為凸輪的基本形式。是一個相對機(jī)架作定軸轉(zhuǎn)動或為機(jī)架且具有變化向徑的盤形構(gòu)件；而移動凸輪則可視為盤形凸輪的演化形式。是一個相對機(jī)架作直線移動或為機(jī)架且具有變化輪廓的構(gòu)件。 空間凸輪機(jī)構(gòu) 兩活動構(gòu)件之間的相對運(yùn)動為空間運(yùn)動的凸輪機(jī)構(gòu)。按其形狀又可買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 分為圓柱凸輪，圓錐凸輪，弧面凸輪和球面凸輪等。 尖頂從動件 尖頂能與任意復(fù)雜凸輪輪廓保持接觸，因而能實現(xiàn)任意預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律。尖頂與凸輪呈點接觸，易磨損，故只宜用于受力不大的場合。 滾子從動件 為克服尖頂從動件的缺點，在尖頂處安裝一個滾子。它改善了從動件與凸輪輪廓間的接 觸條件，耐磨損，可承受較大載荷，故在工程實際中應(yīng)用最為廣泛。 平底從動件 平底從動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)點是：壓力角小，效率高，潤滑好，故常用于高速運(yùn)動場合。 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)點是：只要設(shè)計出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，即可使從動件實現(xiàn)任意預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律，并且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、工作可靠。其缺點是：凸輪為高副接觸（點接觸），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)動參數(shù) 凸輪機(jī)構(gòu)中，主動件是凸輪，一般作等速連續(xù)旋轉(zhuǎn)，從動件是裝有多個滾子的轉(zhuǎn)盤，可按設(shè)計要求作間歇步進(jìn)轉(zhuǎn)為運(yùn)動。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)動參數(shù)的符號及意義 名稱 符號 公式 無量綱時間 T t 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時間， s； 轉(zhuǎn)盤期時間， s； T= = 凸輪角位移， 。 )； f 凸輪期轉(zhuǎn)角， ） 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 無量綱位移 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， 無量綱加速度 A A= = = 同向為正異向為負(fù)；2 轉(zhuǎn)盤角加速度， 無量綱躍度 J J= = = 同向為正異向為負(fù)； 轉(zhuǎn)盤角躍度， 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 第 2 章 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計 輪 從動件運(yùn)動規(guī)律 本運(yùn)動規(guī) 律 從動件位移 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)律稱為從動件運(yùn)動規(guī)律。從動件運(yùn)動規(guī)律又可分為基本運(yùn)動規(guī)律，基本運(yùn)動規(guī)律有以下幾種： 圖 2速運(yùn)動規(guī)律：從動件在運(yùn)動過程中速度為常數(shù)，而在運(yùn)動的始、末點處速度產(chǎn)生突變，理論上加速度為無窮大，產(chǎn)生無窮大的慣性 力，機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生極大的沖擊，稱為剛性沖擊，次類運(yùn)動規(guī)律只使用于低速運(yùn)動的場合。 等加速等減速運(yùn)動規(guī)律：從動件在運(yùn)動過程中加速度為常數(shù)，而在運(yùn)動的始、末點處加速度有突變，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)動規(guī)律只適用與中速運(yùn)動的場合。 余弦加速度運(yùn)動規(guī)律：又名簡諧運(yùn)動規(guī)律。從動件在整個運(yùn)動過程中速度皆連續(xù)，但在運(yùn)動的始、末點處加速度有突變，產(chǎn)生柔性沖擊，因而也只適用中速運(yùn)動場合。 正弦加速度運(yùn)動規(guī)律：又名擺線運(yùn)動規(guī)律。從動件在整個運(yùn)動過程中速度和加速度皆連續(xù)無突變，避免了剛性沖擊和柔 性沖擊，可以用于高速運(yùn)動的場合。 在工程實際中，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)動規(guī)律為基礎(chǔ)，輔之以其他運(yùn)動規(guī)律與其組合，從而獲得組合運(yùn)動規(guī)律。當(dāng)采用不用的運(yùn)動規(guī)律組合成改進(jìn)型運(yùn)動規(guī)律時，它們在連接點處的位移、速度和加速度應(yīng)分別相等；這就買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 是兩運(yùn)動規(guī)律組合時必須滿足的邊界條件。 常用的組合運(yùn)動規(guī)律有：改進(jìn)性等速運(yùn)動規(guī)律，改進(jìn)性正弦加速度運(yùn)動規(guī)律和改進(jìn)性梯形加速度運(yùn)動規(guī)律。 基本的從動件運(yùn)動規(guī)律方程如表 2 從動件運(yùn)動位移方程 運(yùn)動規(guī)律 從動件運(yùn)動方程 推程 回程 等速運(yùn)動規(guī)律 S S=等加速等減速運(yùn)動規(guī)律 S S=S=h S 余弦加速度運(yùn)動規(guī)律 S S 正弦加速度運(yùn)動規(guī)律 S S 表 2輪輪廓線的設(shè)計 輪輪廓曲線的計算 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵是凸輪輪廓曲線的設(shè)計 ,而凸輪的輪廓曲線形狀取決于從動件運(yùn)動規(guī)律。從動件運(yùn)動規(guī)律的形式通常有多項式運(yùn)動規(guī)律、三角函數(shù)運(yùn)動規(guī)律、組合運(yùn)動規(guī)律等。凸輪機(jī)構(gòu)從動件常用的等速 (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)動規(guī)律。在設(shè)計凸輪輪廓曲線之前 ,必須首先根據(jù)機(jī)構(gòu)的工作要求選定從動件運(yùn)動規(guī)律。從動件的運(yùn)動規(guī)律確定后 ,通過計算機(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 號交流 401339828 或 11970985 16 以擺動滾子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)為例。 圖 2擺動滾子從動件盤性凸輪機(jī)構(gòu)簡圖。 其中 C( 為凸輪理論輪廓線 上的任 意一 點， N（ ）、 分別為外緣和內(nèi)緣凸輪工作輪廓上與點 C 對應(yīng)的點， 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，工作輪廓坐標(biāo)中的 和 取上方的符號，為內(nèi)緣型時取下方的符號。計算刀具中心軌跡坐標(biāo)時，將 以 代入工作輪廓坐標(biāo)即可。 設(shè) 凸輪以等角速度 逆時針方向轉(zhuǎn)動，凸輪基園半徑 、滾子半徑 ，導(dǎo)路和凸輪軸心間的相對位置及偏距 e，從動件的運(yùn)動規(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 號交流 401339828 或 11970985 17 圖 2 2中 (2)實際輪廓方程 如圖 22買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 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：從動件于凸輪在接觸點處的受力方向與其在該點絕對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： 直動從動件： 擺動從動件： 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)在整個運(yùn)動周期中均能滿足 ,應(yīng)選取計算結(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，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， ；這時，可以作出論拖的工作輪廓； 如圖 2 時，雖然能作出凸輪工作輪廓，但出現(xiàn)了尖點；尖點處是極容易磨損的。 如圖 2 時， ，這時，作出的工作輪廓出現(xiàn)了相交的包絡(luò)線。這部分工作輪廓無法加 工，因此也無法實現(xiàn)從動件的預(yù)期運(yùn)動規(guī)律，即出現(xiàn)了“失真”現(xiàn)象。 綜上可知，滾子半徑不宜過大。但因滾子裝在銷軸上，故亦不宜過小。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 號交流 401339828 或 11970985 20 2. 直動滾子推桿盤形凸輪 （ 1）將滾子中心視為尖頂，按尖頂推桿設(shè)計一凸輪輪廓 理論輪廓 （ 2）以 理論輪廓上各點為圓心，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. 直動平底推桿盤形凸輪 （ 1）將推桿導(dǎo)路中心線與平底的交點視為尖頂，按尖頂推桿設(shè)計方法找到推桿末端的一系列點的位置。 （ 2）過推桿末端各點作一 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 號交流 401339828 或 11970985 21 第 3 章 凸輪機(jī)構(gòu) 運(yùn)動仿真 置尖底從動件盤形凸輪設(shè)計 舉例說明偏置尖底從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中凸輪的設(shè)計過程。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 從動件行程 h 推程運(yùn)動角 300000 遠(yuǎn)程休止角 s 回程運(yùn)動角0 近程休止角 s 運(yùn)動規(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)計關(guān)鍵在于凸輪輪廓曲線的設(shè)計。通常的方法是根據(jù)工作要求選定從動件的運(yùn)動規(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設(shè)計凸輪輪廓曲線。在進(jìn)行凸輪輪廓線設(shè)計時 ,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 為從動件位移。 對于推程（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 號交流 401339828 或 11970985 22 對于 遠(yuǎn)休止 , 有 : （ 3） 對于回程（正弦加速度），有： )2 )/2s i n (1( 00 4） 對于近休止，有： 0s （ 5） 舉例說明 擺動尖底從動件 盤形凸輪機(jī)構(gòu) 中 凸輪的設(shè)計過程。 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 擺桿的長度 從動件最大擺角 程運(yùn)動角 30255o 75 遠(yuǎn)程休止角 s 回程運(yùn)動角0 近程休止角 s 運(yùn)動規(guī)律 10 75 200 推程二次多項式 回程二次多項式 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)計關(guān)鍵在于凸輪輪廓曲線的設(shè)計。通常的 方法是根據(jù)工作要求選定從動件的運(yùn)動規(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設(shè)計凸輪輪廓曲線。在進(jìn)行凸輪輪廓線設(shè)計時 ,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 為從動件角位移。 A 是凸輪的轉(zhuǎn)角，為分段函數(shù)，方程式： 對于推程等加速階段有： 275 2 /302 2 /*2 0m a x （ 2） 對于推程等減速階段有： 275/2)75(152/2)(*2 00m a xm a x30-（ 3） 對于 遠(yuǎn)休止 ,有 : 15 4） 對于回程（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） 對于近休止，有： 0 （ 7）)c o s (s i n (s i 1 6 08575001030103021紙全套， Q 號交流 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體。同時創(chuàng)建尖頂從動件實體 ,完成凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計如圖 2。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 25 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 26 構(gòu)簡介 本文要求機(jī)構(gòu)輸出端能實現(xiàn)升 停 回 停的往復(fù)運(yùn)動，并要求行程的起始和終止位置加速度無突變，加速度曲線連續(xù)，無柔性沖擊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。為了達(dá)到這個要求，本文采用的方案為凸輪機(jī)構(gòu)。根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動的要求和凸輪機(jī)構(gòu)從動件運(yùn)動規(guī)律的選取原則，本文選取的凸輪機(jī)構(gòu)從動件的運(yùn)動規(guī)律為正弦加速度規(guī)律。但正弦加速度運(yùn)動規(guī)律用于升 停 回 停運(yùn)動時，在推程與回程的連接點處，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)從動件的運(yùn)動規(guī)律為修正正弦加速度規(guī)律。 在設(shè)計具體的凸輪機(jī)構(gòu)時，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連桿。具體的原理示意圖如圖 2 2 所示： 圖 2 2 擺動滾子從動件平面槽凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)原理示意圖 這個機(jī)構(gòu)由兩部分組成：溝槽 凸輪和連桿滑塊機(jī)構(gòu)。其中主動件為由電動機(jī)驅(qū)動的溝槽凸輪，從動件為由溝槽凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動連桿滑塊機(jī)構(gòu)中的擺桿，運(yùn)動輸出端為滑塊。其中 4550208035原理示意圖可作出擺動滾子從動件平面槽凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)（以后簡稱為溝槽凸輪機(jī)構(gòu)）的機(jī)構(gòu)簡圖。機(jī)構(gòu)簡圖如圖 2 3 所示： 圖 2 3 溝槽凸輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)簡圖 零部件的實體建模 （ 1）溝槽凸輪的建模 溝槽凸輪零件的三維實體模型如圖 3 1 所示： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 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 號交流 401339828 或 11970985 29 連桿零件的三維實體模型如圖 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)架零件的三維實體模型如圖 3 5 所示： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 30 圖 3 5 機(jī)架 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 31 裝配圖 仿真錄像 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 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)動和支承并固定工件的工作臺的單向間歇移動來實現(xiàn)對平面的切削加工。刨刀向左運(yùn)動時切削工件，向右運(yùn)動時 為空回。 圖 1 牛頭刨床主運(yùn)動機(jī)構(gòu) 設(shè)計要求與設(shè)計參考數(shù)據(jù) 1刨刀所切削的工件長度為 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)計參考數(shù)據(jù) 方案號 1 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析 曲柄轉(zhuǎn)速n(r/48 機(jī)架 380 工