凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析及創(chuàng)新設(shè)計(jì)試驗(yàn)平臺(tái)研制【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 浙江理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析及創(chuàng)新設(shè)計(jì)試驗(yàn)平臺(tái)研制 學(xué) 院 機(jī)械與自動(dòng)控制學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 09 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（ 4）班 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 系 主 任 學(xué)院院長(zhǎng) 二 一三 年 五 月 十九 日 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 浙 江 理 工 大 學(xué) 機(jī)械與自動(dòng)控制學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)誠信說明 我謹(jǐn)在此保證：本人所做的畢業(yè)設(shè)計(jì)，凡引用他人的研究成果均已在參考文獻(xiàn)或注釋中列出。設(shè)計(jì)說明書與圖紙均由本人獨(dú)立完成，沒有抄襲、剽竊他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的研究成果行為。如出現(xiàn)以上違反知識(shí)產(chǎn)權(quán)的情況，本人愿意承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 摘要 凸輪機(jī)構(gòu)是工程中用 來 實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化的重要驅(qū)動(dòng)和控制機(jī)構(gòu) 之一 ，在輕工、食品、紡織、印刷、醫(yī)藥、標(biāo)準(zhǔn)零件制造、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域運(yùn)行的工作機(jī)械中 都 獲得廣泛應(yīng)用。 但隨著社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步， 為了提高產(chǎn) 品的質(zhì)量和生產(chǎn)率， 作為機(jī)械設(shè)備核心部件的 凸輪機(jī)構(gòu)而言，必須進(jìn)一步提高 它的 設(shè)計(jì)水平，在解析法設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上開展計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的研究和推廣應(yīng)用。 因此，開展對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的研究，對(duì)于揭示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能，進(jìn)行機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和動(dòng)力學(xué)分析有著重要的實(shí)際意義。 本文首先介紹了凸輪機(jī)構(gòu)的發(fā)展概況，提出課題的背景和意義，接著指出國內(nèi)外研究的趨勢(shì)和國內(nèi)高校凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)僅局限于對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)量與分析，然后提出以現(xiàn)實(shí)生活中最常用的一些凸輪為基礎(chǔ)來研究凸輪機(jī)構(gòu)試驗(yàn)平臺(tái)中從凸輪輪廓設(shè)計(jì)到加工到試驗(yàn)這一整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成。凸輪輪廓線的設(shè)計(jì)在 解析法的基礎(chǔ)上用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行繪制。凸輪加工的方法用最常見的線切割加工，用 切割軟件來輔助寫代碼。平臺(tái)可測(cè)量盤形凸輪，圓柱凸輪，直動(dòng)從動(dòng)件及擺動(dòng)從動(dòng)件組成的不同的凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性。從動(dòng)件的回復(fù)力采用恒定重力的重力回復(fù)，直動(dòng)的軌道用直線導(dǎo)軌，進(jìn)一步的提高測(cè)量精度。在實(shí)驗(yàn)臺(tái)中各個(gè)傳感器的設(shè)計(jì)位置，可以讓學(xué)生直觀去觀察從動(dòng)件的速度、加速度；同時(shí)，為了讓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的測(cè)量數(shù)據(jù)更加豐富，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上加上旋轉(zhuǎn)編碼器，就可以觀察和研究凸輪機(jī)構(gòu)的在運(yùn)行中輸入軸的速度，讓整個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能更加的強(qiáng)大，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加豐富，對(duì)凸輪 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)研究也很有幫助。 關(guān)鍵詞： 凸輪機(jī)構(gòu)；運(yùn)動(dòng)分析；解析法；試驗(yàn)臺(tái)；軟件輔助設(shè)計(jì) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 he is of to in of in to as of of to on of to of to of of to of of of of at is to of to in of an to a of to of to on of to to of of a In to in 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 to of be in in of of so of is 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目 錄 摘 要 1 章 緒論 . 1 言 . 1 輪機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) . 2 內(nèi)外凸輪機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀 . 2 輪機(jī)構(gòu)研究趨勢(shì) . 3 題設(shè)計(jì)的內(nèi)容和意義 . 4 第 2 章 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論 . 6 . 6 動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律 . 7 . 10 第 3 章 凸輪的加工方法 . 14 線加工 . 14 能銑床加工 . 14 . 15 形機(jī)床加工 . 16 火花機(jī)床加工 . 17 第 4 章 凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)平臺(tái) . 22 輪實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的組成 . 22 動(dòng)從動(dòng)件結(jié)構(gòu) . 22 動(dòng)從動(dòng)件結(jié)構(gòu) . 24 柱凸輪結(jié)構(gòu) . 24 驗(yàn)臺(tái)傳動(dòng)設(shè)計(jì) . 25 擇傳動(dòng)方案 . 25 擇電動(dòng)機(jī) . 25 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 輪蝸桿減速器 . 25 步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) . 26 動(dòng)件組件設(shè)計(jì) . 30 感器選擇 . 32 感器概述 . 32 感 器選用原則 . 33 位移傳感器的選擇 . 34 線位移傳感器選擇 . 36 第 5 章 試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)仿真 . 37 . 37 . 38 . 38 第 6 章 總結(jié)和展望 . 41 參考文獻(xiàn) . 42 致 謝 . 43 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 1 章 緒論 言 凸輪機(jī)構(gòu)是一種重要的驅(qū)動(dòng)和控制機(jī)構(gòu)用來實(shí)現(xiàn)機(jī)械化跟自動(dòng)化，廣泛的應(yīng)用在輕工、發(fā)動(dòng)機(jī)、紡織、印刷等工業(yè)機(jī)械中。凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。三者之中凸輪是的主要運(yùn)動(dòng)方法是連續(xù)的等速回轉(zhuǎn)，因此設(shè)計(jì)不同形狀的凸輪輪廓曲線就可以使從動(dòng)件按照你想要的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。 凸輪機(jī)構(gòu)之所以能 如此廣泛的應(yīng)用是因?yàn)橛性S多其他機(jī)構(gòu)比不上的優(yōu)點(diǎn)，如： l、設(shè)計(jì)方便，適應(yīng)性好，可以實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律的要求； 2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，控制準(zhǔn)確而有效，運(yùn)動(dòng)的特性好，使用方便； 3、性能穩(wěn)定， 故障少 ，維護(hù)保養(yǎng)方便 1 。 實(shí)際中所使用的凸輪機(jī)構(gòu)的形式繁多，對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的分類方法有三種，按凸輪的幾何形狀可以分為平面凸輪、空間凸輪；按從動(dòng)件的形狀可以分為尖底從動(dòng)件、滾子從動(dòng)件、平底從動(dòng)件、曲面從動(dòng)件、滑船式從動(dòng)件；按凸輪與從動(dòng)件維持接 觸的方式可以分為力鎖合凸輪機(jī)構(gòu)、幾何形狀鎖合凸輪機(jī)構(gòu)。 凸輪機(jī)構(gòu)具有傳動(dòng)、導(dǎo)向及控制等功能，所以在各種需要實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化和半自動(dòng)化的場(chǎng)合取得了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)用作傳動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，可產(chǎn)生各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)用于導(dǎo)向機(jī)構(gòu)時(shí)，可以使工作機(jī)械的動(dòng)作端產(chǎn)生復(fù)雜的軌跡或平面運(yùn)動(dòng)；當(dāng)它作為控制機(jī)構(gòu)時(shí)，可以控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自動(dòng)工作循環(huán) 2 。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的提高和凸輪 術(shù)水平的不斷增長(zhǎng)，凸輪機(jī)構(gòu)所能應(yīng)用范圍將會(huì)變得更加 廣泛。 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 輪機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 內(nèi)外凸輪機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀 雖然我們對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的認(rèn)識(shí)時(shí)間很長(zhǎng)，但直到 19 世紀(jì)末人們都沒有對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行過系統(tǒng)的研究和分析。隨著工業(yè)的快速發(fā)展，人們對(duì)自動(dòng)化機(jī)械的需求量增加，在 20 世紀(jì)初期凸輪機(jī)構(gòu)的研究才開始受到重視。凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用的廣泛性推動(dòng)了人們對(duì)它的研究。最初，人們只研究凸輪簡(jiǎn)單的幾何形狀和運(yùn)動(dòng)，來滿足從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)單位置要求。隨著各種機(jī)械在速度、效率、壽命、噪聲和可靠性等方面對(duì)凸輪的要求日益提高，對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的研究也逐步擴(kuò)展與深化，從簡(jiǎn)單地考慮幾何尺寸、運(yùn)動(dòng)分析和靜力分析，發(fā)展到考慮動(dòng)力學(xué)、潤滑、誤差影響、彈性變形等，其研究方向有數(shù)十個(gè)之多。 我國對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和研究已經(jīng)有許多年的歷史，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(huì)上關(guān)于凸輪機(jī)構(gòu)的論文只有 8 篇，涉及到了設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、分析、廓線的綜合等四個(gè)方向。到了 1988 年的第六屆會(huì)議，已有凸輪機(jī)構(gòu)方面的論文 20 篇，增加了動(dòng)力學(xué)、振動(dòng)、優(yōu)化設(shè)計(jì)等研究方向。而 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 差分析等研究方向 4 。近幾年，對(duì)凸輪分度機(jī)構(gòu)方面的研究也不斷深入，并發(fā)表了一系列論文， 5 對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的共軛曲面原理 6 、專家系統(tǒng)等方面也有了相當(dāng)?shù)难芯俊，F(xiàn)在凸輪機(jī)構(gòu)已經(jīng)在包裝、食品、紡織、交通運(yùn)輸、動(dòng)力、印刷等機(jī)械領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但是，與先 進(jìn)國家相比，我國對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的研究和應(yīng)用還存在較在的差距，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。 歐美各國對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)研究的特點(diǎn) 7 大致如下； (1)論文數(shù)量多，研究范圍廣。 (2)研究的連續(xù)性和發(fā)展性強(qiáng)。 (3)研究工作隨著新技術(shù)、新方法的產(chǎn)生和應(yīng)用而深化。 (4)基礎(chǔ)理論的研究持續(xù)穩(wěn)定。 日本也特別重視凸輪機(jī)構(gòu)的研究，有很多凸輪機(jī)構(gòu)研究的專家，早期有小才川介、中開英一等，現(xiàn)在有牧野洋、西岡雅夫 筱原茂之等。還有許 多專門生產(chǎn)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 凸輪機(jī)構(gòu)的公司，如大冢公司、三共制作所等。日本經(jīng)常舉行討論凸輪機(jī)構(gòu)的學(xué)術(shù)會(huì)議。在有關(guān)的國際性刊物上也經(jīng)?？吹饺毡驹谕馆啓C(jī)構(gòu)研究方面的論文。日本近期在凸輪技術(shù)的發(fā)展上所做的工作主要有以下幾個(gè)方面： (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，來適應(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。他們已經(jīng)生產(chǎn)出分度數(shù)每分鐘 8000 次的分度凸輪機(jī)構(gòu) 8 。 (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，已經(jīng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)出了世界上最小和最大的蝸桿凸輪機(jī)構(gòu)，中心距前者為28者為 800 (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)凸輪機(jī)構(gòu)。 (5)發(fā)展凸輪機(jī)構(gòu)的 日本學(xué)者非常注重將各方面的研究成果應(yīng)用到實(shí)際的產(chǎn)品開發(fā)中去，比如他們充分地認(rèn)識(shí)到凸輪機(jī)構(gòu)作為控制機(jī)構(gòu)具有高速下的穩(wěn)定性、優(yōu)良的再現(xiàn)性、良好的運(yùn)動(dòng)特性和可靠性、易于實(shí)現(xiàn)同步控制、剛度高等優(yōu)越性，因此十分重視將凸輪機(jī)構(gòu)與電子技術(shù)相結(jié)合，在控制機(jī)構(gòu)上作 廣泛的研究，從而拓寬了凸輪機(jī)構(gòu)的用途。 輪機(jī)構(gòu)研究趨勢(shì) 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繼續(xù)進(jìn)行的工作，并有一些研究工作有待開發(fā)。從設(shè)計(jì)的角度考慮，以下幾個(gè)研究方向還有待開發(fā)： (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，還要研究多種有效的分析方法。當(dāng)對(duì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)軌跡有所要求時(shí)，能夠用這些方法求出滿足要求并且性能優(yōu)良的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 (2) 對(duì)各種凸輪機(jī)構(gòu)要綜合考慮幾何學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究，盡可能導(dǎo)出普遍適用的比較精確 計(jì)算公式。已有的研究大多數(shù)集中于平面和圓柱凸輪，而且僅僅是一種凸輪一種研究方法，因而設(shè)計(jì)公式過多，近似公式比較多等情況，并會(huì)影響到其他方面 (如 的研究。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 (3) 發(fā)展通用并且有效的 于以上原因和種種因素，在凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中計(jì)算機(jī)的應(yīng)用一直被局限于幾種平面和圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，并且每一程序一般只能處理一到二種機(jī)構(gòu)，對(duì)比較完整的 統(tǒng)的研究，在近十幾年才開始，而且很不完善。 (4) 引入專家系統(tǒng)或人工智能 于凸輪機(jī)構(gòu)并不是標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，種類有許多，應(yīng)用廣，加之許 多已有的知識(shí)不能公式化，凸輪設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)者的水平和經(jīng)驗(yàn)有著密切的關(guān)系，所以應(yīng)用普通的 時(shí)候效果并不很理想。如果引入專家系統(tǒng)，就可以獲得較為理想的結(jié)果。隨著專家系統(tǒng)的引入，必須注意收集吸取有關(guān)凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)。 (5) 動(dòng)力學(xué)研究的深化和研究成果的進(jìn)一步實(shí)用化。 由于動(dòng)力學(xué)問題自身的復(fù)雜性，導(dǎo)致凸輪機(jī)構(gòu)研究主要集中于低、中速，對(duì)高速凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的研究還不夠深入和完善，所以，人們對(duì)這些研究成果的可靠性存在懷疑，使得這些成果的應(yīng)用并不廣泛。 (6) 加強(qiáng)對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性和動(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)品研制的周期。 (7) 研究 一體化，凸輪加工中數(shù)控已經(jīng)被應(yīng)用了很長(zhǎng)一段時(shí)間，也比較普遍，因此 有一定的基礎(chǔ)。但因?yàn)閷?duì) 以 在數(shù)控機(jī)床已經(jīng)能夠使用高級(jí)語言編制的程序 和計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)，估計(jì)這方面的研究也將很快的發(fā)展起來。 9 題設(shè)計(jì)的內(nèi)容和意義 一直以來，所做的凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)一直是驗(yàn)證式實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，就是由教師提前?zhǔn)備好相關(guān)的設(shè)備 ，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和書上的教學(xué)參考步驟來完成實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)性跟創(chuàng)新性少，學(xué)生中普遍有著實(shí)際知識(shí)不足、重理論輕實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)技能低等問題。大部分學(xué)校的凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)只局限于對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)量與分析，實(shí)驗(yàn)過程都是一成不變的，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)是不利的。 本課題中我們先用解析法來用已知參數(shù)條件對(duì)凸輪的輪廓曲線進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后在 是否能得到相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律， 然后用 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 線切割軟件進(jìn)行代碼的編寫再輸送到線切割機(jī)將凸輪生產(chǎn)出來，最后在試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證是否滿足設(shè)計(jì)要求。 在這個(gè)試驗(yàn)平臺(tái)中，將對(duì)凸輪的設(shè)計(jì)、分析，優(yōu)化及測(cè)試進(jìn)行一系列的實(shí)驗(yàn)，可供學(xué)生使用，增強(qiáng)他們的綜合設(shè)計(jì)及創(chuàng)新能力、實(shí)踐動(dòng)手的能力、分析和解決問題的能力。實(shí)驗(yàn)是高校在教學(xué)和科研上的重要組成部分。因此，實(shí)驗(yàn)是理論聯(lián)系實(shí)際不可缺少的環(huán)節(jié)。凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)是工科院校的機(jī)械原理課程實(shí)踐教學(xué)的一個(gè)重要單元。通過該實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以深入了解和掌握各種凸輪機(jī)構(gòu)的性能，從而將書本知識(shí)聯(lián)系到工程實(shí)際，用書本上的知識(shí)來解決工程實(shí)際問題。所以，凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步完善和發(fā)展對(duì)提高學(xué)生的綜合能力和專業(yè)水平具有重要意義 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 2 章 凸輪機(jī) 構(gòu)的設(shè)計(jì)理論 輪機(jī)構(gòu)的基本參數(shù) (1)基圓：以凸輪機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心為圓心，凸輪輪廓的最小向徑為半徑所作的圓，用0 (2)推程：從動(dòng)件從距凸輪回轉(zhuǎn)中心的最近點(diǎn)向最遠(yuǎn)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程。 (3)回程：從動(dòng)件從距凸輪回轉(zhuǎn)中心的最遠(yuǎn)點(diǎn)向最近點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程。 (4)行程：從動(dòng)件從距凸輪回轉(zhuǎn)中心最近點(diǎn)到最遠(yuǎn)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)所通過的距離，或從最遠(yuǎn)點(diǎn)回到最近點(diǎn)所通過的距離。行程通常指從動(dòng)件的最大運(yùn)動(dòng)距離，用 (5)推程運(yùn)動(dòng)角：從動(dòng)件從距凸輪 回轉(zhuǎn)中心的最近點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最遠(yuǎn)點(diǎn)時(shí)，對(duì)應(yīng)凸輪所轉(zhuǎn)過的角度，用 表示。 (6)回程運(yùn)動(dòng)角：從動(dòng)件從距凸輪回轉(zhuǎn)中心的最遠(yuǎn)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最近點(diǎn)時(shí)，對(duì)應(yīng)凸輪所轉(zhuǎn)過的角度，用 表示。 (7)遠(yuǎn)休止角：從動(dòng)件在距凸輪回轉(zhuǎn)中心的最遠(yuǎn)點(diǎn)靜止不動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)凸輪所轉(zhuǎn)過的角度，用s表示。 (8)近休 止角：從動(dòng)件在距凸輪回轉(zhuǎn)中心的最近點(diǎn)靜止不動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)凸輪所轉(zhuǎn)過的角度，用 s 表示。 (9)凸輪轉(zhuǎn)角：凸輪繞自身轉(zhuǎn)過的角度。一般情況下，凸輪轉(zhuǎn)角從行程的起始點(diǎn)在基圓上開始度量，它的值等于行程起點(diǎn)和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向線與基圓的交點(diǎn)所組成的圓弧對(duì)應(yīng)的基圓圓心角，用 表示。 (10)從動(dòng)件的位移：凸輪轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)角 時(shí)，從動(dòng)件所運(yùn)動(dòng)的距離，用 移 于擺動(dòng)從動(dòng)件，其位移為角位移，需要把直動(dòng)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。 10 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)一般作為凸輪機(jī)構(gòu)的輸出運(yùn)動(dòng)，而且凸輪的輪廓曲線往往也由從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來確定，所以正確的選擇跟設(shè)計(jì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是凸輪設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要工作。 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就是指的是從動(dòng)件的位移 s，速度 v，加速度 a 和凸輪轉(zhuǎn)角 或者時(shí)間 函數(shù)關(guān)系，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一般方程式為： )(、)(、 )(。 凸輪機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件是凸輪，并且一般作勻速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。假設(shè)凸輪的角速度為 ，那么從動(dòng)件的位移、 速度和加速度與凸輪的轉(zhuǎn)角間的關(guān)系是 22222,),( 而對(duì)于擺動(dòng)從動(dòng)件，就需要把式子中的位移、速度和加速度替換為角位移、角速度和角加速度。 多項(xiàng)式類型運(yùn)功規(guī)律和三角函數(shù)類型運(yùn)動(dòng)規(guī)律是常見的兩種從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 1、多項(xiàng)式類型運(yùn)動(dòng)規(guī)律 多項(xiàng)式類型運(yùn)動(dòng)規(guī)律的從動(dòng)件的一般形式為 23221212210)1(62)2(2式中，, 210 均為待定常（系）數(shù)。等速運(yùn)動(dòng)、等加速運(yùn)動(dòng)、等躍度運(yùn)動(dòng)、五次項(xiàng)運(yùn)動(dòng)和七次項(xiàng)運(yùn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)規(guī)律均屬于此種類型。 當(dāng) n=1時(shí)，上述運(yùn)動(dòng)規(guī)律為 1次項(xiàng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，就是等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，它的位移線圖為一條斜直線。該運(yùn)動(dòng)規(guī)律用于“停 ?！鳖愋偷耐馆啓C(jī)構(gòu)時(shí)，理論上從動(dòng)件在行程的起點(diǎn)和終點(diǎn)處有無窮大的加速度。因此會(huì)導(dǎo)致劇烈的沖擊（剛性沖擊），所以單純采用等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律來實(shí)現(xiàn)“停 ?！币?guī)律是不合適的，需要在行程的起始 部分和終點(diǎn)部分用其他類型的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來進(jìn)行修正。等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律僅僅適用在低速運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件質(zhì)量不大的凸輪機(jī)構(gòu)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 當(dāng) n=2時(shí)，運(yùn)動(dòng)規(guī)律為 2次項(xiàng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，也就是等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其位移曲線為拋物線。等加速等減速運(yùn)動(dòng)在運(yùn)動(dòng)的起始位置、銜接點(diǎn)和終止位置上的加速度產(chǎn)生一定幅度的突變，使得從動(dòng)系統(tǒng)的慣性力引起有限幅度的突變，從而導(dǎo)致所謂的柔性沖擊。此類運(yùn)動(dòng)規(guī)律不適合用在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的凸輪機(jī)構(gòu)上。 當(dāng) n=5時(shí)，上面的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為 5次項(xiàng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。當(dāng)從動(dòng)件按照 5次項(xiàng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度曲線無突變現(xiàn)象，且其幅值較小。適用于高速凸輪機(jī) 構(gòu)。 2、 三角函數(shù)類型運(yùn)動(dòng)規(guī)律 三角函數(shù)類型的運(yùn)動(dòng)規(guī)律主要有簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、雙諧運(yùn)動(dòng)和擺線運(yùn)動(dòng)等 11 。 （ 1） 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律又稱余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 推程階段運(yùn)動(dòng)方程式： )c o s (2)s 2)c o s (12222回程階段的運(yùn)動(dòng)方程式為： )c o s (2)s 2)c o s (12222簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 規(guī)律的特征是從動(dòng)件的加速度按照余弦運(yùn)動(dòng)規(guī)律變化，從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)的始末位置有柔性沖擊。若推程和回程都采用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律，且運(yùn)動(dòng)角相等且無停留期，則滿足無沖擊條件，可用于高速凸輪。 （ 2）雙諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律 推程階段的雙諧運(yùn)動(dòng)方程式： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 )s )2s 22)2c o s () c o s (2)2s 21) s 2)2c o s (41)c o s (43233332222在推程終止位置加速度幅度最大，用于“停 型時(shí)發(fā)生柔性沖擊，用于“停 回”類型時(shí)可以減小甚至消除柔性沖擊。適合高速下運(yùn)轉(zhuǎn)的凸輪 （ 3） 擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律又稱正弦 加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 推程階段運(yùn)動(dòng)方程為： )2s 2)2c o s ()2s 2122回程階段運(yùn)動(dòng)方程為： )2s 2)2c o s ()2s 21122速度和加速度均無突變，可適用于凸輪機(jī)構(gòu)的高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。 12 上述多項(xiàng)式和三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律是凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基本形式，各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。為了揚(yáng)長(zhǎng)避短，常常將數(shù)種不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律拼接起來，構(gòu)成新的組合型運(yùn)動(dòng)規(guī)律。又可稱為修正型運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 本實(shí)驗(yàn)臺(tái)所用的 8種不同運(yùn)動(dòng)規(guī)律的盤形凸輪分別為： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 （ 1） 等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：推程 h=15程 h=15輪基圓半徑 r=40程運(yùn)動(dòng)角 150；遠(yuǎn)休止角 60；回程運(yùn)動(dòng)角 150 . （ 2） 等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 :推程 h=15程 h=15輪基圓半徑r=40程運(yùn)動(dòng)角 180；回程運(yùn)動(dòng)角 180。 （ 3） 正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律 :推程 h=15程 h=15輪基圓半徑r=40程運(yùn)動(dòng)角 180；回程運(yùn)動(dòng)角 180。 （ 4） 余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律：推程 h=15程 h=15輪基圓半徑r=40程運(yùn)動(dòng)角 180；回程運(yùn)動(dòng)角 180。 （ 5） 3 4 5多項(xiàng)式加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律：推 程 h=15程 h=15輪基圓半徑 r=40程運(yùn)動(dòng)角 150；近休止角 30；回程運(yùn)動(dòng)角150；遠(yuǎn)休止角 30。 （ 6） 改進(jìn)等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：推程 h=15程 h=15輪基圓半徑 r=40程運(yùn)動(dòng)角 150；近休止角 30；回程運(yùn)動(dòng)角 150；遠(yuǎn)休止角 30。 （ 7） 改進(jìn)正弦運(yùn)動(dòng)規(guī)律：推程 h=15程 h=15輪基圓半徑 r=40程運(yùn)動(dòng)角 150；近休止角 60；回程運(yùn)動(dòng)角 150。 （ 8） 改進(jìn)梯形運(yùn)動(dòng)規(guī)律：推程 h=15程 h=15輪基圓半徑 r=40程運(yùn)動(dòng)角 180；回程運(yùn)動(dòng)角 180； 輪輪廓曲線設(shè)計(jì) 凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)是根據(jù)所選定的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律和基本的尺寸，來求出凸輪的輪廓曲線。凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)的基本原理是反轉(zhuǎn)法原理，即設(shè)想給凸輪機(jī)構(gòu)加上 1個(gè)繞凸輪回轉(zhuǎn)中心的反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且使反轉(zhuǎn)的角速度等于凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。凸輪是靜止不動(dòng)的，從動(dòng)件一方面隨導(dǎo)路繞 0點(diǎn)反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)又沿它的導(dǎo)路方向按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。由于從動(dòng)件始終與凸輪的輪廓曲線保持接觸。所以，從動(dòng)件的底部在由反轉(zhuǎn)跟相對(duì)移動(dòng)所組成的復(fù) 合運(yùn)動(dòng)中的軌跡就是凸輪的輪廓曲線。 傳統(tǒng)的凸輪設(shè)計(jì)方法有作圖法繪制凸輪輪廓曲線和解析法計(jì)算凸輪輪廓坐標(biāo)兩種。圖解法容易，直觀，但設(shè)計(jì)的精度不高，只適用一些設(shè)計(jì)精度要求低的買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 凸輪；解析法的設(shè)計(jì)精度較高，但因?yàn)橛?jì)算量比較大，往往需要編寫復(fù)雜的計(jì)算機(jī)程序 13 。因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛運(yùn)用從而促進(jìn)了機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)不斷地革新，各種 件的功能也日益完善，凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)技術(shù)也進(jìn)入了新的階段。我們可以選用多種 件對(duì)凸輪 機(jī)構(gòu)進(jìn)行三維實(shí)體建模和仿真分析，從而更好的提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少設(shè)計(jì)時(shí)間，獲得優(yōu)良的設(shè)計(jì)方案和精確的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。本平臺(tái)用 下面以 2號(hào)盤形凸輪為例來說明凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)過程： 設(shè)計(jì)一凸輪機(jī)構(gòu)，要求從動(dòng)件行程 h=15輪基圓半徑 r=40程運(yùn)動(dòng)角0 180；回程運(yùn)動(dòng)角 1 180。從動(dòng)件以 等加速和等減速規(guī)律前進(jìn)和返回。 （ 1） 根據(jù)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定凸輪輪廓的公式曲線 根據(jù)等加速和等減速規(guī)律的運(yùn)動(dòng)方程確定本案例中凸輪的輪廓曲線的極坐標(biāo)方程，其中等加速及等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)方程如表 2 表 2等加速及等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)方程 運(yùn)動(dòng)規(guī)律 運(yùn)動(dòng)方程 推程（ 00 ） 回程（ 10 ） 等加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 2202 （ 20 0 ） 2212 20 1 ） 等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 2020)(2 002 ） 2121)(2 112 ） 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 以角速度的變化量為參變量 t，將基園半徑 r=40動(dòng)件行程 h=15程角 0 180、回程角 1 180等參數(shù)代入到從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)方程中，得到凸輪輪廓曲線的極坐標(biāo)方程如表 2示。 表 2輪輪廓曲線的極坐標(biāo)方程 （ 2） 用 打開 擇繪制高級(jí)曲線公式曲線命令，系統(tǒng)彈出“公式曲線”對(duì)話框 14 ，在該對(duì)話框中選擇坐標(biāo)系為極坐標(biāo)系，選擇參變量 照表 2、終止值為90，設(shè)置曲線精度為 極坐標(biāo)公式欄中輸入該段凸輪輪廓曲線方程為221 8 015240)( ，如圖 2。 凸輪輪廓 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律 參變量（ t） 凸輪輪廓曲線極坐標(biāo)方程 推程前半段 推程后半段 回程前半段 回程后半段 等加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 等加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 900 t 18090 t 270180 t 360270 t 221 8 015240)( 22 )1 80(1 80 1521540)( 22 )1 80(1 80 1521540)( 2 )3 6 0(1 8 0 15240)( 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 圖 2公式曲線對(duì)話框 完成公式曲線的各項(xiàng)設(shè)置后，可以點(diǎn)擊預(yù)顯鍵預(yù)覽下該段曲線有無錯(cuò)誤，確定無誤后，點(diǎn)擊對(duì)話框中的確定鍵，系統(tǒng)提示讓你選擇“曲線定位點(diǎn)”，輸入坐標(biāo)“ 0， 0”或者點(diǎn)擊坐標(biāo)原點(diǎn)，就可完成該段的輪廓曲線創(chuàng)建。 重復(fù)上面的步驟，按照表 2線的定位點(diǎn)都為原點(diǎn)，最終完成的凸輪輪廓曲線如圖 2 圖 2輪輪廓曲線 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 3 章 凸輪的加工方法 凸輪的輪廓切削加工的方法很多，如果按照加工設(shè)備的要求來劃分，有劃線加工、萬能銑床加工、數(shù)控銑床加工、數(shù)控磨床加工、電火花切割加工和仿形加工。 線加工 用劃線加工是指加工好凸輪基準(zhǔn)面以后，用鉗工劃出凸輪工作型面線，然后按照線粗銑或鉆孔后鋸開，最后進(jìn)行必要的熱處理和修磨，用金屬板劃線后按線檢驗(yàn)。劃線加工的精度難控制，消耗的工時(shí)多，通常只適用在單件修配的凸輪加工，也用于緊密的凸輪的毛胚加工。圓柱和圓錐凸輪可以根據(jù)展開面上面的輪廓曲線坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行劃線加工。 能銑床加工 萬能銑床用于加工平面凸輪和空間凸輪。加工的時(shí)候，刀具和毛胚之間的現(xiàn)對(duì)位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀況如圖 3 33 所示。刀具回轉(zhuǎn)產(chǎn)生切削運(yùn)動(dòng)；凸輪輪廓的形狀是根據(jù)分度頭的旋轉(zhuǎn)和工作臺(tái)相對(duì)于刀具軸線移動(dòng)所形成的。 圖 3平面凸輪輪廓銑削加工 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 圖 3圓柱凸輪輪廓銑削加工 圖 3圓錐凸輪輪廓銑削加工 控機(jī)床加工 數(shù)控機(jī)床通常用于單件或小批量制造精密凸輪或靠模凸輪。加工方案仍然按照?qǐng)D 3 3示。工作臺(tái)移動(dòng)和工件的回轉(zhuǎn)都由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。根據(jù)機(jī)床的控制方式，把刀具中心軌跡坐標(biāo)數(shù)據(jù)變成控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)所需要的格式數(shù)據(jù)文件后，輸入到機(jī)床中，就 可以加工出所需要的凸輪輪廓。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 形機(jī)床加工 通用或者專用的仿形機(jī)床可以加工各種類型的凸輪輪廓，也叫復(fù)制加工，按照靠模或者樣板凸輪的原型加工，生產(chǎn)率高，單件的成本低，是批量生產(chǎn)經(jīng)常適用的加工設(shè)備。 屬于仿形法加工的有以下集中：靠模車削、仿形銑削和仿形磨削?，F(xiàn)代的凸輪仿形法加工，多用液壓仿形銑床、光電跟蹤仿形銑床和傷形磨床等加工。 圖 3模車凸輪 （ 1）靠模車凸輪：在普通的車床上，利用仿形裝置可以加工具有封閉輪廓的平面和圓柱形的凸輪，如圖 3 圖中在普通的車 床上安裝了具有滾子的靠模裝置，通過靠模 2把凸輪工作表面的尺寸轉(zhuǎn)換到刀具的運(yùn)動(dòng)上去，滾子 3 借助彈簧的作用力始終保持與靠模接觸。切削的時(shí)候縱向進(jìn)給自動(dòng) (或手動(dòng) )進(jìn)行，而橫向上的進(jìn)給由靠?？刂?，從而加共出工作表面。 圖 3械式