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（全套CAD）溝槽凸輪機構的設計和運動仿真（終稿）

，如日木公司開發的系統等。我國凸輪系統存在的問題通過調研以及查閱大量文獻資料，我國現有的凸輪系統存在如下問題多數是在基礎上進行二次開發而成的，不具有三維建模功能沒有商品化的凸輪系統出現現有的基于的凸輪系統中，融入先進的數據庫管理技術的還沒有主要原因是由于開發界面的功能很弱，而且根木沒有連接數據庫的功能由于凸輪專用軟件開發更新的速度慢，遠遠跟不上當今計算機硬件的發展速度，使得現有的平面凸輪機構應用軟件已大為落后，不能適應實際生產的需要集成化智能化和網絡化很不完善。.本文研究的主要內容本文研究的主要內容是關于溝槽凸輪機構的運動仿真。首先介紹了溝槽凸輪的設計，然后在軟件中實現其實體建模和裝配，最后才對裝配好的溝槽凸輪機構進行運動仿真，并對仿真結果進行了分析。.本文意義對凸輪機構進行運動仿真，可以根據仿真結果以及碰撞干涉檢查，對設計的零件進行結構等方面的修改，大大簡化機構的設計開發過程，縮短開發周期，減少開發費用，同時提高產品質量。.本章小結首先本章對課題的研究背景進行了詳細的介紹，然后又對本文的研究內容和本文意義進行介紹。凸輪機構設計分析.從動件運動規律的選取運動規律設計包括對所設計的凸輪機構輸出件的運動提出的所有給定要求。例如，推程回程運動角遠休止角近休止角行程以及推程回程的運動規律曲線形狀，都屬于運動規律設計。所謂凸輪曲線并不是凸輪輪廓的形狀曲線，而是凸輪驅動從動件的運動曲線。研究凸輪曲線的目的在于用最短時間最圓滑無振動耗能少的方式來驅動從動件。凸輪曲線特性優良與否直接影響凸輪機構的精度效率和壽命。從動件的運動情況，是由凸輪輪廓曲線的形狀決定的。定輪廓曲線形狀的凸輪，能夠使從動件產生定規律的運動反過來實現從動件不同的運動規律，要求凸輪具有不同現狀的輪廓曲線，即凸輪的輪廓曲線與從動件所實現的運動規律之間存在著確定的依從關系。因此，凸輪機構設計的關鍵步，是根據工作要求和使用場合，選擇或設計從動件的運動規律。在設計凸輪機構基木尺寸和凸輪輪廓之前，必須根據凸輪機構的工作性能要求選擇從動件的運動規律方程式，選擇不同的從動件運動規溝槽,凸輪,機構,設計,以及,運動,仿真,畢業設計,全套,圖紙摘要在當今經濟全球化市場競爭日趨激烈的時代，新產品的開發時間成為企業能否在激烈的市場競爭中取勝的關鍵因素。傳統的產品設計過程中重復計算重復建模等工作量很大，直困擾著產品開發人員，嚴重影響了產品的設計質量和效率。這種現象在凸輪的設計中尤為突顯。針對這問題，本課題利用軟件中的運動仿真模塊對凸輪機構運動進行模擬仿真。本論文的主要研究內容有溝槽凸輪設計溝槽凸輪機構的零部件的實體建模溝槽凸輪機構的運動仿真關鍵詞溝槽凸本文研究的背景我國凸輪機構的研究現狀我國凸輪機構的研究現狀國外凸輪機構及其的研究現狀我國凸輪系統存在的問題.本文研究的主要內容.本文意義.本章小結凸輪機構設計分析.從動件運動規律的選取從動件常用的基本運動規律從動件運動規律的選取原則.凸輪機構基本尺寸的設計凸輪機構壓力角和基圓半徑凸輪機構的偏距凸輪滾子半徑.凸輪輪廓設計.機構簡介.本章小結凸輪機構的實體建模與裝配.軟件簡介.零部件的實體建模.裝配原理簡介與裝配模型的建立仿真裝配原理介紹裝配模型建立.本章小結凸輪機構的運動仿真.計算機仿真概述計算機仿真的基本概念及特點計算機仿真技術在制造業中的應用.運動仿真簡介運動仿真的特點運動仿真的基本術語運動仿真的步驟.凸輪機構的運動仿真設置機構環境分析.本章小結結論致謝參考文獻緒論.本文研究的背景我國凸輪機構的研究現狀凸輪機構是典型的常用機構之。凸輪機構是能使從動件按照給定的運動規律運動的高副機構，可以實現任意給定的位移速度加速度等運動規律，而且與其它機構配合可以實現復雜的運動要求。工程中，幾乎所有簡單的復雜的重復性機械動作都可由凸輪機構或者包括凸輪機構的組合機構來實現。又由于凸輪機構具有平穩性好，重復精度高，運動特性良好，機構的構件少，體積小，剛性大，周期控制簡單，可靠性好，壽命長等優點，因而是現代工業生產設備中不可缺少的機構之，被廣泛用于各種自動機中。例如，自動包裝機自動成型機自動裝配機自動機床紡織機械農用機械印刷機械加工中心環刀機構高速壓力機械等。我國以前對凸輪機構深入系統地研究較少，僅在內燃機配氣凸輪機構有較深入研究。年以來，有關凸輪機構的應用研究取得了大批成果，許多己應用于生產。陜西科技大學完成的高速高精度間歇轉位凸輪分度機構，年獲陜西省科技進步二等獎開發的“凸輪分度機構傳動裝置”獲中國輕工總會無邊，平面，基準面定性約束包括下面幾種同向共面反向共面共線共點線在面內點在線上點在面上線面相切定量約束包括面間距離面間夾角線間距離線間夾角點點距離線面距離及夾角點線距離。我們可以看出，定量約束的量為零時，定量約束就轉化為定性約束，這種性質使約束可以替代簡化分解。綜合了以上幾種定性和定量的約束，可以將它們歸納成如表所示的面向工程的約束形式，即為中提供的裝配約束形式，零部件之間的三維幾何約束信息的總和。三維幾何約束是維系裝配體中各零部件間的空間位置和相對運動的紐帶。般來說，個部件的定位必須由兩個或兩個以上的三維約束完成。這些約束在建立裝配模型，確定零部件在裝配體中的相對空間位置時就建立起來了。它們是裝配模型的重要組成信息之。裝配模型中的語義信息裝配模型中的語義信息即附加于裝配模型的些輔助語義信息，它在裝配模型中也同樣具有比較重要的作用。如把每個零部件分類，并冠以不同的類別名稱，這樣便于對不同類別零部件采取不同的處理方法。裝配工藝路徑規劃模塊可依據該語義信息按照定的判別使序列規劃更合理更具智能型，如遇到的子裝配體是標準件如軸承或作為整體的外購裝配體，則當作不可拆分的零件處理直接拆卸如遇到聯接件緊固件則應當首先拆卸。這些分類在實現裝配規劃時有利于提高各個模塊的運算效率。還有零件的材料重量體積重心與熱處理方法等，也是屬于裝配模型中的語義信息。這些信息對零件的裝配特性有定的影響，如體積或重量很大的零件其裝配性能差同樣，體積很小的零件裝配性能也差。裝配規則裝配規劃即裝配工藝規劃形象的描述，就是指裝配過程中按要求制定的裝配計劃，它研究產品裝配體是用什么工具沿怎樣的路徑按照怎樣的次序裝配起來的。裝配規劃研究的重點是裝配過程設計。裝配過程設計相當復雜，它不但要受零部件設計的幾何和功能的影響，而且受制造裝配過程以及經濟性的影響。由于裝配設計是個創造性相當強的過程，而目前計算機的創造能力仍無法與人的創造能力相比擬，所以，目前的裝配規劃基本上都是以自動裝配規劃為輔以計算機輔助裝配規劃為主。用戶在進行裝配規劃時，可以隨意的調入任意裝配模型進行零部件的拆卸與路徑的調整，并可以根據個人的意愿任意的選擇所要拆卸的零部件數目，如果用戶不想繼承建模者所建立的裝配模型，也可以很方便的打破原有模型的子裝配體等框架進行裝從動件偏置方向選擇的原則是若凸輪逆時針回轉，則應使從動件軸線偏于凸輪軸心右側若凸輪順時針回轉，則應使從動件軸線偏于凸輪軸心左側。凸輪滾子半徑當凸輪廓線為內凹廓線時，實際廓線的曲率半徑理論廓線的曲率半徑滾子半徑三者之間有如下的關系。而當凸輪廓線為外凸廓線時，實際廓線的曲率半徑理論廓線的曲率半徑滾子半徑三者之間的關系是，當時，則，即實際廓線將出現尖點，由于尖點處極易磨損，故不能實用若，則，這時實際廓線將出現交叉，當進行加工時，交點以外的部分將被刀具切去，使凸輪廓線產生過度切割，致使從動件不能準確地實現預期的運動規律，這種現象稱為運動失真。為了避免凸輪實際廓線產生過度切割，有兩種途徑是減小滾子半徑二是增大理論輪廓線的最小曲率半徑。實際凸輪時應保證凸輪實際廓線的最小曲率半徑不小于許用值。.般取用解析法設計凸輪機構時，通常是先根據機構和強度條件選擇滾子半徑，然后校核，若不滿足，則應增大基圓半徑重新設計。.凸輪輪廓設計實現從動件運動規律主要依賴于凸輪輪廓曲線形狀，因而輪廓曲線設計是凸輪機構設計中的重要環節。凸輪機構設計的主要任務便是凸輪輪廓曲線的設計。傳統的凸輪輪廓設計方法通常采用作圖法或解析計算的方法描點。作圖法雖簡便易行，但其效率低，繪出的凸輪輪廓不夠準確。所謂用解析法設計輪廓線，就是根據人們所要求的從動件的運動規律和已知的機構參數，求出凸輪廓線的方程式，并精確地計算出輪廓線上各點的坐標值。解析法繪出的凸輪輪廓誤差相對較小，但計算量大。目前精確設計凸輪輪廓的方法有包絡法速度瞬心法等距曲面法等等。包絡法利用凸輪和從動件的幾何關系導出接觸點的軌跡方程速度瞬心法利用凸輪和從動件瞬時速度中心確定凸輪和從動件在瞬時接觸點的位置。在滾子從動件盤形凸輪機構中，凸輪的實際廓線是以理論廓線上各點為圓心作系列滾子圓，然后作該圓族的包絡線得到的。因此，實際廓線與理論廓線在法線方向處處等距，該距離均等于滾子半徑。下面介紹的是滾子擺動從動件凸輪輪廓曲線參數方程的建立圖擺動滾子從動件盤形凸輪機構圖所示為擺動滾子從動件盤形凸輪機構。律將直接影響凸輪機構的基本尺寸設計輪廓設計及凸輪機構的運動性能等。從動件常用的基本運動規律幾種常見的基木運動規律有三角函數運動規律簡諧運動規律擺線運動規律及雙諧運動規律等簡單多項式運動規律等速運動規律次項運動規律等加等減速運動規律二次項運動規律等。從動件運動規律的選取原則從動件運動規律的選擇或設計，涉及到許多因素。除了需要滿足機械的具體工作要求外，還應使凸輪機構具有良好的動力特性，同時又要考慮所設計的凸輪廓線便于加工，這些因素又往往是互相制約的。因此在選擇或設計運動規律時，必須根據使用場合工作條件等分清主次，綜合考慮。下面是些常用運動規律的適用場合等速運動規律在很多情況下能滿足凸輪機構推程的工作要求，但是在從動件行程的開始和終止位置存在剛性沖擊，是運動特性最差的曲線，所以等速運動規律很少單獨使用，且不適用于中高速。等加速等減速運動規律的速度曲線連續，在所有曲線中其最大加速度值為最小，但在從動件行程的開始終止和由正加速度變為負加速度的中間位置，加速度的有限值突變將導致柔性沖擊，因而不能在中高速場合使用。余弦加速度運動規律消除了行程中間位置的加速度突變，且易于計算和加工，在中速時也能獲得合理的從動件的運動。但當這種運動規律用于升?；赝＿\動時，在行程的起始和終止位置因加速度突變而仍有柔性沖擊。當這種規律用于升回升型運動時，則加速度曲線連續，沒有柔性沖擊。正弦加速度運動規律用于升?；赝＿\動時，從動件在行程的起始和終止位置加速度無突變，因而無柔性沖擊，有利于機構運轉平穩。但它用于升?；赝＿\動時，在推程與回程的連接點處，躍度從有限的正值變為負值，因而加速度曲線不連續。這種曲線要求機械加工的準確性高于其他曲線。正弦加速度運動規律廣泛用于中速凸輪機構，但不適于高速場合。.凸輪機構基本尺寸的設計凸輪機構的基本尺寸對凸輪機構的結構傳力性能都有重要的影響。凸輪機構的基本參數選擇的不恰當，則可能造成壓力角過大或產生運動失真現象。凸輪機構的基本尺寸之間互相影響互相制約，所以如何合理地設計這些基本尺寸，也是凸輪機構設計中要解決的重要問題。凸輪機構基本尺寸的設計問題是在給定從動件運動規律和許用壓力角的條件下尋求組適用的尺寸，從而使設計的凸輪機構性能佳壽命長。會優秀新產品等獎加工弧面凸輪的“雙回轉坐標數控銑床”獲實用新型專利。天津大學關于分度凸輪機構的研究，得到了國家自然科學基金的支持研究開發的兩片式平行分度凸輪機構達到了國內領先水平。此外，上海交通大學大連輕工業學院合肥工業大學和山東大學山東工業大學等在理論應用研究方面都取得了很多具有國際或國內先進水平的科研成果。