沟槽凸轮机构的设计和运动仿真摘要共点线在面内点在线上点在面上线面相切定量约束包括面间距离面间夹角线间距离线间夹角点点距离线面距离及夹角点线距离。我们可以看出，定量约束的量为零时，定量约束就转化为定性约束，这种性质使约束可以替代简化分解。综合了以上几种定性和定量的约束，可以将它们归纳成如表所示的面向工程的约束形式，即为中提供的装配约束形式，零部件之间的三维几何约束信息的总和。三维几何约束是维系装配体中各零部件间的空间位置和相对运动的纽带。般来说，个部件的定位必须由两个或两个以上的三维约束完成。这些约束在建立装配模型，确定零部件在装配体中的相对空间位置时就建立起来了。它们是装配模型的重要组成信息之。装配模型中的语义信息装配模型中的语义信息即附加于装配模型的些辅助语义信息，它在装配模型中也同样具有比较重要的作用。如把每个零部件分类，并冠以不同的类别名称，这样便于对不同类别零部件采取不同的处理方法。装配工艺路径规划模块可依据该语义信息按照定的判别使序列规划更合理更具智能型，如遇到的子装配体是标准件如轴承或作为整体的外购装配体，则当作不可拆分的零件处理直接拆卸如遇到联接件紧固件则应当首先拆卸。这些分类在实现装配规划时有利于提高各个模块的运算效率。还有零件的材料重量体积重心与热处理方法等，也是属于装配模型中的语义信息。这些信息对零件的装配特性有定的影响，如体积或重量很大的零件其装配性能差同样，体积很小的零件装配性能也差。装配规则装配规划即装配工艺规划形象的描述，就是指装配过程中按要求制定的装配计划，它研究产品装配体是用什么工具沿怎样的路径按照怎样的次序装配起来的。装配规划研究的重点是装配过程设计。装配过程设计相当复杂，它不但要受零部件设计的几何和功能的影响，而且受制造装配过程以及经济性的影响。由于装配设计是个创造性相当强的过程，而目前计算机的创造能力仍无法与人的创造能力相比拟，所以，目前的装配规划基本上都是以自动装配规划为辅以计算机辅助装配规划为主。用户在进行装配规划时，可以随意的调入任意装配模型进行零部件的拆卸与路径的调整，并可以根据个人的意愿任意的选择所要拆卸的零部件数目，如果用户不想继承建模者所建立的装配模型，也可以很方便的打破原有模型的子装配体等框架进行装配。同时也可以通过实时仿真功能可视化的验证规划的合理性与可行性，由于在这个模块中采用了种特殊的动画生成模式，所以在整个仿真过程中，整个界面保持了激活状态，便于用户随时调整视角进行观察。装配模型建立设置工作目录依次单击主菜单中的“文件”“设置工作目录.”命令,在弹出“选取工作目录”对话框中选择结果，单击按钮。建立新的装配文件单击工具栏中的新建工具，弹出“新建”对话框，在“类型”栏选择“组件”，在“子类型”栏选择“设计”，在“名称”处接受默认名称，取消对“使用缺省模板”复选框的勾选，单击按钮。在出现“新文件选项”对话框中选择作为模板，单击按钮，即进入装配环境，此时工作区显示坐标系及基准平面。装配零件单击工具栏中的装配工具，在弹出的“打开”对话框中选择结果.，单击按钮。在“元件放置”操控板的对话栏中单击“约束”列表，在列表中选择“缺省”项，单击确认按钮，完成主体零件的放置，如图所示。图主题零件的放置单击工具栏中的装配工具，在弹出的“打开”对话框中选择结果.，单击按钮。在“元件放置”操控板的对话栏中单击“预定义集”列表，在列表中选择“销钉”选项，设置如图所示的约束。图销钉约束单击确认按钮，完成凸轮的放置，如图所示。图凸轮的放置单击工具栏中的装配工具，在弹出的“打开”对话框中选沟槽凸轮机构的设计和运动仿真摘要中间位置，加速度的有限值突变将导致柔性冲击，因而不能在中高速场合使用。余弦加速度运动规律消除了行程中间位置的加速度突变，且易于计算和加工，在中速时也能获得合理的从动件的运动。但当这种运动规律用于升停回停运动时，在行程的起始和终止位置因加速度突变而仍有柔性冲击。当这种规律用于升回升型运动时，则加速度曲线连续，没有柔性冲击。正弦加速度运动规律用于升停回停运动时，从动件在行程的起始和终止位置加速度无突变，因而无柔性冲击，有利于机构运转平稳。但它用于升停回停运动时，在推程与回程的连接点处，跃度从有限的正值变为负值，因而加速度曲线不连续。这种曲线要求机械加工的准确性高于其他曲线。正弦加速度运动规律广泛用于中速凸轮机构，但不适于高速场合。.凸轮机构基本尺寸的设计凸轮机构的基本尺寸对凸轮机构的结构传力性能都有重要的影响。凸轮机构的基本参数选择的不恰当，则可能造成压力角过大或产生运动失真现象。凸轮机构的基本尺寸之间互相影响互相制约，所以如何合理地设计这些基本尺寸，也是凸轮机构设计中要解决的重要问题。凸轮机构基本尺寸的设计问题是在给定从动件运动规律和许用压力角的条件下寻求组适用的尺寸，从而使设计的凸轮机构性能佳寿命长。沟槽凸轮机构主要设计参数有基圆半径和偏距，滚子半径，摆杆长度等。为提高凸轮机构传力效果，希望机构在推程中压力角尽量小。般来讲，这些参数的选择，除应保证使从动件能够准确地实现预期的运动规律外，还应当使机构具有良好的受力状况和紧凑的尺寸。凸轮机构压力角和基圆半径凸轮压力角是从动件运动速度方向与传动轴线方向之间的夹角。压力角是衡量凸轮机构传力特性好坏的个重要参数。从减小推力避免自锁，使机构具有良好的受力状况来看，压力角应越小越好。同时设计凸轮机构时，除了使机构具有良好的受力状况外，还希望机构结构紧凑。在实现相同运动规律的情况下，基圆半径越大，凸轮的尺寸也越大。因此，要获得轻便紧凑的凸轮机构，就应当使基圆半径尽可能地小。而基圆半径及偏距与凸轮压力角有如下关系当凸轮逆时针转动从动件偏于凸轮轴心左侧或当凸轮顺时针转动，从动件偏于凸轮轴心右侧时，压力角的计算公式由计算公式可知压力角和基圆半径两者是互相制约的，在般情况下，为了保证设计的凸轮机构既有较好的传力特性又具有较紧凑的尺寸，设计时两者应同时考虑。为了保证凸轮机构顺利工作，规定了压力角的许用值，在使的前提下，选取尽可能小的基圆半径。推荐推程的许用压力角为移动推杆当要求凸轮尺寸尽可能小时可取摆动推杆回程时，由于推杆通常受力较小而无自锁问题，故许用压力角可以取大点，通常取。在实际工作中，般都是先根据具体情况预选个凸轮的基圆半径，待凸轮轮廓曲线设计完成后，在检查其最大压力角是否满足。凸轮机构的偏距由式和式可看出，凸轮的转动方向和从动件的偏置方向不同，增大偏距。压力角的变化就不同。若推程压力角减小，则回程压力角将增大，即通过增加偏距来减小推程压力角，是以增大回程压力角为代价的。在设计凸轮机构时，如果压力角超过了许用值而机械的结构空间又不允许增大基圆半径，则可通过选取从动件适当的偏置方向来获取较小的推程压力角。即在移动滚子从动件盘形凸轮机构的情况下，选择从动件偏置的主要目的是为了减小机构推程时的压力角。从动件偏置方向选择的原则是若凸轮逆时针回转，则应使从动件轴线偏于凸轮轴心右侧若凸轮顺时针回转，则应使从动件轴线偏于凸轮轴心左侧。凸轮滚子半径当凸轮廓线为内凹廓线时，实际廓线的曲率半径理论廓线的曲率半径滚子半径三者之间有如下的关系。而当凸轮廓线为外凸廓线时，实际廓线的曲率半径理论廓线的曲率半径滚子半径三者之间的关系是，当时，则，即实际廓线将出现尖点，由于尖点处极易磨损，故不能实用若，则，这时实际廓线将出现交叉，当进行加工时，交点以外的部分将被刀具切去，使凸轮廓线产生过度切割，致使从动件不能准确地实现预期的运动规律，这种现象称为运动失真。为了避免凸轮实际廓线产生过度切割，有两种途径是减小滚子半径二是增大理论轮廓线的最小曲率半径。实际凸轮时应保证凸轮实际廓线的最小曲率半径不小于许用值。.般取