（定稿）凸轮机构运动分析及创新设计试验平台研制（全套下载）

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削凸轮仿形磨削适用于加工凸轮的型面已淬硬且粗糙度要求比较小，轮廓功线的向径精度要求比较高的凸轮。仿形磨削可以在通用机床上安装仿形装置和磨头进行加工，也可在专门的仿形磨床上加工，它们的构造与工作原理基本上与仿形铣削相同。.电火花机床加工用在凸轮加工的电火花机床有线切割机和电火花成形加工机床。本试验台的种平面凸轮的加工就是使用线切割机进行加工。以第二章中设计的号凸轮为例来说明凸轮的线切割加工电火花线切割加工般为工件加工的最后工序。该例中要达到的凸轮的加工精度及表面粗糙度要求，除了要合理的控制线切割加工的时候的各种工艺的参数，还要安排好凸轮加工的工艺路线和线切割加工前的准备工作。凸轮坯料的准备凸轮坯料的准备工序是指的是凸轮加工之前的全部工序。图凸轮穿丝孔位置及坯料图凸轮坯料的准备工序包括下料用锯床切断所需要的材料锻造改善材料内部组织，并且将其锻成所需要的坯料形状，如图所示退火消除锻造工序所产生的内应力，改善材料的加工性能铣六面留下磨削余量磨上下平面及相邻两侧面，留下精磨余量钳工操作划线来确定穿丝孔的位置，钻穿丝孔并去掉毛刺热处理淬火及回火精磨精磨上下平面和相邻两个侧面退磁处理。凸轮线切割加工代码编制按照图所示，在线切割中绘制好凸轮的坯料图，选择“线切割”“轨迹生成”，系统弹出“线切割轨迹生成参数表”，按照图及图设置线切割轨迹生成参数表中的相关参数，点击“确定”按钮，软件提示拾取轮廓，分别选择凸轮轮廓线链拾取方向加工的侧边或补偿方向穿丝点位置退丝点位置切入点位置等参数，就可以完成线切割加工轨迹的选取工作。图线切割轨迹生成参数表中切割参数图线切割轨迹生成参数表中偏移量和补偿值然后选择“线切割”“生成代码”，然后输入要保存的代码文件名，再选择上步所生成的线切割加工轨迹，按回车就可以生成线切割加工程序代码，如下所示.,,.,,.,.,,,,,,,,,,.近休止角回程运动角。改进梯形运动规律推程回程凸轮基圆半径推程运动角回程运动角.凸轮轮廓曲线设计凸轮轮廓曲线的设计是根据所选定的从动件运动规律和基本的尺寸，来求出凸轮的轮廓曲线。凸轮轮廓曲线设计的基本原理是反转法原理，即设想给凸轮机构加上个绕凸轮回转中心的反转运动，并且使反转的角速度等于凸轮转动的角速度。凸轮是静止不动的，从动件方面随导路绕点反方向转动，同时又沿它的导路方向按预定的运动规律做相对运动。由于从动件始终与凸轮的轮廓曲线保持接触。所以，从动件的底部在由反转跟相对移动所组成的复合运动中的轨迹就是凸轮的轮廓曲线。传统的凸轮设计方法有作图法绘制凸轮轮廓曲线和解析法计算凸轮轮廓坐标两种。图解法容易，直观，但设计的精度不高，只适用些设计精度要求低的凸轮解析法的设计精度较高，但因为计算量比较大，往往需要编写复杂的计算机程序。因为计算机技术的广泛运用从而促进了机械设计和制造技术不断地革新，各种软件的功能也日益完善，凸轮机构的设计技术也进入了新的阶段。我们可以选用多种软件对凸轮机构进行三维实体建模和仿真分析，从而更好的提高设计质量，减少设计时间，获得优良的设计方案和精确的设计数据。本平台用线切割来进行凸轮轮廓的绘制和线切割代码编写。下面以号盘形凸轮为例来说明凸轮轮廓曲线的设计过程设计凸轮机构，要求从动件行程凸轮基圆半径推程运动角回程运动角。从动件以等加速和等减速规律前进和返回。根据从动件运动规律确定凸轮轮廓的公式曲线根据等加速和等减速规律的运动方程确定本案例中凸轮的轮廓曲线的极坐标方程，其中等加速及等减速运动规律的运动方程如表所示。表等加速及等减速运动规律的运动方程运动规律运动方程推程回程等加速运动规律等减速运动规律以角速度的变化量为参变量，将基园半径从动件行程推程角回程角等参数代入到从动件运动规律的运动方程中，得到凸轮轮廓曲线的极坐标方程如表所示。表凸轮轮廓曲线的极坐标方程凸轮轮廓从动件运动规律参变量凸轮轮廓曲线极坐标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运动规律等减速运动规律等加速运动规律等减速运动规律用公式曲线功能绘制凸轮轮廓推程曲线打开线切割软件，选择绘制高级曲线公式曲线命令，系统弹出“公式曲线”对话框，在该对话框中选择坐标系为极坐标系，选择参变量的单位为角度。按照表所示的推程段凸轮轮廓确定参变量的起始为终止值为，设置曲线精度为.，在极坐标公式栏中输入该段凸轮轮廓曲线方程为，如图所示。图公式曲线对话框完成公式曲线的各项设置后，可以点击预显键预览下该段曲线有无错误，确定无误后，点击对话框中的确定键，系统提示让你选择“曲线定位点”，输入坐点回到最近点所通过的距离。行程通常指从动件的最大运动距离，用表示。推程运动角从动件从距凸轮回转中心的最近点运动到最远点时，对应凸轮所转过的角度，用表示。回程运动角从动件从距凸轮回转中心的最远点运动到最近点时，对应凸轮所转过的角度，用表示。远休止角从动件在距凸轮回转中心的最远点静止不动时，对应凸轮所转过的角度，用表示。近休止角从动件在距凸轮回转中心的最近点静止不动时，对应凸轮所转过的角度，用表示。凸轮转角凸轮绕自身转过的角度。般情况下，凸轮转角从行程的起始点在基圆上开始度量，它的值等于行程起点和从动件的运动方向线与基圆的交点所组成的圆弧对应的基圆圆心角，用表示。从动件的位移凸轮转过转角时，从动件所运动的距离，用表示。位移从距凸轮回转中心的最近点开始度量，对于摆动从动件，其位移为角位移，需要把直动从动件的运动参数转化为相应的摆动运动参数。.从动件运动规律从动件的运动般作为凸轮机构的输出运动，而且凸轮的轮廓曲线往往也由从动件的运动规律来确定，所以正确的选择跟设计从动件的运动规律是凸轮设计的项重要工作。从动件的运动规律就是指的是从动件的位移，速度，加速度和凸轮转角或者时间之间的函数关系，从动件的运动规律的般方程式为。凸轮机构的原动件是凸轮，并且般作匀速回转运动。假设凸轮的角速度为，那么从动件的位移速度和加速度与凸轮的转角间的关系是而对于摆动从动件，就需要把式子中的位移速度和加速度替换为角位移角速度和角加速度。多项式类型运功规律和三角函数类型运动规律是常见的两种从动件的运动规律。多项式类型运动规律多项式类型运动规律的从动件的般形式为式中，均为待定常系数。等速运动等加速运动等跃度运动五次项运动和七次项运动等运动规律均属于此种类型。当时，上述运动规律为次项运动规律，就是等速运动规律，它的位移线图为条斜直线。该运动规律用于“停升停”类型的凸轮机构时，理论上从动件在行程的起点和终点处有无穷大的加速度。因此会导致剧烈的冲击刚性冲击，所以单纯采用等速运动规律来实现“停升停”规律是不合适的，需要在行程的起始部分和终点部分用其他类型的运动规律来进行修正。等速运动规律仅仅适用在低速运动，从动件质量不大的凸轮机构。当时，运动规律为次项运动规律，也就是等加速等减速运动规律，其位移曲线为抛物线。等加速等减速运动在运动的起始位置衔接点和终止位置上的加速度产生定幅度的突变，使得论文数量多，研究范围广。研究的连续性和发展性强。研究工作随着新技术新方法的产生和应用而深化。基础理论的研究持续稳定。日本也特别重视凸轮机构的研究，有很多凸轮机构研究的专家，早期有小才川介中开英等，现在有牧野洋西冈雅夫筱原茂之等。还有许多专门生产凸轮机构的公司，如大冢公司三共制作所等。日本经常举行讨论凸轮机构的学术会议。在有关的国际性刊物上也经常看到日本在凸轮机构研究方面的论文。日本近期在凸轮技术的发展上所做的工作主要有以下几个方面在机构设计方面，致力于寻求凸轮机构的精确解和使凸轮曲线多样化，来适应新的要求。加强了凸轮机构动力学和振动方面的研究．提高了机构的速度，发展了高速凸轮。他们已经生产出分度数每分钟次的分度凸轮机构。研制新的凸轮加工设备，以适应新开发的产品实现了凸轮机构的小型化和大型化，已经设计生产出了世界上最小和最大的蜗杆凸轮机构，中心距前者为，后者为。加强凸轮机构的标准化，发展成批生产的标准凸轮机构。发展凸轮机构的系统。日本学者非常注重将各方面的研究成果应用到实际的产品开发中去，比如他们充分地认识到凸轮机构作为控制机构具有高速下的稳定性优良的再现性良好的运动特性和可靠性易于实现同步控制刚度高等优越性，因此十分重视将凸轮机构与电子技术相结合，在控制机构上作广泛的研究，从而拓宽了凸轮机构的用途。凸轮机构研究趋势虽然已经有很多学者对凸轮机构的研究做了相当多的工作，但在各研究方向仍有许多可继续进行的工作，并有些研究工作有待开发。从设计的角度考虑，以下几个研究方向还有待开发在从动件运动规律的研究方面，除了继续寻找更好的运动规律外，还要研究多种有效的分析方法。当对从动件的运动轨迹有所要求时，能够用这些方法求出满足要求并且性能优良的运动规律。对各种凸轮机构要综合考虑几何学和运动学的研究，尽可能导出普遍适用的比较精确计算公式。已有的研究大多数集中于平面和圆柱凸轮，而且仅仅是种凸轮种研究方法，因而设计公式过多，近似公式比较多等情况，并会影响到其他方面如的应用等的研究。发展通用并且有效的系统。由于以上原因和种种因素，在凸轮机构设计过程中计算机的应用直被局限于几种平面和圆柱凸轮机构，并且每程序般只能处理到二种机构，对比较完整的系统的研究，在近十几年才开始，而且很不完善。引入专家系统或人工智能系统。凸轮,机构,运动,分析,创新,立异,设计,试验,实验,平台,研制,毕业设计,全套,图纸浙江理工大学本科毕业设计论文题目凸轮机构运动分析及创新设计试验平台研制学院机械与自动控制学院专业班级机械设计制造及其自动化班姓名景坷学号指导教师唐浙东系主任胡明学院院长胡旭东二〇三年五月十九日浙江理工大学机械与自动控制学院毕业设计诚信说明我谨在此保证本人所做的毕业设计，凡引用他人的研究成果均已在参考文献或注释中列出。设计说明书与图纸均由本人独立完成，没有抄袭剽窃他人已经发表或未发表的研究成果行为。如出现以上违反知识产权的情况，本人愿意承担相应的责任。声明人签名年月日摘要凸轮机构是工程中用来实现机械化和自动化的重要驱动和控制机构之，在轻工食品纺织印刷医药标准零件制造交通运输等领域运行的工作机械中都获得广泛应用。但随着社会发展和科技进步，为了提高产品的质量和生产率，作为机械设备核心部件的凸轮机构而言，必须进步提高它的设计水平，在解析法设计的基础上开展计算机辅助设计的研究和推广应用。因此，开展对凸轮机构运动分析的研究，对于揭示机构的运动性能，进行机构的优化设计和动力学分析有着重要的实际意义。本文首先介绍了凸轮机构的发展概况，提出课题的背景和意义，接着指出国内外研究的趋势和国内高校凸轮机构实验仅局限于对运动参数的测量与分析，然后提出以现实生活中最常用的些凸轮为基础来研究凸轮机构试验平台中从凸轮轮廓设计到加工到试验这整个系统构成。凸轮轮廓线的设计在解析法的基础上用计算机软件进行绘制。凸轮加工的方法用最常见的线切割加