凸輪機構(gòu)運動分析及創(chuàng)新設(shè)計試驗平臺研制【含動畫仿真】【含CAD圖紙】
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浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告班 級09機械類(4)班姓 名景坷課題名稱凸輪機構(gòu)運動分析及創(chuàng)新設(shè)計試驗平臺研制開題報告目 錄1 選題的背景與意義1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.2 凸輪機構(gòu)試驗平臺研究意義1.1.3 凸輪設(shè)計方法和設(shè)計軟件2 研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題2.1 基本內(nèi)容2.2 擬解決的主要問題3 研究思路方案、可行性分析及預(yù)期成果3.1 研究思路方案3.2 可行性分析3.3 預(yù)期研究成果4 研究工作計劃參考文獻(開題報告全文附后)成績:答 辯意 見答辯組長簽名: 年 月 日系主任審核意見簽名: 年 月 日凸輪機構(gòu)運動分析及創(chuàng)新設(shè)計試驗平臺研制景坷( 09機械類(4)班 B09300412)凸輪機構(gòu)是工程中用以實現(xiàn)機械化和自動化的一種重要驅(qū)動和控制機構(gòu),在輕工、紡織、食品、醫(yī)藥、印刷、標(biāo)準(zhǔn)零件制造、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域運行的工作機械中獲得廣泛應(yīng)用。凸輪機構(gòu)之所以能夠得到如此廣泛應(yīng)用,是因為它具有傳動、導(dǎo)向和控制等功能。當(dāng)它作為傳動機構(gòu)時,可以產(chǎn)生復(fù)雜的運動規(guī)律:當(dāng)它作為導(dǎo)向機構(gòu)時,可使工作機械的動作端產(chǎn)生復(fù)雜的運動軌跡:當(dāng)它作為控制機構(gòu)時,可控制執(zhí)行機構(gòu)的工作循環(huán)。隨著社會發(fā)展和科技進步為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率,對機械設(shè)備的性能指標(biāo)提出更高的要求,作為機械設(shè)備核心部件的凸輪機構(gòu)而言,必須進一步提高其設(shè)計水平,在解析法設(shè)計的基礎(chǔ)上開展計算機輔助設(shè)計的研究和推廣應(yīng)用。因此,開展對凸輪機構(gòu)運動分析的研究,對于揭示機構(gòu)的運動性能,進行機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計和動力學(xué)分析有著重要的實際意義。1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1.1 凸輪機構(gòu)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 我國對凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和研究已有多年的歷史,目前仍在繼續(xù)擴展和深入。1983年全國第三屆機構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)討論會上關(guān)于凸輪機構(gòu)的論文只有8篇,涉及設(shè)計、運動規(guī)律、分析、廓線的綜合等四個研究方向。到了1988年第六屆會議,已有凸輪機構(gòu)方面的論文20篇,增加了動力學(xué)、振動、優(yōu)化設(shè)計等研究方向。而1990年第七屆會議,凸輪機構(gòu)方面的論文22篇,又增加了CADCAM、誤差分析等研究方向。近幾年,對凸輪分度機構(gòu)方面的研究也不斷深入,并發(fā)表了一系列論文,對凸輪機構(gòu)的共軛曲面原理、專家系統(tǒng)等方面也有了相當(dāng)?shù)难芯俊,F(xiàn)在凸輪機構(gòu)已經(jīng)在包裝機械、食品機械、紡織機械、交通運輸機械、動力機械、印刷機械等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但是,與先進國家相比,我國對凸輪機構(gòu)的研究和應(yīng)用還存在較在的差距,尤其是在對振動的研究、凸輪機構(gòu)的加工及產(chǎn)品開發(fā)等方面。在歐美各國,很多學(xué)者為凸輪機構(gòu)的研究作出了貢獻。早在三十年代,F(xiàn)DFurman就寫了一本系統(tǒng)介紹凸輪設(shè)計的著作,當(dāng)時的研究工作主要集中在低速凸輪機構(gòu),而且主要分析的是運動規(guī)律。到了四十年代,人們開始對配氣凸輪機構(gòu)的振動進行深入研究,并從經(jīng)驗設(shè)計過渡到有理論根據(jù)的運動學(xué)和動力學(xué)分析。四十年代末,JAHron等人已經(jīng)注意到從動件的剛度對凸輪機構(gòu)動力學(xué)響應(yīng)有明顯的影響。五十年代初,DBMitchell最先對凸輪機構(gòu)進行實驗研究。后來不少學(xué)者采用多種儀器,如高速攝影機、加速度分析儀和動態(tài)應(yīng)變儀等,對高速凸輪的動力學(xué)響應(yīng)進行測量,并獲得了許多重要成果。隨著計算機的發(fā)展,凸輪機構(gòu)的CADCAM獲得巨大成功,凸輪機構(gòu)的研究經(jīng)歷了從經(jīng)驗設(shè)計到優(yōu)化設(shè)計,從單純的運動分析到動力學(xué)研究,從手工加工到CAM等發(fā)展階段。僅八、九十年代,就有PDiemtma,JKMills ,YPeng ,VY Belrstij ,YWChan等人先后發(fā)表了有關(guān)凸輪機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方面的論文,而Tsay,Bagci,Camil,Yilmaz,Yuksel,AIMahyuddin,Cardona,Aiberto,TLDrenser 等人先后發(fā)表了有關(guān)凸輪振動、動態(tài)響應(yīng)等動力學(xué)性能方面的論文。歐美各國的學(xué)者還特別注重研究文獻的收集整理,PWJensen在其專著凸輪設(shè)計與制造中幾乎列出了1984年以前的、有記載的、可以找得到的所有的文獻資料,共1817篇。根據(jù)該書和1984年以后出版的Ei,對歐美各國自1950年以來在各研究方向所發(fā)表的論文數(shù)量作了初略的統(tǒng)計,總結(jié)得出四十年來歐美各國凸輪機構(gòu)研究的特點大致如下;(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。在每個研究方向上每年都有相當(dāng)數(shù)量的論文發(fā)表,而且關(guān)于新技術(shù)應(yīng)用的論文數(shù)量也逐年增多。如五十年代至六十年代,有關(guān)設(shè)計加工及刀具的論文是大量的,而有關(guān)優(yōu)化設(shè)計的論文幾乎沒有。到了七十至八十年代,這方面的論文顯著增多,而到了九十年代,有關(guān)凸輪機構(gòu)動力學(xué)方面的研究論文大量發(fā)表,同時有關(guān)高速凸輪機構(gòu)的新的分析方法和改善其動力學(xué)性能方面的研究論文也不斷涌現(xiàn)。因此可以認(rèn)為,凸輪機構(gòu)的研究是持續(xù)且有發(fā)展的。(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。倒如凸輪機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計,早期的優(yōu)化目標(biāo)極為簡單,主要是確定最小基圓半徑。隨著優(yōu)化方法和計算機的應(yīng)用,優(yōu)化目標(biāo)的選擇也越來越復(fù)雜,如可以是最小體積、最小接觸應(yīng)力、最長壽命、從動件最小振動、最高效率、最小功耗等。(4)基礎(chǔ)理論的研究持續(xù)穩(wěn)定。雖然凸輪機構(gòu)的研究不斷有新的擴展,但是對其基礎(chǔ)理論如從動件運動規(guī)律、幾何學(xué)、運動學(xué)等方面的研究論文仍有相當(dāng)多的數(shù)量,這是因為當(dāng)其他方面的研究需要深化和擴展時,往往由于基礎(chǔ)理論研究得不夠而難以繼續(xù)。倒如采用優(yōu)化方法,如果數(shù)學(xué)模型誤差很大,再好的優(yōu)化方法也得不到好的結(jié)果。日本也特別重視凸輪機構(gòu)的研究,有很多從事凸輪機構(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)凸輪機構(gòu)的公司,如大冢公司、三共制作所、 和凸輪公司等。日本經(jīng)常舉行討論凸輪機構(gòu)的學(xué)術(shù)會議。在有關(guān)的國際性刊物上也經(jīng)常看到日本在凸輪機構(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方面:(1)在機構(gòu)設(shè)計方面,致力于尋求凸輪機構(gòu)的精確解和使凸輪曲線多樣化,以適應(yīng)新的要求。(2)加強了凸輪機構(gòu)動力學(xué)和振動方面的研究提高了機構(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次的分度凸輪機構(gòu)。(3)研制新的凸輪加工設(shè)備,以適應(yīng)新開發(fā)的產(chǎn)品 實現(xiàn)了凸輪機構(gòu)的小型化和大型化,已經(jīng)設(shè)計生產(chǎn)出了世界上最小和最大的蝸桿凸輪機構(gòu),中心距前者為28mm,后者為800mm。(4)加強凸輪機構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化,發(fā)展成批生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)凸輪機構(gòu)。(5)發(fā)展凸輪機構(gòu)的CAD/CAM系統(tǒng)。日本學(xué)者特別注重將各方面的研究成果應(yīng)用到實際的產(chǎn)品開發(fā)中去,如他們充分地認(rèn)識到凸輪機構(gòu)作為控制機構(gòu)具有高速下的穩(wěn)定性、優(yōu)良的再現(xiàn)性、良好的運動特性和可靠性、易于實現(xiàn)同步控制、剛度高等優(yōu)越性,因而十分重視將凸輪機構(gòu)與電子技術(shù)相結(jié)合,在控制機構(gòu)上作廣泛的研究,從而拓寬了凸輪機構(gòu)的用途。1.1.2 凸輪機構(gòu)研究趨勢 雖然已有很多學(xué)者對凸輪機構(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)進行的工作,并有一些研究工作有待開發(fā)。從設(shè)計的角度考慮,大致有以下幾點: (1)在從動件運動規(guī)律的研究方面,除了繼續(xù)尋找更好的運動規(guī)律外,要研究有效的分析方法。 (2)在幾何學(xué)和運動學(xué)的研究方面,要綜合考慮各種凸輪機構(gòu),盡可能導(dǎo)出普遍適用的計算公式。已有研究大多集中于平面和圓柱凸輪,而且是一種凸輪一種研究方法,因而設(shè)計公式過多,近似較多,并影響到其他方面(如CAD的應(yīng)用等)的研究。(3)發(fā)展通用而有效的CAD系統(tǒng)。由于種種原因,計算機在凸輪機構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用一直被局限于幾種平面和圓柱凸輪機構(gòu),且每一程序一般只能處理一、二種機構(gòu),對比較完整的CAD系統(tǒng)的研究,在近十幾年才開始,且很不完善。(4)引入專家系統(tǒng)或人工智能CAD系統(tǒng)。由于凸輪機構(gòu)不是標(biāo)準(zhǔn)機構(gòu),種類多,應(yīng)用廣,加之許多已有的知識不能公式化,所以應(yīng)用普通的CAD系統(tǒng),有時效果并不很理想。如果引入專家系統(tǒng),則可以獲得較為理想的結(jié)果。 (5)動力學(xué)研究的深化及研究成果的進一步實用化 由于動力學(xué)問題本身的復(fù)雜性,導(dǎo)致研究主要集中于低、中速凸輪機構(gòu),對高速凸輪機構(gòu)的動力學(xué)研究還不夠深入、完善,所以,人們對這些研究成果的可靠性存在懷疑,這些成果的應(yīng)用尚不廣泛。 (6)加強對凸輪機構(gòu)的運動學(xué)特性和動力學(xué)特性的計算機模擬,以提高設(shè)計質(zhì)量和縮短產(chǎn)品研制周期。1.1.3 凸輪設(shè)計方法和設(shè)計軟件凸輪機構(gòu)分類如圖1-1圖1-1 凸輪機構(gòu)的分類設(shè)計凸輪機構(gòu)時,首先應(yīng)根據(jù)工作要求確定從動件的運動規(guī)律,然后再按照這一運動規(guī)律設(shè)計凸輪廓線。凸輪廓線的設(shè)計方法有作圖法和解析法,其基本原理相同。為了便于在圖紙上繪制出凸輪的輪廓曲線,可采用反轉(zhuǎn)法。圖1-2表示的是對心直動尖底從動件盤形凸輪機構(gòu)為例來說明其基本原理。圖1-2 反轉(zhuǎn)法畫凸輪真實運動:凸輪以等角速度 繞軸 O 逆時針轉(zhuǎn)動,推動從動件在導(dǎo)路中上、下往復(fù)移動。反轉(zhuǎn)法:整個機構(gòu)加上一個(-)的轉(zhuǎn)動凸輪靜止固定不動從動件隨導(dǎo)路一起以角速度(-)轉(zhuǎn)動,同時又按原來的運動規(guī)律相對導(dǎo)路作移動從動件尖端參與復(fù)合運動所劃出的軌跡即為凸輪廓線。凸輪機構(gòu)的形式多種多樣,反轉(zhuǎn)法原理適用于各種凸輪輪廓曲線的設(shè)計。1 作圖法設(shè)計凸輪廓線 1.對心直動尖底從動件盤形凸輪廓線的設(shè)計 已知:基圓半徑ro、從動件的運動規(guī)律、凸輪逆時針方向轉(zhuǎn)動;試設(shè)計凸輪廓線。如圖1-3所示。圖1-3 對心直動尖底從動件盤形凸輪廓線的設(shè)計2. 偏置直動尖底從動件盤形凸輪廓線的設(shè)計如圖1-4所示。圖1-4 偏置直動尖底從動件盤形凸輪廓線的設(shè)計3.平底從動件平底從動件盤形凸輪機構(gòu)凸輪輪廓曲線的設(shè)計思路與上述滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)相似,不同的是:應(yīng)畫出一系列平底,作平底直線族的包絡(luò)線,即得到凸輪的實際廓線。如圖1-5所示。圖1-5 平底從動件凸輪輪廓線設(shè)計4.擺動從動件盤形凸輪廓線的設(shè)計圖示為一尖端擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)。已知凸輪軸心與從動件轉(zhuǎn)軸之間的中心距為a凸輪基圓半徑為rb,從動件長度為l,凸輪以等角速度 逆時針轉(zhuǎn)動,從動件的運動規(guī)律如1-6所示。設(shè)計該凸輪的輪廓曲線。注意:圖中凸輪廓線與擺桿AB在某些位置已經(jīng)相交。故在考慮機構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)時,應(yīng)將從動件做成彎桿形式,以避免機構(gòu)運動過程中凸輪與從動件發(fā)生干涉。圖1-6 擺動從動件盤形凸輪廓線的設(shè)計5. 圓柱凸輪輪廓曲線的設(shè)計圓柱凸輪機構(gòu)是一種空間凸輪機構(gòu)。其輪廓曲線為一條空間曲線,不能直接在平面上表示。但是圓柱面可以展開成平面,圓柱凸輪展開后便成為平面移動凸輪。平面移動凸輪是盤形凸輪的一個特例。因此可用前述盤形凸輪輪廓曲線設(shè)計的原理和方法,來繪制圓柱凸輪輪廓曲線的展開圖。1)直動推桿圓柱端面凸輪設(shè)計實際上,在作推桿位移線圖時,若取橫軸長為圓柱體周長的話,即畫出該凸輪的理論廓線。如圖1-7所示。圖1-7 直動推桿圓柱端面凸輪設(shè)計2) 擺動推桿圓柱凸輪設(shè)計圖1-8 擺動推桿圓柱凸輪設(shè)計二用解析法設(shè)計凸輪廓線 用解析法設(shè)計凸輪廓線,就是根據(jù)從動件的運動規(guī)律和已知的機構(gòu)參數(shù),求出凸輪廓線的方程式,并精確地計算出凸輪廓線上各點的坐標(biāo)值。設(shè)計凸輪的軟件為了必須進一步提高凸輪機構(gòu)設(shè)計水平,在解析法設(shè)計的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了許多計算機輔助設(shè)計軟件,基于pro/e,solidwork,UG,MachineCam,F(xiàn)eatureCAM,CAXA,MATLAB等1.1.4凸輪加工方法凸輪加工的關(guān)鍵是型面加工。加工凸輪型面的方法可分為兩類:一類是用手工、機床掛輪和數(shù)控機床等直接加工;另一類是用仿形法間接加工。仿形法生產(chǎn)率高,適于成批大量生產(chǎn)。由于按靠模仿形時,靠模的制造誤差和仿形過程的誤差,都會影響到工件加工精度,所以凸輪的直接加工法一般要比間接加工法容易控制加工精度,生產(chǎn)率一般較低,多用于單件、小批生產(chǎn)。但數(shù)控機床加工也用于中批生產(chǎn)。一:直接加工法 (1) 按劃線加工 按劃線加工是指加工好凸輪基準(zhǔn)面后,由鉗工劃出凸輪工作型面線,然后按線粗銑或鉆孔后鋸開,最后由鉗工修挫成形,用金屬板劃線后按線檢驗。此法生產(chǎn)率低,只適宜單件生產(chǎn)精度較低的凸輪。 (2)在銑床上用分度頭及掛輪銑 凸輪工作型面為阿基米德螺旋線和漸開線時,可在銑床上利用分度頭和掛輪銑削,如圖1-9所示。加工時,工件裝在分度頭上,并與水平線傾斜。角,工作臺由絲杠掛輪傳動。隨著分度頭的旋轉(zhuǎn),分度頭與工作臺帶動凸輪坯逐漸向銑刀靠近,從而銑出各種型面曲線。分度頭主軸傾斜角是為了確定掛輪齒數(shù)時便于計算和利用一套掛輪銑出多種曲線而設(shè)的。這種凸輪型面加工方法因受傳動精度等影響,型面精度不很高,主要用于不淬硬凸輪的加工和型面磨削前的預(yù)加工圖1-9 用分度頭和掛輪銑削銑凸輪(3)用數(shù)控機床加工 隨著數(shù)控機床的日益發(fā)展和普及,中小批量凸輪越來越多地利用數(shù)控機床進行加工。在數(shù)控機床上加工凸輪型面時,先根據(jù)凸輪型面的參數(shù)編制程序,輸入到數(shù)控裝置中,控制機床的縱橫進給運動,完成凸輪型面的自動加工。其精度和可靠性大為提高。二:仿型加工法 仿型加工法也叫復(fù)制加工,它是按靠?;驑影逋馆喌脑图庸?。廣泛應(yīng)用于凸輪的中批及大批生產(chǎn)中。屬于仿形法加工的有: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。 (1) 靠模車凸輪 在普通車床上,利用仿形裝置可以加工具有封閉輪廓的盤形和圓柱形的凸輪,如圖1-10所示。圖1-10靠模車凸輪圖中在普通車床上安裝了帶有滾子的靠模裝置,通過靠模2把凸輪工作表面尺寸轉(zhuǎn)換到刀具的運動上去,橫拖板上的滾子3借助于彈簧的作用始終保持與靠模接觸。切削時縱向進給自動(或手動)進行,而橫向進給由靠??刂?,從而加上出成型工作表面。 (2) 仿形銑凸輪 利用靠模夾具銑削凸輪的工作情況可參見圖1-11圖1-11 仿形銑凸輪機械式仿形加工凸輪時,靠模磨損快,加工精度低?,F(xiàn)代的仿形銑床,采用液壓或電液仿形系統(tǒng),光電跟蹤仿形系統(tǒng)等。采用液壓或電液仿形銑床時,由于靠模所受壓力極小,使用壽命長,因而可以采用鑄鐵、鋁合金、木材、石膏等容易加工的材料制造。采用光電跟蹤仿形時,由于光電系統(tǒng)可跟蹤白色背景上的黑線、工藝人員只需繪制凸輪的輪廓圖,就可按圖進行輪廓仿形加工。 (3)仿形磨削凸輪 仿形磨削用于加工凸輪型面已淬硬且粗糙度要求小,輪廓功線的向徑精度要求較高的凸輪。 仿形磨削可在通用機床上安裝仿形裝置和磨頭進行加工,亦可在專門的仿形磨床上加工,它們的構(gòu)造與工作原理基本上與仿形銑削相同。 使用數(shù)控機床加工凸輪目前漸漸增多,是一種較新的加工方法。 三:用專用靠模、專用夾具枉普通立銑床上銑削 在立銑床上松開刀架橫向進給的螺絲,靠配通產(chǎn)生的力迫使?jié)L于一直靠緊靠模。這種方法在工廠既沒靠模銑床, 又沒有數(shù)控機床的條件下而生產(chǎn)批量又較大的場合下使用。 四:在萬能銑床上加工 從動桿作勻速運動的凸輪,盤狀凸輪的輪廓曲線是阿基米德螺線,圓柱凸輪的槽展開圖為一斜直線。 這兩種凸輪的輪廓曲線可以在萬能銑床上加工,只要計算好配換齒輪,刀具即能按上述曲線運動,加工比較方便。 1.2 凸輪機構(gòu)試驗臺研究意義 在這個實驗平臺中,將凸輪的設(shè)計、分析,優(yōu)化及測試進行一系列的綜合性實驗,不僅可供學(xué)生使用,增強他們的綜合設(shè)計與創(chuàng)新能力、實踐動手能力、分析和解決問題能力,而且還可以為凸輪機構(gòu)的進一步研究提供一個平臺。通過這個實驗平臺,可以研究凸輪的輪廓曲線,分析各種運動學(xué)和動力學(xué)參數(shù),然后進行凸輪機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。因此,凸輪機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計試驗平臺研制對于凸輪機構(gòu)的深入研究和生產(chǎn)制造都會起著重要的作用。2 研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題2.1 基本內(nèi)容本課題主要內(nèi)容有: 1、了解凸輪機構(gòu)運動及特性測試試驗臺研制,研究目的。理解各種典型凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)及其特點。確定完整實驗系統(tǒng)總體方案; 2、實驗臺機械裝配圖一份及主要零件加工圖若干份; 3、相關(guān)測試用傳感器、型號選定及按裝機架設(shè)計; 4、凸輪機構(gòu)運動學(xué)分析及運動仿真設(shè)計。2.2 擬解決的主要問題設(shè)計一臺小型凸輪機構(gòu)運動分析及創(chuàng)新設(shè)計試驗平臺, 完成凸輪機構(gòu)運動規(guī)律及傳動機構(gòu)傳動特性參數(shù)可測試。利用計算機對凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計,然后,通過計算機對凸輪機構(gòu)的運動進行仿真和測試分析,從而實現(xiàn)計算機輔助設(shè)計與計算機仿真和測試分析有效的結(jié)合,實現(xiàn)理論與實際的緊密結(jié)合。從而深入了解不同規(guī)律的盤形凸輪和圓柱凸輪機構(gòu)的運動特點。進一步提高其設(shè)計水平,在解析法設(shè)計的基礎(chǔ)上開展計算機輔助設(shè)計的研究和推廣應(yīng)用。3 研究思路方案、可行性分析及預(yù)期成果3.1 研究思路方案3.1.1 凸輪機構(gòu)工作的基本原理凸輪機構(gòu)的類型眾多,輪廓曲線通常也比較復(fù)雜,本課題所選用的是最常用的盤形凸輪機構(gòu),直動從動件盤形凸輪,如圖3-1所示。當(dāng)凸輪l繞軸O旋轉(zhuǎn)時,推動從動件2沿導(dǎo)軌3(機架)做往復(fù)直線運動。通常,凸輪為機構(gòu)的原動件。 圖3-1 凸輪機構(gòu)3.1.2 試驗臺系統(tǒng)組成試驗臺系統(tǒng)框圖如圖3-2所示,它由以下設(shè)備組成:1、凸輪綜合實驗臺(凸輪實驗臺的機械結(jié)構(gòu))。2、凸輪軸角位移傳感器、角度盤, 各 1個,測量凸輪回轉(zhuǎn)軸角位移。3、直動從動件位移傳感器、百分表, 各 1個,測量直動從動件位移。4、擺動從動件角位移傳感器。5、凸輪運動精密測量儀(單片機系統(tǒng))。6、計算機7、打印機圖3-2 試驗臺系統(tǒng)框圖3.2 可行性分析凸輪機構(gòu)是最簡單的平面機構(gòu)之一。在前人研究工作基礎(chǔ)上,本設(shè)計論文進行凸輪機構(gòu)運動分析及創(chuàng)新設(shè)計試驗平臺研制,在基本原理上是可行的。本設(shè)計的工作主要涉及力學(xué)、機械原理和機械設(shè)計等方面的知識,CAD等設(shè)計軟件,本人已學(xué)習(xí)了這些相關(guān)課程,并取得了較好的成績,掌握了本設(shè)計所需的基本知識。指導(dǎo)老師及其課題組在相關(guān)研究方面具有很多成功的經(jīng)驗,本設(shè)計的研究方法思路經(jīng)過深思熟慮,切實可行,能夠確保畢業(yè)設(shè)計的順利完成并取得預(yù)期的研究成果。3.3 預(yù)期研究成果完成實驗臺相應(yīng)傳感器的按裝設(shè)計、機械結(jié)構(gòu)設(shè)計,保證設(shè)計能較好的滿足設(shè)計要求。 研究工作計劃起止時間內(nèi)容2012.11.172012.12.03調(diào)研、信息匯總,文獻查閱分析2012.12.072013.01.03外文翻譯、文獻綜述、開題報告,并熟悉理論力學(xué)、機械原理等相關(guān)知識2013.01.042013.01.14提交開題報告、文獻綜述及外文翻譯2013.01.162013.01.16開題答辯2013.01.182013.03.10凸輪機構(gòu)運動分析及創(chuàng)新設(shè)計試驗平臺的整體方案設(shè)計2013.03.112013.03.28試驗平臺設(shè)計及零部件設(shè)計2013.03.292013.04.11試驗平臺裝配2013.04.122013.04.24繪制裝配圖及主要零件圖2013.04.252013.05.02結(jié)構(gòu)改進設(shè)計及畢業(yè)論文撰寫2013.05.032013.05.10完成并提交畢業(yè)論文2013.05.112013.05.24整理材料準(zhǔn)備答辯2013.05.252013.05.29論文答辯參考文獻1 劉昌祺,(日)牧野洋,曹西京,凸輪機構(gòu)設(shè)計M,北京市:機械工業(yè)出版社,2005,1.2 趙韓,丁爵曾,粱錦華凸輪機構(gòu)設(shè)計M北京:高等教育出版社,19933 吳努,沈世薄平行分度凸輪機構(gòu)J機械設(shè)計,1994,12(10), 13174 吳努,沈世薄同形共軛凸輪的設(shè)計J機槭設(shè)計,1994,11(5):20225 Mills J K,Optimal design and sensitivity analysls of flexible cam mechanismsJ, Mech Mach Theory,19935 Hongsen Y.Variable-speed method for improving motion characteristics of cam systemsJ Mech DesJ,Trans ASME19966 Tidwell P H.Synthesis of wrapping camsJ Mech DesJ,Trans ASME,19947 Gonzalez P,Antonio MSynthesis of camocillating roller-follower mechanisms,a unfied approach,Mechanism Design and SynthesisJ,ASME Des Eng Div Publ DE,19929 牧野洋自動機械機構(gòu)學(xué)M北京:科學(xué)出版杜,1980FD10 趙韓,丁爵曾,粱錦華凸輪機構(gòu)設(shè)計M北京:高等教育出版社,199315
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