盘形凸轮的毕业设计

盘形凸轮的毕业设计

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【目录】

第一章绪论

1.1研究背景......................................31.2研究内容和意

义................................41.2.1研究内容....................................41.2.2研究意义....................................5第二章应用形状

2.1盘形凸轮基圆半径的确定………………………………62.2凸轮机构的应用和类型…………………………………82.3从动件常用运动规律…………………………………..12第三章盘形凸轮的设计方法

3.1凸轮轮廓曲线分析 (16)

3.2凸轮机构基本尺寸的确定....................................193.3凸轮机构的特点................................213.4凸轮轮廓曲线设计 (22)

3.5用图解法设计凸轮轮廓…………………………………23第四章盘形凸轮的机构设计范例

4.1设计范例及结果 (25)

4.2凸轮机构的材料选择..........................................26第五章前景展望.....................................................27第六章致谢. (28)

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第七章参考文献 (30)

第一章绪论

1.1研究背景

凸轮机构由于结构简单、易于实现复杂的运动规律,因此广泛应用于众多机械中。但是由于凸轮与从动件之间的高副接触方式会增加机构的功率损耗,因此对其在高效率传动系统中的使用形成了较大限制。如何实现直动从动件凸轮机构的纯滚动接触是解决相对滑动接触方式,并迅速提高凸轮机构工作效率的最有效途径。低副机构一般只能近似地实现给定运动规律，而且设计较为复杂。当从动件的位移、速度和加速度必须严格地按照预定规律变化，尤其当原动件作连续运动而从动件必须作间歇运动时，则以采用凸轮机构最为简便。凸轮机构由凸轮、从动件或从动件系统和机架组成，凸轮通过直接接触将预定的运动传给从动件。凸轮机构具有结构简单，可以准确实现要求的运动规律等优点。只要适当地设计凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律。在各种机械，特别是自动机械和自动控制装置中，广泛地应用着各种形式的凸轮机构。凸轮机构之所以能在各种自动机械中获得广泛的应用，是因为它兼有传动、导引及控制机构的各种功能。当凸轮机构用于传动机构时，可以产生复杂的运动规律，包括变速范围较大的非等速运动，以及暂时停留或各种步进运动；凸轮机构也适宜于用作导引机构，使工作部件产生复杂的轨迹或平面运动；当凸轮机构用作控制机构时，可以控制执行机构的自动工作循环。因此凸轮机构的设计和制造方法对现代制造业具有重要的意义。

本文基于“两构件的相对运动可以用与这两构件相固连的一对瞬心线的纯滚动来实现”这一瞬心线性质,推导出能够满足预定的从动件运动规律要求的纯滚动接触直动从动件盘形凸轮机构轮廓曲线的

计算公式,并分析了该种凸轮机构的临界压力角、许用压力角、机构效率、基圆半径等各项参数的特征和机构特征。根据分析结果,完成了一套能够实现预定从动件运动规律的纯滚动接触凸轮机构的完整轮廓曲线设计的方案,设计得到的凸轮机构不但能够在回程、近休止和推程的机构运动阶段保持纯滚动接触,还能实现远休止运动阶段,并且针对运动规律相同但行程大小不同的凸轮机构提出缩放轮廓的设计方式,大大简化了该种凸轮机构的制造工艺。

最后,以一个实际凸轮机构的设计为例,设计出一套完整凸轮机构轮廓曲线,并在三维软件solidworks中建立模型,利用cosmosmotion软件对其进行运动学仿真,测量运动过程中从动件的运动特征,发现仿真结果与计算结果一致。录制仿真了动画影象,通过在轮廓曲线上找特殊点的方法,验证了该凸轮机构在纯滚动接触阶段内接触点都在瞬心线上的特征。

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1.2研究内容及意义

1.2.1研究内容

分析原有的凸轮拨叉机构以及间歇式摆动进纸机构设计存在的问题，提出一种新颖的进纸方式即超越式进纸机构。文中所研究的进纸运动机构的技术关键是一共轭盘形分度凸轮机构。该机构为国外印钞机械公司如KbA等拥有的独特专门技术。本论文对其进行了较为深入的研究分析，系统阐述了超越式进纸机构的设计原理和主关键机构

共轭盘形分度凸轮机构的工作原理和参数化设计，推导出参数设计函数方程，并对共轭盘形分度凸轮的加速度通用公式做了详细的推导与实践应用。同时，文中还探讨研究了共轭盘形凸轮型面的数控加工工艺技术，三坐标精密测量程序与凸轮曲面加工误差修正方法，cAxA 制造工程师软件在共轭盘形分度凸轮的曲线面高精度磨削技术的应用分析研究。考虑到共轭盘形分度凸轮机构的装配精度对超越式进纸的效果起着非常重要的影响，论文对于盘形分度凸轮机构的装配精度控制也做了较为详细的控制分析，建立合理可行的装配技术方案。装配完成后再与自行研制的sZp820型输纸机连接进行高速输纸试验，取得了很好的工程实际效果，达到了预期的设计目的。本学位论文以国产印钞机械中超越式进纸机构的设计、制造为出发点，探讨印钞机械中具有的通用而又关键的进纸机构的结构设计，分析原有的凸轮拨叉机构以及间歇式摆动进纸机构设计存在的问题，提出一种新颖的进纸方式即超越式进纸机构。文中所研究的进纸运动机构的技术关键是一共轭盘形分度凸轮机构。该机构为国外印钞机械公司如KbA等拥有的独特专门技术。本论文对其进行了较为深入的研究分析，系统阐述了超越式进纸机构的设计原理和主关键机构共轭盘形分度凸轮机构的工作原理和参数化设计，推导出参数设计函数方程，并对共轭盘形分度凸轮的加速度通用公式做了详细的推导与实践应用。同时，文中还探讨研究了共轭盘形凸轮型面的数控加工工艺技术，三坐标精密测量程序与凸轮曲面加工误差修正方法，cAxA制造工程师软件在共轭盘形分度凸轮的曲线面高精度磨削技术的应用分析研究。考虑到共轭