開(kāi)題報(bào)告-凸輪

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1、開(kāi)題報(bào)告課題的研究意義凸輪機(jī)構(gòu)是工程中用以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化的一種主要驅(qū)動(dòng)和控制裝置。由于它不僅可以獲得轉(zhuǎn)位與停歇的任何時(shí)間比例、使從動(dòng)件獲得任意復(fù)朵的給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且具有結(jié)構(gòu)緊湊，性能可靠地諸多優(yōu)點(diǎn)，故在輕工、食品、醫(yī)藥、印刷、交通運(yùn)輸?shù)缺姸囝I(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。凸輪機(jī)構(gòu)兼有傳動(dòng)、導(dǎo)向及控制機(jī)構(gòu)各種功能。凸輪機(jī)構(gòu)作用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，可以產(chǎn)生復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，包括變速范圍較大的非等速運(yùn)動(dòng)，乃至?xí)簳r(shí)停留或各種步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。凸輪結(jié)構(gòu)適用于導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，使工作機(jī)構(gòu)產(chǎn)生復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡。當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)作用控制機(jī)構(gòu)時(shí)，可以控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的口動(dòng)工作循

2、環(huán)或作為函數(shù)發(fā)生器。在凸輪結(jié)構(gòu)中，凸輪是最關(guān)鍵也是最重耍的部分。最初，人們研究凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，只涉及凸輪的幾何形狀以滿足對(duì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的要求（即凸輪靜力學(xué)的研究）。凸輪的最大優(yōu)點(diǎn)是只耍適當(dāng)設(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線，就可以推桿得到齊種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且響應(yīng)速度快，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，凸輪機(jī)構(gòu)不可能被數(shù)控、電控完全等裝置完全代替。凸輪的這些強(qiáng)大實(shí)用的功能能夠得以實(shí)現(xiàn)全靠凸輪的曲線來(lái)控制運(yùn)動(dòng)。因此凸輪廓線的檢杳尤其重要。因?yàn)樗刂浦\(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，確保頂了能夠?qū)崿F(xiàn)我們想要的運(yùn)動(dòng)。國(guó)內(nèi)外的研究情況凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用的廣泛性促使其輪廓線的研究與發(fā)展

3、。由于凸輪屬于異形零件，國(guó)家現(xiàn)有的技術(shù)測(cè)量和公差均無(wú)法直接應(yīng)用于凸輪，需要有專門的精度體系和技術(shù)測(cè)量方法。一般是行業(yè)或根據(jù)長(zhǎng)期使用積累的經(jīng)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)幾個(gè)指標(biāo)，從而確定凸輪零件的合格程度。因此凸輪機(jī)構(gòu)的檢測(cè)是一個(gè)比較薄弱的環(huán)節(jié)，一般生產(chǎn)廠家對(duì)凸輪的輪廓幾何形狀謀茅都不予檢測(cè)，這就影響凸輪分度機(jī)構(gòu)的精度。最初人們只研究凸輪的簡(jiǎn)單的幾何形狀和運(yùn)動(dòng)，以滿足從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)單耍求。隨著對(duì)各種機(jī)械在速度、效率、壽命、噪聲和可靠性等方面的要求口益提高,對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的研究也逐步擴(kuò)展與深化，從簡(jiǎn)單的考慮幾何尺寸、運(yùn)動(dòng)分析和靜力分析，發(fā)展到考慮動(dòng)

4、力學(xué)、潤(rùn)滑、誤羌影響、彈性變形等，特別是90年代以來(lái),由于計(jì)算機(jī)和各種數(shù)值方法的發(fā)展，是的很多方面的研究得以深入。凸輪廓線的檢測(cè)也出現(xiàn)了相當(dāng)多的方法。凸輪廓行檢測(cè)的基礎(chǔ)及相關(guān)技術(shù)1.對(duì)凸輪的研究有以卜'幾個(gè)特點(diǎn)：（1）從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究除繼續(xù)尋找更好的規(guī)律外，要研究有效的方法。當(dāng)從動(dòng)件的軌跡有要求時(shí),能用這些方法組成或創(chuàng)建出滿足要求且性能良好的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。有關(guān)從動(dòng)件的規(guī)律，早期的文獻(xiàn)只是介紹一些適合低速機(jī)構(gòu)的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如一次項(xiàng)、二此項(xiàng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律等。60年代以后，各種適合中速與高速的凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)良運(yùn)動(dòng)規(guī)律相

5、繼提出，包括修止止弦、修止梯形、修正等速等簡(jiǎn)諧梯形組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這組運(yùn)動(dòng)規(guī)律得到了廣泛的采用。但這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的躍度線在斷點(diǎn)處常常不連續(xù)，因而不適用高速運(yùn)動(dòng)。高速凸輪運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)大多采用多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這種規(guī)律的通用性最強(qiáng)，只耍幕次數(shù)取得足夠高，對(duì)應(yīng)的高階導(dǎo)數(shù)總是光滑和斷點(diǎn)連續(xù)。（2）凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)型研究從凸輪廓線出發(fā)，提出一些適合在高速條件下采用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且還結(jié)合現(xiàn)代加工技術(shù)，創(chuàng)造出一些新型凸輪機(jī)構(gòu)，以滿足高速工況及確保加工精度。2.檢測(cè)方法目前許多學(xué)者對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行了大量研究。大致有以下幾種方法：A.利用檢測(cè)球頭中心點(diǎn)軌跡

6、坐標(biāo)及機(jī)構(gòu)基本尺寸推導(dǎo)出從動(dòng)件的規(guī)律表達(dá)式；如圖（1）圖（1）A.利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)CMM測(cè)得凸輪廓面坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并根據(jù)凸輪與滾了Z間的共軌嚙合關(guān)系，建立運(yùn)動(dòng)規(guī)律的反求方程。如圖（2）o圖（2）B.清華人學(xué)采用激光三角反射位移傳感器和光柵尺實(shí)現(xiàn)高精度檢測(cè)，采用伺服控制實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)跟蹤檢測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)凸輪線的檢測(cè)，解決了效率和精度問(wèn)題?？偟膩?lái)說(shuō)對(duì)圖輪廓線的檢測(cè)主要分為接觸式和非接觸式。接觸式又分為兩種:專用的凸輪廓線測(cè)量機(jī)和采用通用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMA）;非接觸測(cè)量?jī)蛹す馊欠?、電渦流法、超聲測(cè)量法、機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)獲取信號(hào)。方案擬定

7、的擬定與分析2120223422314561371112191898171615?—10圖（3）圖（3）是凸輪廓線檢測(cè)儀的示意圖，可測(cè)出直動(dòng)從動(dòng)桿盤狀凸輪機(jī)構(gòu)的位移。圖示的機(jī)構(gòu)能夠檢測(cè)出凸輪廓線所決定的從動(dòng)桿位移曲線圖。1.檢測(cè)儀組成凸輪廓線檢測(cè)儀由機(jī)械分度頭、大量程百分表、橫移座、縱移座和工作臺(tái)等主要部分組成。如圖（3）所不。被測(cè)凸輪由機(jī)械分度頭帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)并讀取角度。分度頭定數(shù)為40,分度手柄轉(zhuǎn)數(shù)zt=40/z,z為工件所需的等分?jǐn)?shù)。如利用分度盤上54孔的孔盤，分度手柄轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)孔（相當(dāng)于n=l/54）則工件的等分?jǐn)?shù)嚴(yán)4

8、0X54二2160,即轉(zhuǎn)過(guò)10,。百分表用來(lái)指示凸輪極徑或從動(dòng)桿位移，百分表測(cè)桿的端部有不同形式的結(jié)構(gòu)：平底、尖頂、小滾子大滾子等。橫向絲桿能調(diào)整橫向座的位置，改變導(dǎo)路位置以分別為對(duì)心和偏心凸輪機(jī)構(gòu)。其余絲杠分別調(diào)整百分表架高度，以適應(yīng)不同尺寸（徑向，軸向）凸輪的檢測(cè)。1.檢測(cè)原理凸輪廓線檢測(cè)原理一般分為兩類，一是檢