机械毕业设计(论文)圆盘凸轮分度机构的设计【全套图纸三维】.doc
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1、圆盘凸轮分度机构的设计摘要 共轭盘形分度凸轮机构主要用于两平行轴间的传动。当主动凸轮连续旋转时,从动转作间歇步进分度转位,从而把连续旋转地输入运动形式转化为具有停歇区的分度运动输出形式。 本文主要介绍了共轭盘形分度凸轮机构方案的选择,理论廓线和工作廓线的计算方法。同时利用机械专用三维软件SolidWorks 对零件进行实体创建与装配,可以更好的帮助理解二维图中所表达的信息,各实体零件装配在一起,可以显示整个机构的特征。利用C语言精确计算共轭盘形凸轮的轮廓,用作图法验证其轮廓的精确性。对此更能反映此机构的运动特性,使运动特性达到设计的要求。本文介绍了分度凸轮机构常用运动规律的主要特性比较及其使用
2、场合,以及在设计过程中遇到的一些问题及解决方法。本机构具有结构紧凑、运动平稳的特点,适用于高速高精度的场合。关键字:平行分度凸轮机构;模拟仿真;实体装配The design of disk-shaped indexing cam mechanismAbstract Disk-shaped conjugate cam mechanism mostly used between the two parallel transmission axes. When the initiative cam rotates continuously, the driven wheel will do the
3、intermittently indexing delocation , thus the continuous input rotary movement would be translated into the output indexing movement which has rest areas. This paper mainly introduces the selection of the disk-shaped conjugate cam mechanism, theoretical profiles and the calculation of these working
4、profiles. The disk-shaped conjugate cam contours are calculation by C Program language, while its accuracy is tested by the method of construction. At the same time, the utility of machine-specific three-dimensional software-SolidWorks to create entities of establishment and assembly will help us to
5、 understand the information that expression by the two-dimensional chart. Meanwhile if we put the entities of the assembly parts together, the characteristics of this mechanisms movement, to ensure that the movement characteristics of this indexing cam mechanisms movement and the application of its
6、occasions as well. Besides, the olutions and problems, which would occur during the process of design, are alos provided . This mechanism, which is characterized by compact structure and stable movement, is available to high-speed, high-precision occasions. Key word: parallel indexing cam mechanism
7、; simulation; entity assembly 目录 摘要IAbstractII目录III前言第一章 总述1.1 分度运动的含义1.2从动系统工作原理1.3平行分度凸轮机构概述第二章 设计方案的选择2.1常用间歇机构的介绍和比较2.1.1单向间歇运动机构2.1.1.1棘轮机构2.1.1.2槽轮机构2.1.1.3不完全齿轮机构2.1.1.4 针轮机构2.1.1.5凸轮单向间歇运动机构2.1.2往复间歇运动机构2.1.3常用的间歇分度机构性能比较2.2常用的凸轮分度机构2.2.1平行分度凸轮机构2.2.2圆柱分度凸轮机构2.2.3弧面分度凸轮机构第三章 平行凸轮分度机构的设计3.1平行
8、分度凸轮机构3.1.1 平行分度凸轮机构的基本结构与工作原理3.1.2 平行分度凸轮机构的分类3.1.3 平行分度凸轮机构的主要特点3.2 平行共轭盘形分度凸轮机构的主要运动参数和几何尺寸3.2.1 平行凸轮主要运动参数3.2.2平行共轭盘形分度凸轮机构的主要几何尺寸计算3.2.2.1几何尺寸计算3.2.2.2 计算各个滚子的起始位置角3.3校对与验证平行凸轮分度机构的几何尺寸3.3.1、校对压力角3.3.2、径距比K的确定3.3.3、曲率半径校核3.3.4、校核接触应力3.4平行分度凸轮机构的连续性条件第四章 分度凸轮机构的常用运动规律4.1 量纲运动参数4.2 分度凸轮机构的常用运动规律第
9、五章 平行凸轮分度机构凸轮轮廓的C语言编程5.1主要运动参数和几何尺寸的编程与运算结果5.1.1主要运动参数和几何尺寸的编程5.1.2主要运动参数及几何尺寸的运算结果5.2 平行共轭盘形分度凸轮机构理论廓线和工作廓线的精确计算5.3 平行共轭盘形分度凸轮机构理论廓线和工作廓线的C语言程序5.3.1 第一个滚子的C语言程序:5.3.2 第二个滚子的C语言程序第六章平行凸轮分度机构实体的创建与转配6.1 实体的创建6.1.1 转盘轴的创建过程6.1.1.1以拉伸的方式创建轴的基本体6.1.1.2 以除料方式切除键槽机构6.1.2 转盘轴键的创建过程6.1.3 转盘轴的垫圈创建步骤6.1.4 凸轮实
10、体的创建过程6.1.4.1 主题创建6.1.4.2 两端面加厚特征的创建6.1.4.3 键槽的创建6.1.4.4 倒角6.1.4.5 建销孔6.1.5 转位盘的创建过程6.1.5.1 转位盘主体的创建6.1.5.2 滚子轴的创建方式6.1.6 上箱体实体的创建过程6.2 平行分度凸轮机构的实体装配第七章 凸轮轮廓的画法7.1共轭盘形分度凸轮轮廓的作图法总结参考文献致谢前言在各种机械,特别是自动机和自动控制装置中,常要求某些执行件实现周期性的转位和步进分度动作,以及各种及其工作台的周期性的转位的断续型运动等。能够实现这类动作的机构简称为间歇运动机构。间歇机构的种类很多,被广泛的应用于食品包装机械
11、、印刷机械、纺织机械、烟草机械、制药机械、玻璃陶瓷机械、化工灌装机械、电器制造装配自动生产线。伴随着科学技术的发展,加工效率的提高,高速、精密、平稳的间歇机构得到了广泛的应用。主要间歇机构有棘轮机构、槽轮机构、针轮机构、不完全齿轮机构和凸轮机构。间歇机构的运动形式是动停动停,由此便会产生冲击和加速度,加剧机械装置的磨损,影响机械的工作性能。因此常在高速、高精度、高平稳的间歇机构中多采用凸轮机构。常用的平行分度凸轮机构主要有弧面分度凸轮机构、圆柱分度凸轮机构、平行分度凸轮机构等。凸轮机构是由凸轮,从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件,一般为主动件,作等速回转
12、运动或往复直线运动。与凸轮轮廓接触,并传递动力和实现预定的运动规律的构件,一般做往复直线运动或摆动,称为从动件。具有传动、导向和控制多方面的功能。当它被作为传动机构时,可以产生复杂的运动规律;当它被作为导向机构时,可以使工作机械的动作端产生复杂的运动轨迹;当它被作为控制机构时,可控制执行机构的工作循环。凸轮机构还具有:高速时平稳性好、重复精度高、运动特性好、机构的构件少、体积小、刚性大、周期控制简单、可靠性好、寿命长等等的特点。因为它具有这些特点,所以被广泛用于各种自动机械中。例如,自动包装机械、自动成型机、自动机床、纺织机械、农业机械、印刷机械、刀机构、高速压力机械、食品机械、自动办公设备、
13、自动售货机、陶瓷机械、加工中心换自动送料机械、物流机械、电子机械、自动化仪表、服装加工机械、玻璃机械,弹簧机械和汽车等。凸轮机构是自动、半自动机械中广泛使用的传动或控制机构,它的设计和制造是工程技术领域的重要研究课题。近年来,随着计算机技术和数控技术的广泛应用和发展,凸轮机构的设计方法、制造过程也发生着深刻变化。通过对凸轮廓线(廓面)的研究,运用解析的方法建立其数学模型,然后由计算机进行凸轮轮廓几何数据计算,大大提高了设计效率、准确性和可靠性。因此,在凸轮机构的设计与制造中,如何建立凸轮轮廓精确地集合模型是设计者需要解决的重大问题。 随着社会的发展和科技的进步,各种自动机械正朝着高效率、高精度
14、、自动化程度高、优良的性能价格比、寿命长、操作简单、维修方便等方向发展。为适应这种发展形势,满足自动机的要求,作为自动机核心部件的分度凸轮机构必须具有特性优良的凸轮曲线和高速、高精度的性能。 由于计算机软件和数控技术的日益普及,各种CAD/CAM软件的运用,为高速高精度凸轮机构的设计、制造和检测提供了有利条件。凸轮曲线特性优良与否直接影响凸轮机构的精度,效率和寿命。多年来,世界上许多凸轮专家创造出了数十种特性优异的凸轮曲线。这些凸轮曲线完全能够满足各种自动机械的要求。其中,最常用的是修正正弦曲线、修正梯形曲线和修正等速曲线等。利用这些通用凸轮曲线,输入一定参数,就能得到满足工作特性要求的凸轮曲
15、线,从而制造出满足工作要求的凸轮机构。 本设计主要针对平行分度凸轮机构进行理论分析,结构设计,实体造型,实体装配,模拟仿真,C语言编程。平行分度凸轮机构是一种比较复杂的共轭凸轮机构,是共轭凸轮机构用于分度转位的一种形式,它是一种新型的间歇运动机构。它是依靠共轭的一对凸轮交替的强制驱动从动盘上两侧交错排列的两组滚子,实现工作台的分度转位运动,工作台停止依靠两凸轮的圆弧区段实现紧锁。其主要是凸轮盘,从动盘两侧分别装有若干个均匀分布的滚子,凸轮盘的轴与从动盘的轴相互平行,滚子的轴线也与转盘的轴线平行。当凸轮盘旋转时,其分度段轮廓线推动滚子促进分度盘分度,当凸轮转位到停歇段轮廓时,转盘上相应的滚子抵制
16、凸轮转动。在一个运动周期中,每个凸轮都要依次推动若干个滚子,每个滚子都有一段相应的凸轮轮廓曲线,这些轮廓曲线像接力赛似的,一段接一段推动相应的滚子完成各自的角位移。因此,每个凸轮轮廓线是有几段简单的凸轮轮廓曲线组合而成。所以此种机构不需要任何辅助装置,就能获得良好的定位作用。 分度凸轮轮廓与机构类型是紧密相连的,影响平行分度凸轮机构形式的因素很多,主要有凸轮的片数,头数,从动件的滚子数,分度数,凸轮与从动件的初始位置和相对配制。机构的形式确定后,选择合适的运动规律,可确定分度凸轮轮廓的设计方法。 由于凸轮的轮廓曲线在设计时可根据工作要求和运动特点进行选择,并且机构运动时始终保证有两个滚子分别与
17、两个凸轮啮合,其中一个凸轮驱动,另一个凸轮则保证机构锁合。因此采用平行分度凸轮机构能使分度转为机构获得较为理想的运动和动力特性。加之这类机械是平行轴传动,结构紧凑,完全可以用来代替槽轮机构,特别是当工作台的工位数较少时,其优点更为突出。第一章 总述 在科学技术高度发达的今天,有很多产品都是用自动机械尤其是高精度机械制造成产出来的,而自动机械在工作时需要运动与停歇,运动的目的是为了把产品转移到下一工位,间歇的目的是为了给不同工位上的机械手以足够的作业时间。从原料到成品需要多个加工阶段,而从半成品到成品的加工需要一定的工位,工位就需要运动与停歇。 具有间歇运动的自动与智能机械的运动是否更高效更平稳
18、,取决于使用什么样的分度装置。因此平行分度凸轮机构是很好的选择。1.1 分度运动的含义 在机械设计中,分度运动主要有直线式的传送带或旋转式的工作台两类。这两类运动都必须满足精密的位置精度要求。凸轮驱动的精密间歇机构具有较高的分度精度,适合于高速生产,并具有高承载能力和低维修率,能满足用户所需要的特殊运动特性,是一种很有发展前途的新兴的凸轮驱动分度机构。这种机构是有凸轮、从动件、从动系统以及驱动系统组成的。1.2从动系统工作原理 分度系统的从动件一般为圆柱形滚子,滚子固定在从动盘上,而从动盘多固定在输出轴上,该轴支承在固定于箱体内的轴承上,从而构成了从动系统。 当电动机作用于驱动系统,使运动按一
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