弧面分度凸轮机构三维建模及数控加工仿真

发布时间：2020-05-10 16:21

【摘要】： 本文以弧面分度凸轮机构为研究对象,应用空间包络曲面的共轭原理和旋转坐标变换法,推导出了适用于各种运动规律的弧面分度凸轮通用啮合方程、廓面方程,同时对弧面分度凸轮机构的啮合特性进行了深入的分析和研究。重点研究了弧面分度凸轮机构的三维建模、运动仿真与分析、数控加工技术及加工仿真和动态检测技术。 本文在已推导出的弧面分度凸轮廓面方程的基础上,应用三维设计软件Pro/e,应用已推导的廓面方程编写廓面程序,完成弧面分度凸轮机构的三维建模,同时进行了装配模式下的干涉检查,便于及时发现设计缺陷。 然后应用Pro/e Mechanism模块实现弧面分度凸轮机构的运动仿真与分析,观察凸轮机构在各位置和各角度下的运动情况,对机构的运动干涉,运动特性进行了研究,以便及时发现问题及时返回修正。 接着对弧面分度凸轮机构加工理论和方法进行分析研究,应用Pro/e NC模块在已建立的三维实体的基础上实现弧面分度凸轮数控加工仿真,生成刀位数据文件和加工程序可以实现弧面分度凸轮的数控加工。 最后对加工出的弧面分度凸轮机构进行动态测试研究,在自主研发的弧面分度凸轮机构动态测控试验台上,对所设计加工的弧面分度凸轮机构动态特性进行试验分析。 通过综合研究,实现了弧面分度凸轮机构三维设计、数控加工、动态测试一体化研究理论和技术,为该机构的广泛应用提供了方法和手段。
【图文】：

(a) (b)图 1.1 弧面分度凸轮机构1-弧面分度凸轮 2-分度盘面分度凸轮机构是由美国人 C.N.Neklutin 在上世纪 20 年代发明的，并由他创n 公司首先开始标准化系列化生产。此后，，前苏联、英国、德国、瑞士、日继对弧面分度凸轮机构进行了研究，并成立有专门的生产厂家和研究机构。我度凸轮机构的研究比较晚，直到 20 世纪 70 年代才开始相关的研究工作。经过努力，目前在弧面分度凸轮的设计、制造、检测等方面取得了丰硕的成果，特结构的弧面凸轮机构进行了大量的探索[2]。面分度凸轮机构用于两垂直交错轴间的间歇分度步进传动，如图 1.1 所示。主基体为圆弧回转体，凸轮轮廓制成凸脊状。分度盘 2 上装有若干个沿转盘圆周滚子，滚子的轴线沿转盘的径向线。当凸轮旋转时，其分度段轮廓推动滚子，转位[2]。面分度凸轮机构不需其他附属装置即可完成较为精确的分度定位，与棘轮、槽齿轮等常用的间歇运动机构相比，弧面分度凸轮机构具有传动速度高、定位精度

分度精度可达±150～300。5）凸轮工作曲面复杂，加工难度大，成本高，从动盘的加工也较其它凸轮机构凸轮与转盘上不同滚子啮合过程图 2.2 所示为单头左旋凸轮，H = 1，p = + 1。设滚子数 z = 6，转盘分度数 I = Z / H分度期转位角 2 / /3fφ = π I= π，相邻两滚子轴线间夹角 2 / / 3zφ = π z= π。凸轮子啮合过程如下[8]：
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH112.2;TG659

【引证文献】

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本文编号：2657571