考虑润滑的摆动凸轮机构性能分析

发布时间：2020-08-01 09:06

【摘要】：摆动滚子从动件凸轮机构在各种自动机械中有着广泛的应用,其动力学性能对整个设备的质量和动态精度有很大的影响。本文以自动平压模切机中的摆动滚子从动件凸轮机构为研究对象,在考虑润滑的条件下对其运动学和动力学特性进行分析。以模切机的开牙凸轮机构的相关尺寸数据为基础,根据基本的从动件运动规律——正弦加速度来计算得到凸轮的轮廓数据。将数据导入ADAMS中建立凸轮的模型,进而完成对整个机构的建模。对防脱离弹簧不同刚度情况下凸轮机构进行仿真,得到不同的运动规律。根据摆动滚子从动件中心的位移和速度曲线判断从动件是否从凸轮轮廓上脱离,进而得到给定预紧力条件下防止从动件脱离的最小弹簧刚度,并得到了凸轮机构接触副的接触力随凸轮转角的变化曲线。以Dowson-Higginson线接触油膜厚度公式为基础,计算了凸轮机构的油膜厚度。以此为基础通过计算油膜厚度的变化量和载荷的变化量得到油膜的刚度,进而得到凸轮机构接触副的当量接触刚度。在ADAMS中将接触刚度以时间为变量参数化,将之前计算的当量接触刚度数据导入,通过仿真分析得到考虑润滑的从动件运动规律和接触力,并与前一章的结果进行对比,得到油膜对运动学和动力学分析的影响。采用有限元方法对凸轮进行受力分析,得到应力分布和变形或位移分布,并讨论了压力角对于凸轮机构的作用。对凸轮进行模态分析,得到不同阶次下凸轮的固有频率和对应频率下的变形或位移分布,为以后的凸轮动态设计打下基础。对凸轮进行热分析,得到了给定工作条件下的温度场和热应力分布。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH112.2
【图文】：

凸轮转角,凸轮实际廓线,压力角,对应点

sinsin()0y = aθ +lψ+ψ θ（2－22r = x+y（2－x、 y 分别为凸轮理论廓线对应点的坐标。时，需要凸轮实际廓线的相关数据，具体计算如下：1R = r r（2－X = Rcosθ（2－Y = Rsinθ（2－R 为凸轮实际廓线向径， X 、Y 分别为对应点的坐标。以上相关参数可以计算本文中凸轮机构的压力角随凸轮转角的 2-2 所示，其中负值表示从动件运动方向和凸轮转动方向相反。<<[γ ]40 ，因此压力角符合要求。

角位移,摆杆,从动件

运用 Matlab 软件编程可以得到从动件随着凸轮转角变化的角位移（初始角角之和）、角速度和角加速度，为了便于和后面的 ADAMS 环境下仿真结果进比，这里将角速度和角加速度转换成摆动滚子从动件中心的线速度和线加，如图 2-3、2-4、2-5 所示，为了和 ADAMS 仿真结果对比，长度单位为mm代表从动件和凸轮运动方向相反。

摆动滚子从动件,线速度,长度单位,从动件

摆动滚子从动件中心的线速度

【引证文献】