机械锁紧装置中凸轮机构分析及优化设计

发布时间：2020-10-28 07:51

　　 针对现有机械锁紧装置中凸轮机构存在的刚性冲击问题进行优化设计.首先,分析原凸轮机构的运动过程并建立从动件的位移、速度、加速度方程,提出利用五次多项式曲线对该机构进行优化;然后,通过建立凸轮机构的三维模型,在机械系统动力学自动分析(ADAMS)中,对凸轮机构进行运动学和动力学仿真.结果表明:从动件的加速度大幅减小,机构刚性冲击消除;这类凸轮机构从动件存在运动不确定的现象,并指出运动不确定现象所在的位置.
【部分图文】：

２的作用下，接触点由第一中间点Ｂ移至锁紧点Ｃ，如图２（ｂ）所示，此时为锁紧位置，此运动过程定义为行程２；３）消除锁紧，重新施加外力Ｆ，接触点由锁紧点Ｃ移至第二中间点Ｄ，如图２（ｃ）所示，此运动过程定义为行程３；４）撤消外力Ｆ，在压簧１，２的作用下，接触点由第二个中间点Ｄ移至Ｅ，最后移至起始点Ａ，回到起始位置，完成一个周期，此运动过程定义为行程４．（ａ）运动示意图１（ｂ）运动示意图２（ｃ）运动示意图３图２凸轮机构运动示意图Ｆｉｇ．２Ｍｏｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｏｆｃａｍｍｅｃｈａｎｉｓｍ２锁紧凸轮的廓线方程、滑柱速度和加速度方程滑柱的运动规律可通过类速度和类加速度反应，即建立滑柱竖向位移相对于锁紧凸轮横向位移的关系．为便于分析，假定锁紧凸轮不运动，滑柱的横向速度为匀速ｖｘ．对锁紧凸轮机构建立以Ａ点为原点的坐标系，滑柱横向运动方向定义为坐标轴ｏｘ的正向，滑柱在推程时的竖向运动方向定义为坐标轴ｏｙ的正向．锁紧凸轮机构的数学模型，如图３所示．分别对运动过程中的行程２与行程４中的凸轮廓线进行坐标变换，求解关于坐标轴ｏｙ镜像的数学表达式，将锁紧凸轮的廓线方程统一到坐标轴ｏｘ正向一（ａ）行程１与行程３（ｂ）行程２与行程４图３锁紧凸轮机构的数学模型Ｆｉｇ．３Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｌｏｃｋｉｎｇｃａｍｍｅｃｈａｎｉｓｍ致的坐标系中．设Ｑ点为（ｘ，ｙ），锁紧凸轮廓线表达式为ｆ（ｘ），从动件的位移方

ｈｔｔｐ：∥ｗｗｗ．ｈｄｘｂ．ｈｑｕ．ｅｄｕ．ｃｎ１锁紧凸轮机构的组成与运动过程锁紧凸轮机构的工作原理主要是滑柱在带有心形槽的凸轮中运动，同时受到竖直滑槽的限制，滑柱运动到凸轮槽锁紧位置时定位锁紧．锁紧凸轮机构由凸轮、滑柱、机座和压簧组成，如图１所示．锁紧凸轮最简单的结构由直线组成，方便制造．图１（ｂ）将锁紧凸轮的廓线简化为连续线段．（ａ）三维图（ｂ）简图图１锁紧凸轮机构组成Ｆｉｇ．１Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｃａｍｍｅｃｈａｎｉｓｍ锁紧凸轮的运动过程如下：１）凸轮在外力Ｆ作用下向左运动，同时，在压簧１的作用下，滑柱从起始点Ａ移动到第一中间点Ｂ，如图２（ａ）所示，此运动过程定义为行程１；２）撤消外力Ｆ，在压簧１和２的作用下，接触点由第一中间点Ｂ移至锁紧点Ｃ，如图２（ｂ）所示，此时为锁紧位置，此运动过程定义为行程２；３）消除锁紧，重新施加外力Ｆ，接触点由锁紧点Ｃ移至第二中间点Ｄ，如图２（ｃ）所示，此运动过程定义为行程３；４）撤消外力Ｆ，在压簧１，２的作用下，接触点由第二个中间点Ｄ移至Ｅ，最后移至起始点Ａ，回到起始位置，完成一个周期，此运动过程定义为行程４．（ａ）运动示意图１（ｂ）运动示意图２（ｃ）运动示意图３图２凸轮机构运动示意图Ｆｉｇ．２Ｍｏｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｏｆｃａｍｍｅｃｈａｎｉｓｍ２锁紧凸轮的廓线方程、滑柱速度和加速度方程滑柱的运动规律可通过类速度和类加速度反应，即建立滑柱竖向位移相对于锁紧凸

ｈｔｔｐ：∥ｗｗｗ．ｈｄｘｂ．ｈｑｕ．ｅｄｕ．ｃｎ１锁紧凸轮机构的组成与运动过程锁紧凸轮机构的工作原理主要是滑柱在带有心形槽的凸轮中运动，同时受到竖直滑槽的限制，滑柱运动到凸轮槽锁紧位置时定位锁紧．锁紧凸轮机构由凸轮、滑柱、机座和压簧组成，如图１所示．锁紧凸轮最简单的结构由直线组成，方便制造．图１（ｂ）将锁紧凸轮的廓线简化为连续线段．（ａ）三维图（ｂ）简图图１锁紧凸轮机构组成Ｆｉｇ．１Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｃａｍｍｅｃｈａｎｉｓｍ锁紧凸轮的运动过程如下：１）凸轮在外力Ｆ作用下向左运动，同时，在压簧１的作用下，滑柱从起始点Ａ移动到第一中间点Ｂ，如图２（ａ）所示，此运动过程定义为行程１；２）撤消外力Ｆ，在压簧１和２的作用下，接触点由第一中间点Ｂ移至锁紧点Ｃ，如图２（ｂ）所示，此时为锁紧位置，此运动过程定义为行程２；３）消除锁紧，重新施加外力Ｆ，接触点由锁紧点Ｃ移至第二中间点Ｄ，如图２（ｃ）所示，此运动过程定义为行程３；４）撤消外力Ｆ，在压簧１，２的作用下，接触点由第二个中间点Ｄ移至Ｅ，最后移至起始点Ａ，回到起始位置，完成一个周期，此运动过程定义为行程４．（ａ）运动示意图１（ｂ）运动示意图２（ｃ）运动示意图３图２凸轮机构运动示意图Ｆｉｇ．２Ｍｏｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｏｆｃａｍｍｅｃｈａｎｉｓｍ２锁紧凸轮的廓线方程、滑柱速度和加速度方程滑柱的运动规律可通过类速度和类加速度反应，即建立滑柱竖向位移相对于锁紧凸
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本文编号：2859807