内啮合凸轮式间歇运动机构的运动分析

发布时间：2019-09-14 18:13

【摘要】：内啮合步进波动机构是一种具有中间挠性件的间歇运动机构,适用于中、低速传动,具有良好的运动特性。文章运用微分几何及啮合原理对该机构进行了运动分析,推导了角度、角速度、角加速度、压力角的传递函数公式以及曲率表达式,并对输入传统运动规律时的输出情况进行对比,得出余弦运动规律的运动性能最好的结论,为该机构的推广应用提供了理论基础。
【图文】：

动，适用于中、低速传动，性能好，成本低，可广泛应用于工业、电子等流水作业的自动生产线。它的突出特点就是可以实现传统的刚性构件难于实现的传递函数和工作性能。这种机构在我国只有简单的原理的阐述，尚无设计计算资料，更无其成型产品和应用。本文运用圆矢量方法、微分几何理论、平面曲线的啮合原理对此机构进行了传递函数、压力角等公式的分析推导，，并对从动件的几种典型运动规律的机械性能进行了研究。1工作原理带挠性件的间歇运动机构是靠“变形波”传动的。其原理是挠性件的变形波传动原理［1］。如图1所示，不可伸长的挠性体1支承在平面3上，挠性体上的一点处于x0位置。在其左端出现一个向右移动的变形波波及到x0点时，必将该点浮起并移至x点位置;当变形波通过后，x0点经x位置到达x1点位置;变形波继续右移，x1点位置不变。由图可见，挠性体的变形波经历了出现与消失过程，使挠性体1右移距离Δx。挠性件上不存在变形波的部分是靠摩擦力或啮合力与支承面接触而静止。这就是横向变形波传动原理，也是“青虫”等软体爬行动物的爬行机理。支撑在圆柱面上的横向变形波，同样可使挠性件上的点实现步进运动。如图2所示，激波器2使挠性件1沿圆柱面3绕o点以角速度ω转动，产生横向变形波。图1步进变形波移动过程

图2支承在圆柱面上的横向变形波传动原理模型2运动几何分析外啮合凸轮式步进波动机构的简化模型如图3所示，其运动分析在文献［3］中已有阐述，本文着重对内啮合凸轮式步进机构的运动特点进行分析。图3外啮合凸轮式步进波动机构模型图图4内啮合轮式步进波动机构模型图图4所示为内啮合凸轮式步进波动机构的简化模型图。链轮分度圆基圆半径用r0表示，r表示凸轮廓线矢量，鐖1为主动凸轮转角，鐖2为从动链轮转角，鐖s为凸轮廓线包角。ds、dr、d鐖1分别表示凸轮廓线弧长、矢径长和转角的微分量。Ｒh为凸轮廓线基圆内部分矢径，则内啮合凸轮式步进波动机构的廓线方程可表示为:r=r0－Ｒ()he鐖()1(1)所以有:dr=－Ｒ'he鐖()1+r0－Ｒ()he1鐖[()]1d鐖1(2)rd鐖1=r0－Ｒ()he鐖()1d鐖1(3)ds=rd鐖12+dri

本文编号：2535835