平行分度凸轮机构的理论轮廓及动力学分析

摘要

自动机械中大量使用着各种不同型式的步进传动机构,一分度即单工位机构的需求量日趋增多。平行分度凸轮机构是能实现一分度步进运动的最理想的机构,它在长尺寸高速步进送料、单向高速间歇转位等方面有独特的实用价值。为了对平行分度凸轮机构进行廓型优化设计和改善其动力学性能,本文以一分度平行分度凸轮机构为研究对象,对平行分度凸轮机构进行凸轮轮廓设计和动力学分析、建立基于Visual Basic的CAD参数化系统、建立刚柔耦合模型并进行动力学分析。
　　 在一分度平行分度凸轮机构的轮廓设计方面,本文基于指数积方法建立平行分度凸轮机构的理论轮廓和实际轮廓方程、压力角方程,运用C语言编写了该类凸轮机构的廓线生成程序,在程序中可以实现凸轮机构参数和运动规律的改变。借助MATLAB软件利用先前生成的凸轮轮廓数据进行二维绘图和运动仿真,以验证凸轮轮廓设计程序的正确性。
　　 在动力学方面,本文利用动力学仿真软件ADAMS建立一分度平行分度凸轮机构的动力学模型,施加接触约束和载荷,输入运动转速后,通过改变阻尼、间隙、载荷、输入转速等因素,对分度盘和载荷盘的角加速度曲线数据进行分析,讨论研究上述不同因素对一分度平行分度凸轮机构动力学性能的影响。
　　 在平行分度凸轮机构CAD参数化系统方面,该设计系统以WindowsXP为开发平台,运用Visual Basic语言,采用模块化设计方法,结合三维设计软件AutoCAD2008开发而成,可设计多种类型的平行分度凸轮机构。
　　 在刚柔耦合凸轮机构建模方面,利用三维建模软件Pro/E、有限元分析软件ANSYS、动力学分析软件ADAMS建立一分度平行分度凸轮机构的动力学模型,并在ADAMS中进行动力学仿真,并与在ADAMS中建立的含ADAMS柔性单元轴的凸轮机构动力学模型进行对比。