平面凸轮机构的运动学分析及计算机辅助设计（CAD）

摘要

凸轮机构具有结构简单，容易获得预定的运动规律等特点，广泛应用于各种自动机床、自动化系统、控制系统等装置中。然而凸轮形状、凸轮曲面(廓线)和从动件形状的不同而具有很多种类，这给凸轮机构设计带来一定困难。论文针对这种状况开发了平面凸轮、平行分度凸轮计算机辅助设计和运动仿真系统。 论文首先分析了从动件常用运动规律曲线，根据位移、速度、加速度的特性说明了各自的优缺点。推导了几种复杂曲线的位移、速度、加速度方程。由此说明了常用运动规律选择的一般原则。以摆动滚子凸轮机构为例，说明了凸轮机构的压力角、曲率半径、凸轮理论廓线、实际廓线的求解过程。为凸轮计算机辅助设计做基础。 介绍了平行分度凸轮机构的基本型式、工作特点、主要运动参数和几何尺寸。推导了凸轮廓线的方程式。 运用VisualC++开发了平面凸轮计算机辅助设计系统，通过输入凸轮机构参数生成凸轮廓线图形并生成凸轮坐标点数据文件，此数据文件可用于凸轮的数控加工。采用OpenGL技术实现了凸轮机构的三维造型和运动仿真，能快速的验证设计的结果。采用和平面凸轮计算机辅助系统类似的方法开发了平行分度凸轮的计算机辅助设计系统。 运用数值插值的方法编制了程序用于设计只有凸轮理论廓线或实际廓线需要求相应的实际廓线或理论廓线等问题。 论文最后简单了介绍了此凸轮计算机辅助设计系统的使用方法。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章 绪论

第2章 常用运动规律分析与比较

第3章 平面凸轮机构中的凸轮设计

第4章 平行分度凸轮机构设计

第5章 平面凸轮机构的运动仿真

第6章软件介绍与使用

结论

参考文献

攻读工学硕士学位期间所发表的学术论文

致谢