机械毕业设计（论文）12分度圆弧凸轮机构的设计及运动仿真【全套图纸proe三维】.docx

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1、内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：12分度圆弧凸轮机构的设计及运动仿真学生姓名：学号：200540401440专业：机械设计及其自动化班级：机06-4班指导教师:凸轮机构的设计摘要根据毕业设计的课题要求，这两周查阅了有关凸轮机构的知识，对凸轮机构有一个肤浅的了解。凸轮机构广泛用于各种自动机中。例如，自动包装机、自动成型机、自动装配机、自动机床、纺织机械、农用机械等。凸轮机构机构之所以能够得到如此广泛的应用，是因为它具有传动、导向和控制等功能。当它作为传动机构时，可以产生复杂的运动规律；当它作为导向机构时，可使工作机械的运动端产生复杂的运动轨迹；当它作为控制机构时，可控制执行机

2、构的工作循环、凸轮机构还具有一下优点：高速时平稳性好，重复精度高，运动特性好，机构的构件少，体积小，刚性大，周期控制简单，可靠性好，寿命长。随着社会的发展和科技的进步，各种自动机正朝着高效率、高精度、自动化程度高。等方向发展。为了适应这种发展趋势，又由于计算机软件和数控技术的日益普及，凸轮CAD/CAM软件的问世，为高速高精度的凸轮机构的设计、制造和检测提供了有利条件。I1凸轮轮廓(proe)嘘入轴凸轮轮廓曲发(proe)丽全套图纸，加153893-06关键词：凸轮机构、凸轮机构设计、凸轮机构的功用、凸轮机构的轮廓曲线的设计、凸轮机构运动仿真。DesignofCamMechsnismAbstr

3、actBythebasicc1aimofthesis,ihavefounda1otofmeteria1anddataaboutthecam.forwhat,iearnedsomeacknow1edgeaboutit.Camhadbeenusinginthefie1dofautomatafora1ongtime.1ikeautomaticpackagingmachines,automaticmo1dingmachines,automaticassemb1ymachine,automaticmachinetoo1s,texti1emachinery,agricu1tura1machinerycan

4、beeasi1yrecognized.Camcanbeusedcontributedmain1ytothebri11ianfunctions1iketransmission,orientation,brid1eandsoon.Whenitusedasthetransmission,itcancausecomp1exmechanica1sports.Whenitusedastheorientation,itcanmaketheorigiona1mechanica1sportsworkbythecomp1exorbit.Whatsmore,whenitwasthebrid1e,itcaneasi1

5、ycontro1thecyc1ingofexecutingagency.Inaddiction,thereareotherbenifitsofcamshou1dbekonwndtous.Smoothperformancewheninhigh-speedmotion,highaccuracywheninrepeatexercise.Camhasthequa1ity1ikesma11size,rigid,simp1e-cyc1econtro1,goodre1iabi1ity,and1ong1ife.Bythedeve1opingofoursocietyandtechno1ogy,automataa

6、remain1yfocusingonprecision,automationandefficiency.Bythetrendcyofthisdeve1pment,computersofewareandCNCtechno1ogyhavebeenwide1yusing,hadprovideda1otoffavorab1econditionsforhigh-speedhigh-precisioncamdesign,manufactureandtesting.Keywords:CamCamMenchanismDesigrgn、CamfuncationCamprofi1ecurvedesign、CamM

7、otionSimu1ation.目录摘要1Abstract2第1章概论51.1 引言51.2 凸轮机构的应用和分类简述61.3 凸轮机构的研究和发展概况9第2章弧面（滚子）分度凸轮机构142.1 弧面（滚子）分度凸轮机构的运动特点142.1.1 弧面分度凸轮机构运动规律142.1.2 弧面分度凸轮机构常用的几种运动的特点162.1.3 几种常用运动规律的比较192.2 弧面凸轮机构基本结构202.2.1 弧面分度凸轮机构的基本型式202.3 弧面凸轮机构工作特点212.3.1 弧面凸轮机构工作的原理222.4 弧面分度凸轮机构的主要运动参数和几何尺寸232.4.1 弧面分度凸轮机构的主要运动参

8、数232.4.2 弧面分度凸轮机构的主要几何尺寸参数计算252.4.3 弧面分度凸轮的工作曲面设计及计算27第3章弧面分度凸轮机构三维建模与分析323.1 MAT1AB的轮廓分析323.1.1 MAT1AB简介323.1.2 凸轮轮廓的MAT1AB程序333.2 基于Pro/ENGINEER的实体三维造型363.2.1 peo/e的简介363.2.2 弧面分度凸轮三维建模383.2.3 建立凸轮曲面实体473.2.4 完成其余特征建立工作483.2.5 分度盘三维模型的建立493.2.6 凸轮的装配及仿真493.2.7 轮轮廓在才语言中的编程计算（符）50第4章总结534.1 总结534.2

9、研究展望53参考文献56附表A58致谢66第1章概论1.1 引言在工业生产中，经常要求机器的某些部件按照规定的准确路线运动，仅应用连杆机构已难以满足这个要求，需要利用工作表面具有一定形状的凸轮。凸轮在所有基本运动链中，具有易于设计和能准确地预测所产生的运动的优点。如果设计其他的机构来产生给定的运动、速度和加速度，其设计工作是很复杂的，但设计凸轮机构则比较容易，而且运动准确、有效。自动装配机中，普遍应用滚子齿式分度凸轮机构.该机构由分度凸轮、转台以及与转台刚性连接的滚子等组成.回转工作台刚性地固定在转台上，与转台成为一体.分度凸轮以匀角速度转动，其运动是主动运动.在回转工作台分度转位期间，分度凸

10、轮拔动与其啮合的滚子转动，使转台绕其轴旋转，实现回转工作台的转位.转位结束后，分度凸轮通过相邻的两个滚子，使转台定位，回转工作台同时被定位.所以，称滚子齿式分度凸轮机构为间歇运动机构.分度凸轮在驱动回转工作台分度运动过程中，受到各种载荷的作用,这些载荷是：工作载荷（即惯性载荷）和阻尼载荷等.其中弧面分度凸轮机构（如图1所示）是一种比较广泛应用于垂直轴间的间歇分度步进传动机构,在诸多分度机构中,弧面分度凸轮因其良好的工作性能和独特的结构而在包装机械、机床工业、食品加工机械等领域得到广泛应用。但是由于该机构的设计理论及制造技术比较复杂,而且国内对该机构的研究较晚,一些关键的理论分析尚在进一步的探讨

11、之中。因此弧面分度凸轮的研究对我国机械自动化的技术进步具有重要的现实意义。1.2 凸轮机构的应用和分类简述凸轮机构由凸轮、从动件或从动件系统、机架等组成。凸轮通过直接接触将预定的运动传给从动件。凸轮机构是典型的常用机构之一，它广泛应用于自动化的机器、仪器和装配线，例如在反正机械、计算机、印刷机械、压力机自动化系统、控制系统等装置中，均可以找到这种机构的应用实例在很多情况下，凸轮机构所实现的运动也可以由连杆机构来实现。这两种机构特点的比较见表1.1所示。表1I凸轮机构与连杆机构的比较凸轮机构连杆机构能实现所要求的大量输入-输出运动只能实现要求的有限输入-输出运动设计相对简单设计性对困难体积小、结

12、构紧凑占用的空间较大凸轮的轮廓线制造精度对输出动态响应的影响较大轻微的制造误差对输出动态影响很小制造费用较昂贵制造费用较便宜易于达到动平衡动平衡的分析困难而复杂易发生表面磨损教练的磨损较轻凸轮机构可以按照不同的方法分类如下：1 .按从简的现状分为：尖顶从动件，如图0.1a;滚从动件，如图b；平底从动件，如图C；球面从动件，如图d。2 .按从动件与凸轮相对位置可分为：对心从动件，如图0.1；偏置从动件，如图0.2。3 .按输入输出运动的模式可分为：由凸轮的转动转换为从动件的直线移动，例如图1.1和1.2,称为直动从动件的凸轮机构；由凸轮的转动转换为从动件的摆动，如图1.3,称为摆动从动件凸轮机构

13、；由凸轮的移动转换从动件的移动，如图1.4,称为移动凸轮机构。4 .按凸轮机构的形状可分为：盘形凸轮，如图1.1-1.4；圆柱凸轮。如图1.5；圆锥凸轮,如图1,6；弧面凸轮，如图1.8；蜗杆凸轮，如图1.9o5 .按从动件的运动循环可分为：升回升运动、升停回运动、升回停运动和升停回停运动。图1.2图1.31.3凸轮机构的研究和发展概况凸轮机构应用的广泛性推动了对它的研究和它的发展。最初，人们只研究凸轮机构的简单几何形状和运动，一满足对从动件运动的简单位置要求。随着对各种机械在速度、效率、寿命、噪音和可靠性等方面的要求日益提高，对凸轮机构的研究也逐步扩展与深化，从简单的考虑几何尺寸、运动分析，

14、发展到考虑动力学、润滑、误差影响、弹性变形等，其研究方向有数十个之多。特别是自50年代以来，由于计算机技术和各种数值方法的发展，使得很多方面的研究得以深入。在欧美各国，已有很多学者为凸轮机构的研究作出贡献，他们发表了很多论文和专著。表1.2所列为发表论文较多的作者和他们的专著及主要研究方向。表12欧美学者发表的论文数量、专著和主要研究方向姓名时间论文数专著主要研究方向Bcycr,R1935】9549几何学、运才琮合Chcn,F.Y.196919779动力学DJianticS.G.19751984572几何学，运动分析Fnn.J、E.1928193412运动综合Fcnton1R*G.196619756优化设计Hain.K.1948198643涉及众多方向Hinman.C.W.193019378加工、应用Jcns*nP.W.1957198951涉及众多方向表12续姓名时间论文数专著主要研究方向JohnsonR.C.1955196416劭力学Kaxper.I”1942796318综合、应用K1oamok.M.I95519579几何学MuIkrJ.I957197911系统、制造Nek1utinrCN.1934196994振动Nerge,G.195197913动力学ReeS-JOne8,J.19771972运动规律、综合Richards.W.193