實(shí)現(xiàn)軌跡的凸輪-行星輪系組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、在機(jī)械、食品、汽車、紡織、印刷等加工領(lǐng)域，隨著社會(huì)的發(fā)展，生產(chǎn)力的不斷提高，機(jī)械化和自動(dòng)化程度越來(lái)越高，機(jī)構(gòu)的輸出運(yùn)動(dòng)趨于多樣化，運(yùn)動(dòng)形式和運(yùn)動(dòng)規(guī)律日趨復(fù)雜。原有的基本機(jī)構(gòu)已不能滿足預(yù)期的工作要求，現(xiàn)有的組合機(jī)構(gòu)也存在一些局限性，如不能精確實(shí)現(xiàn)軌跡、無(wú)法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、結(jié)構(gòu)比較龐大、需要較大的運(yùn)行空間等問(wèn)題。因此，有必要對(duì)實(shí)現(xiàn)軌跡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的組合機(jī)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)，注重結(jié)構(gòu)的緊湊性和高速場(chǎng)合中的動(dòng)力性能。
　　 本課題從分

2、析執(zhí)行端末端的軌跡入手，設(shè)計(jì)了一種基于擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)和行星輪系回轉(zhuǎn)-直線變換機(jī)構(gòu)，并用一個(gè)差動(dòng)輪系將這兩個(gè)基本機(jī)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)的組合機(jī)構(gòu)。為了滿足避讓高度的需求，在凸輪機(jī)構(gòu)上又添加了擺角放大機(jī)構(gòu)。這樣形成的組合機(jī)構(gòu)，在較小的運(yùn)行空間下就能使執(zhí)行端形成帶有避讓特點(diǎn)的軌跡。由于凸輪機(jī)構(gòu)能夠精確實(shí)現(xiàn)任意給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這就擴(kuò)展了組合機(jī)構(gòu)的使用范圍。
　　 在滿足運(yùn)動(dòng)學(xué)要求的前提下，對(duì)組合機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)性能做了較為深入地研究。通過(guò)加配重的

3、方法對(duì)組合機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)部分的慣性力做了局部平衡，顯著降低了旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的徑向竄動(dòng)趨勢(shì)，減少了鉸鏈中的沖擊和碰撞。通過(guò)將差動(dòng)輪系中的齒輪副用接觸代替，發(fā)現(xiàn)齒輪嚙合傳動(dòng)過(guò)程中接觸力呈周期性變化，轉(zhuǎn)速越大，接觸力的波動(dòng)范圍也越大。其中嚙合頻率和重合度的變化是接觸力波動(dòng)的主要因素，幾何輪廓誤差以及積分器的誤差也是不容忽視的因素。在研究運(yùn)動(dòng)副間隙對(duì)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)特性的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)間隙較小時(shí)，對(duì)（角）加速度的影響較大，使曲線發(fā)生高頻的小幅振蕩。當(dāng)間隙增大時(shí)，角

4、加速度曲線上發(fā)生低頻的較大幅度的振蕩，且曲線上能比較清楚地反映運(yùn)動(dòng)副元素間的接觸、碰撞規(guī)律。
　　 由于機(jī)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是大范圍的剛體運(yùn)動(dòng)和小范圍的彈性變形的耦合，因此有必要研究構(gòu)件的彈性變形對(duì)運(yùn)動(dòng)特性的影響。本課題采用ANSYS與ADAMS相結(jié)合的方法，即在ANSYS中建立構(gòu)件的有限元模型，生成模態(tài)中性文件后導(dǎo)入ADAMS替換剛性體，進(jìn)行剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)分析。通過(guò)對(duì)比僅含一個(gè)柔性體和含有兩個(gè)柔性體的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)仿真結(jié)果，發(fā)現(xiàn)固有