實現(xiàn)軌跡的凸輪-行星輪系組合機構的設計與研究.pdf

1、在機械、食品、汽車、紡織、印刷等加工領域，隨著社會的發(fā)展，生產(chǎn)力的不斷提高，機械化和自動化程度越來越高，機構的輸出運動趨于多樣化，運動形式和運動規(guī)律日趨復雜。原有的基本機構已不能滿足預期的工作要求，現(xiàn)有的組合機構也存在一些局限性，如不能精確實現(xiàn)軌跡、無法實現(xiàn)預期的運動規(guī)律、結構比較龐大、需要較大的運行空間等問題。因此，有必要對實現(xiàn)軌跡和運動規(guī)律的組合機構進行創(chuàng)新性的設計，注重結構的緊湊性和高速場合中的動力性能。
　　 本課題從分

2、析執(zhí)行端末端的軌跡入手，設計了一種基于擺動從動件凸輪機構和行星輪系回轉(zhuǎn)-直線變換機構，并用一個差動輪系將這兩個基本機構聯(lián)系起來的組合機構。為了滿足避讓高度的需求，在凸輪機構上又添加了擺角放大機構。這樣形成的組合機構，在較小的運行空間下就能使執(zhí)行端形成帶有避讓特點的軌跡。由于凸輪機構能夠精確實現(xiàn)任意給定的運動規(guī)律，這就擴展了組合機構的使用范圍。
　　 在滿足運動學要求的前提下，對組合機構的動力學性能做了較為深入地研究。通過加配重的

3、方法對組合機構運動部分的慣性力做了局部平衡，顯著降低了旋轉(zhuǎn)構件的徑向竄動趨勢，減少了鉸鏈中的沖擊和碰撞。通過將差動輪系中的齒輪副用接觸代替，發(fā)現(xiàn)齒輪嚙合傳動過程中接觸力呈周期性變化，轉(zhuǎn)速越大，接觸力的波動范圍也越大。其中嚙合頻率和重合度的變化是接觸力波動的主要因素，幾何輪廓誤差以及積分器的誤差也是不容忽視的因素。在研究運動副間隙對構件運動特性的影響時，發(fā)現(xiàn)當間隙較小時，對（角）加速度的影響較大，使曲線發(fā)生高頻的小幅振蕩。當間隙增大時，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動副元素間的接觸、碰撞規(guī)律。
　　 由于機構的實際運動是大范圍的剛體運動和小范圍的彈性變形的耦合，因此有必要研究構件的彈性變形對運動特性的影響。本課題采用ANSYS與ADAMS相結合的方法，即在ANSYS中建立構件的有限元模型，生成模態(tài)中性文件后導入ADAMS替換剛性體，進行剛?cè)狁詈蟿恿W分析。通過對比僅含一個柔性體和含有兩個柔性體的剛?cè)狁詈蟿恿W仿真結果，發(fā)現(xiàn)固有