實現(xiàn)軌跡的凸輪-行星輪系組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計與研究.pdf

1、在機(jī)械、食品、汽車、紡織、印刷等加工領(lǐng)域，隨著社會的發(fā)展，生產(chǎn)力的不斷提高，機(jī)械化和自動化程度越來越高，機(jī)構(gòu)的輸出運動趨于多樣化，運動形式和運動規(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，如不能精確實現(xiàn)軌跡、無法實現(xiàn)預(yù)期的運動規(guī)律、結(jié)構(gòu)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(jī)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新性的設(shè)計，注重結(jié)構(gòu)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(shè)計了一種基于擺動從動件凸輪機(jī)構(gòu)和行星輪系回轉(zhuǎn)-直線變換機(jī)構(gòu)，并用一個差動輪系將這兩個基本機(jī)構(gòu)聯(lián)系起來的組合機(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(jī)構(gòu)能夠精確實現(xiàn)任意給定的運動規(guī)律，這就擴(kuò)展了組合機(jī)構(gòu)的使用范圍。
　　 在滿足運動學(xué)要求的前提下，對組合機(jī)構(gòu)的動力學(xué)性能做了較為深入地研究。通過加配重的

3、方法對組合機(jī)構(gòu)運動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(gòu)件運動特性的影響時，發(fā)現(xiàn)當(dāng)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(dāng)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(jī)構(gòu)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(gòu)件的彈性變形對運動特性的影響。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)狁詈蟿恿W(xué)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(xué)仿真結(jié)果，發(fā)現(xiàn)固有