开题报告-凸轮

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1、开题报告课题的研究意义凸轮机构是工程中用以实现机械化和自动化的一种主要驱动和控制装置。由于它不仅可以获得转位与停歇的任何时间比例、使从动件获得任意复朵的给定的运动规律，而且具有结构紧凑，性能可靠地诸多优点，故在轻工、食品、医药、印刷、交通运输等众多领域获得了广泛的应用。凸轮机构兼有传动、导向及控制机构各种功能。凸轮机构作用传动机构时，可以产生复杂的运动规律，包括变速范围较大的非等速运动，乃至暂时停留或各种步进运动。凸轮结构适用于导向机构，使工作机构产生复杂的运动轨迹。当凸轮机构作用控制机构时，可以控制执行机构的口动工作循

2、环或作为函数发生器。在凸轮结构中，凸轮是最关键也是最重耍的部分。最初，人们研究凸轮机构时，只涉及凸轮的几何形状以满足对从动件运动规律的要求（即凸轮静力学的研究）。凸轮的最大优点是只耍适当设计出凸轮的轮廓曲线，就可以推杆得到齐种预期的运动规律，而且响应速度快，机构简单紧凑，凸轮机构不可能被数控、电控完全等装置完全代替。凸轮的这些强大实用的功能能够得以实现全靠凸轮的曲线來控制运动。因此凸轮廓线的检杳尤其重要。因为它控制着运动的准确性，确保顶了能够实现我们想要的运动。国内外的研究情况凸轮机构应用的广泛性促使其轮廓线的研究与发展

3、。由于凸轮属于异形零件，国家现有的技术测量和公差均无法直接应用于凸轮，需要有专门的精度体系和技术测量方法。一般是行业或根据长期使用积累的经验来检验几个指标，从而确定凸轮零件的合格程度。因此凸轮机构的检测是一个比较薄弱的环节，一般生产厂家对凸轮的轮廓几何形状谋茅都不予检测，这就影响凸轮分度机构的精度。最初人们只研究凸轮的简单的几何形状和运动，以满足从动件运动的简单耍求。随着对各种机械在速度、效率、寿命、噪声和可靠性等方面的要求口益提高,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、运动分析和静力分析，发展到考虑动

4、力学、润滑、误羌影响、弹性变形等，特别是90年代以来,由于计算机和各种数值方法的发展，是的很多方面的研究得以深入。凸轮廓线的检测也出现了相当多的方法。凸轮廓行检测的基础及相关技术1.对凸轮的研究有以卜'几个特点：（1）从动件运动规律的研究除继续寻找更好的规律外，要研究有效的方法。当从动件的轨迹有要求时,能用这些方法组成或创建出满足要求且性能良好的运动规律。有关从动件的规律，早期的文献只是介绍一些适合低速机构的基本运动规律，如一次项、二此项运动规律，简谐运动规律等。60年代以后，各种适合中速与高速的凸轮机构的优良运动规律相

5、继提出，包括修止止弦、修止梯形、修正等速等简谐梯形组合运动规律，这组运动规律得到了广泛的采用。但这种运动规律的跃度线在断点处常常不连续，因而不适用高速运动。高速凸轮运动机构大多采用多项式运动规律，这种规律的通用性最强，只耍幕次数取得足够高，对应的高阶导数总是光滑和断点连续。（2）凸轮机构构型研究从凸轮廓线出发，提出一些适合在高速条件下采用的运动规律，而且还结合现代加工技术，创造出一些新型凸轮机构，以满足高速工况及确保加工精度。2.检测方法目前许多学者对凸轮机构进行了大量研究。大致有以下几种方法：A.利用检测球头中心点轨迹

6、坐标及机构基本尺寸推导出从动件的规律表达式；如图（1）图（1）A.利用三坐标测量机CMM测得凸轮廓面坐标数据，并根据凸轮与滚了Z间的共轨啮合关系，建立运动规律的反求方程。如图（2）o图（2）B.清华人学采用激光三角反射位移传感器和光栅尺实现高精度检测，采用伺服控制实现工作台跟踪检测功能，实现凸轮线的检测，解决了效率和精度问题。总的来说对图轮廓线的检测主要分为接触式和非接触式。接触式又分为两种:专用的凸轮廓线测量机和采用通用三坐标测量机（CMA）;非接触测量冇激光三角法、电涡流法、超声测量法、机器视觉检测获取信号。方案拟定

7、的拟定与分析2120223422314561371112191898171615•—10图（3）图（3）是凸轮廓线检测仪的示意图，可测出直动从动杆盘状凸轮机构的位移。图示的机构能够检测出凸轮廓线所决定的从动杆位移曲线图。1.检测仪组成凸轮廓线检测仪由机械分度头、大量程百分表、横移座、纵移座和工作台等主要部分组成。如图（3）所不。被测凸轮由机械分度头带动下转动并读取角度。分度头定数为40,分度手柄转数zt=40/z,z为工件所需的等分数。如利用分度盘上54孔的孔盘，分度手柄转过一个孔（相当于n=l/54）则工件的等分数严4

8、0X54二2160,即转过10,。百分表用来指示凸轮极径或从动杆位移，百分表测杆的端部有不同形式的结构：平底、尖顶、小滚子大滚子等。横向丝杆能调整横向座的位置，改变导路位置以分别为对心和偏心凸轮机构。其余丝杠分别调整百分表架高度，以适应不同尺寸（径向，轴向）凸轮的检测。1.检测原理凸轮廓线检测原理一般分为两类，一是检