平面凸轮连杆机构构型及设计软件的开发毕业论文

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1、目录1绪论11.1组合机构的发展概况11.2组合机构运动分析与综合的常用方法31.3凸轮-连杆机构的应用51.4组合机构设计的发展趋势71.5本课题研究的背景及意义91.6论文研究的内容92组合机构的结构型式和组合原理112.1概论112.2本文关于基本机构和组合机构的定义132.3转换的必要条件142.4按组合机构的基本机构种类分类152.5按组合机构组成的结构型式分类162.5.1串联式组合机构162.5.2并联式组合机构172.5.3封闭式组合机构182.5.4反馈式组合机构192.5.5装载式组合机构202.6组合机构的主要功能2

2、23凸轮连杆组合机构的设计理论分析233.1从动件的运动规律及其选择233.1.1从动件运动规律的基本参数233.1.2从动件运动规律的类型243.2变连杆长度的固定凸轮连杆机构的尺寸综合和运动分析313.2.1变连杆长度的固定凸轮滑块机构313.2.2变连杆长度的固定凸轮摆杆机构324凸轮连杆组合机构的软件开发364.1程序开发环境和开发语言364.2固定凸轮连杆组合机构系统的介绍364.2.1固定凸轮连杆组合机构优化设计系统的总体构型374.2.2固定凸轮连杆组合机构优化设计的设计系统界面.394.2.3固定凸轮连杆机构设计实例425

3、.3固定凸轮连杆组合机构系统程序的优化设计465结论50参考文献51致谢531绪论1.1组合机构的发展概况由最少的构件所组成，并能实现运动方式的变换或运动传递的机构称为基本机构。如齿轮机构、凸轮机构、连杆机构及间歇机构等都是常用的基本机构。基本机构不仅应用范围广，而且其实用价值也很高。但随着生产过程机械化、自动化的发展及机械运转速度的日益提高，对机构的运动有着更加多样化的要求，对动力性能的要求也越来越高。由于基本机构的局限性，在某些性能上已不能满足近代机械的要求。如齿轮机构虽能传递匀速和变速整周回转运动，但不能实现任意给定的运动规律的变速

4、转动，而凸轮机构虽能实现任意规律的运动，但其从动件不能实现整周转动，如果要求实现从动件任意规律的整周转动，则不是单一的齿轮机构或凸轮机构可以完成的。四杆机构无法实现从动件较长时间的停歇和精确再现任意形状的轨迹曲线。这就迫使人们去探索创造新的机构，以满足生产对机械提出的多种多样的运动要求和更加理想的动力性能要求。把若干个基本机构按照一定的方式适当地组合起来而形成组合机构:把基本机构的某些运动尺寸或结构加以改变以形成变异机构，是创意新机构的两种重要途径。其中组合机构能使若干个基本机构融合成性能更加完善、运动形式更加多样化具有新特性的新机构。如

5、:将凸轮机构与连杆机构进行组合，不仅可以实现复杂的运动规律和轨迹，还可以减小机构的结构尺寸。在生产上，组合机构已成为新产品的设计，旧设备的改造，加速机械化、自动化的重要工具，广泛地应用于冶金、纺织、印刷、包装和轻工业等各个生产部门。因此对组合机构的研究具有重要的理论和现实意义。组合机构是一种正在发展中的新型机构，由于其结构较复杂，设计计算特别是机构的运动分析和综合十分繁琐，长期以来极大地阻碍了它的发展。随着计算机技术和现代设计方法的发展，极大地推动了组合机构研究和应用的进展。但是，对于组合机构的尺寸综合与优化设计方面的理论与方法还不够完善

6、。本文在进行了较深入的研究基础上，将凸轮一连杆组合机构与计算机辅助设计技术相结合，开发研制了凸轮一连杆组合机构的设计系统[1]。（1）凸轮机构凸轮机构是由凸轮,从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。  凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律的构件，一般做往复直线运动或摆动，称为从动件。凸轮机构在应用中的基本特点在于能使从动件获得较复杂的运动规律。因为从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线，所以在应用时，只要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可以了

7、。凸轮机构广泛应用于各种自动机械、仪器和操纵控制装置。凸轮机构之所以得到如此广泛的应用，主要是由于凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求，而且结构简单、紧凑[2]。（2）连杆机构连杆机构的设计方法主要有几何法、解析法和参数化设计方法等。几何法利用机构运动过程中各运动副位置之间的几何关系,通过作图获得有关尺寸。此方法设计方便快捷,但由于作图误差的存在,设计精度较低。解析法是将设计问题用数学方程加以描述,通过方程的求解获得有关尺寸,故其设计精度高,但设计效率较低。参数化设计方法是根据连杆机构的性能参数确定连杆机构的其它有关尺寸,当性能参数变化时,

8、其它参数可以得到相应的改变,故参数化设计方法可以大幅度提高设计效率,并保证其设计精度。而且随着计算机的普及应用,参数化设计方法已成为各类连杆机构设计的一种快捷而有效的方法。用参数化设计方法来设