基于SolidWorks滚珠型弧面分度凸轮三维建模及运动仿真研究

目前自动化机械所采用的弧面分度凸轮建模精度比较低,凸轮驱动从动件振动比较严重,影响传动效率。对此,采取球形刀具切削凸轮三维建模方法,通过Matlab软件对凸轮从动件常见的运动规律曲线进行了对比分析,最终选择出优良的曲线。对优良运动规律曲线进行编程,输入到Matlab软件中进行计算,所得计算结果保存为文本格式文件,然后导入到SolidWorks三维建模软件中。根据空间许多三维坐标点创建成弧面分度凸轮的工作轮廓曲线,在工作轮廓曲线垂直方向建立一个圆,圆的直径大小等于滚珠直径,通过扫略切除凸轮毛坯实体,最终创建弧面分度凸轮三维模型。最后采用Solid Works对弧面分度凸轮与转盘滚珠进行装配及运动仿真,并与其他三维建模方法的运动仿真结果形成对比。对比结果显示,该方法不仅建模周期缩短了大约90%左右,而且仿真的运动精度与理论值符合度较高,因此为弧面分度凸轮三维建模提供了另一种研究方法。     

基于B样条的弧面分度凸轮的设计与制造技术

介绍了一种新的基于B样条曲线的弧面分度凸轮集成设计与制造技术,给出了两种构造凸轮从动件运动特征曲线的方法--优化设计法和拟合法.讨论了用它们构造凸轮运动曲线的特点和注意事项,提出了用B样条插补加工弧面分度凸轮的方法,并开发了相应的设备,给出了实验结果.     

弧面分度凸轮在卧式加工中心上的加工

弧面分度凸轮是一种不同于普通圆柱凸轮的比较新颖的传动凸轮（图1）。在弧面分度凸轮传动机构中,弧面分度凸轮与从动分度轮垂直且不相交,弧面分度凸轮的弧面分度槽与从动分度轮上几个滚子中的一个或两个进行无间隙啮合。     

基于UG的摆动从动件弧面凸轮三维设计建模

弧面凸轮的凸轮轮廓是不可展的空间自由曲面,对它的三维建模还是个难点。本文根据摆动从动件弧面凸轮机构的运动特点,建立了凸轮槽理论曲线的数学表达式,然后在UG中建立弧面凸轮的基体模型,并利用UG中的表达式功能,生成凸轮槽的理论曲线,最终完成摆动从动件弧面凸轮的三维设计建模。     

利用柱面坐标设计弧面分度凸轮的轮廓曲面

通过分析凸轮与从动件之间的空间几何关系 ,建立了弧面分度凸轮廓面的柱面坐标计算式和压力角公式 ,据此可准确计算弧面分度凸轮工作廓面上任意一点的三维坐标和压力角 ,为此种凸轮的三维设计提供了理论基础。给出了一个算例 ,算例表明公式是有效的     

弧面凸轮工作廓面高频淬火工艺的研究

通过对弧面凸轮工作环境和状态的研究,分析国内外目前弧面凸轮常用热处理方法优缺点,提出采用高频感应加热淬火的方法对弧面凸轮进行淬火加热.并在研究弧面凸轮加工方法、加工原理及高频淬火工艺的基础上,结合对孤面凸轮运动规律曲线、位移方程及感应加热原理的分析,利用三维制图软件Pro/E绘出弧面凸轮与感应线圈的位置关系及弧面凸轮从动件运动曲线,提出通过控制感应线圈模拟凸轮从动件的运动轨迹,达到对弧面凸轮工作廓面淬火的目的.     

用于加工弧面凸轮轮廓曲面的NURBS插补方法

在分析弧面凸轮轮廓曲面上加工刀痕产生的原因,以及对分度机构性能影响的基础上,提出了用NURBS样条插补凸轮从动件运动规律曲线的思想方法.通过对NURBS样条插补改进算法的深入分析,得出了进一步校正满足加工步长条件的NURBS样条参数增量的算式.同时对插补前弧面凸轮从动件运动规律曲线的修正、NURBS插补误差和插补过程的实现进行了计算与分析.结果表明,采用文中给出的方法,能显著提高弧面凸轮轮廓面的加工精度.     

弧面分度凸轮机构动力学特性的研究

弧面分度凸轮机构的动力学特性决定了该机构的动态定位精度。本文在建立弧面分度凸轮机构动力学模型的基础上,通过求解此模型微分方程研究从动工作盘的动态响应,进而分析弧面分度凸轮机构动态精度与负载、系统刚度、配合间隙及工作转速之间的关系。     

基于体积最小为目标函数的弧面分度凸轮机构优化

在弧面分度凸轮机构中,从动盘分度圆半径愈大,机构的输出精度愈高,在凸轮的中心距确定的情况下,从动盘的体积增大了,相应地减小了凸轮体的体积;另外,适当的加大从动盘的分度圆半径和滚子的外径,还可以降低接触应力,提高滚子的寿命.故以从动盘体积最大作为优化目标,采用内点法得到了弧面分度凸轮的优化设计结果.     

圆柱分度凸轮机构参数化设计与仿真

圆柱分度凸轮机构作为间歇运动机构,在自动机械中得到广泛的应用.为了提高圆柱分度凸轮机构的制造品质,减少高成本及设计周期.针对传统CAD/CAM的通用软件难以准确的画出空间曲线的缺点,对圆柱分度凸轮机构的数学模型、参数化设计及仿真加工进行研究,根据从动件的运动规律和从动件的形状推导出圆柱分度凸轮轮廓的曲线方程,求出圆柱分度凸轮的相关参数.基于Pro/E,实现圆柱凸轮的参数化设计和实体建模.     

盘形凸轮的参数化设计及仿真验证

介绍了利用Pro/ENGINEER进行盘形凸轮参数化设计的两种方法:一种是用可变截面扫描工具并由函数evalgraph调用从动件位移曲线生成盘形凸轮的轮廓;另一种是给定相关方程直接生成盘形凸轮的轮廓曲线.设计者只需输入必要的设计参数,盘形凸轮的三维实体便能再生更新.此外,利用Pro/ENGINEER的机构模块对从动件的运动规律是否符合设计要求进行了仿真验证.     

Mechanical error analysis of disk cam mechanisms with a flat-faced follower

By employing the concept of equivalent linkage, this paper presents an analytical method for analyzing the mechanical errors of disk cam mechanisms with a flat-faced follower. The resulting error equations do not really involve the location of the curvature center of the cam profile, and locating the curvature center of the cam profile is not essential. The resulting errors are significantly affected by the pressure angle, and the smaller pressure angle will result in the smaller mechanical error. In the worst case, owing to the joined effects of various design parameters, the accuracy of the follower motion may degrade considerably. For the oscillating follower case, all acceleration error functions have a sudden change at every beginning and at every end of the motion even though the theoretical follower displacement is cycloidal motion.     

弧面分度凸轮的Pro/E实体造型与VC++运动仿真

弧面分度凸轮的工作廓面复杂,设计繁琐,很难用常规的制图方法绘制.为了将复杂的凸轮机构可视化,实时地模拟其真实的运动状态,利用空间啮合原理建立了弧面分度凸轮的轮廓曲面方程.并采用模块化设计思想,基于Pro/E软件及VisualC 语言进行二次开发,实现了具有真实感的弧面分度凸轮的三维实体造型和运动仿真,为弧面分度凸轮机构的运动性能研究和企业的产品优化设计提供了软件平台.     

从动件运动规律的通用表达式及在凸轮设计中的应用

从具有特殊要求从动件运动规律出发 ,推导出了凸轮机构从动件运动规律一般的通用表达式。利用通用表达式在进行低、中、高速凸轮轮廓曲线的设计中 ,可用多段曲线进行优化设计 ,在满足从动件的基本功能的前提下 ,兼顾不同的动力学要求 ,实现凸轮运动学和动力学性能的优化组合 ,对凸轮轮廓曲线进行优化设计     

A hybrid approach for cam shape design and profile machining of general plate cam mechanisms

Plate cam mechanism can easily produce the positive and functional motions in contact of cam and follower. Generally cam mechanism is used in many fields of mechanical control, automation, and industrial machinery. To obtain the accurate motion of follower, the profile of cam must be designed and machined precisely. This paper proposes an instant velocity center method for the profile design and a biarc fitting method for the profile machining to 4 different types of plate cam mechanisms with reciprocating or oscillating motion and roller or flat-faced followers. The key of this paper is the introduction of a hybrid system combined the design procedures and the manufacturing procedures. The main idea is that the minimum machining data are built by the accurate biarc curves fitted directly from the design parameters. The radial direction angles toward biarc centers for the accurate biarc curve fitting can be defined directly by the contact angle of cam and follower given in the design procedures. An application of the proposed approach is verified the accurate profiles of a designed cam and a machining cam using the minimum NC data within a given machining tolerance.     

高速凸轮轮廓的优化设计

介绍了一种利用优化思想进行高速凸轮轮廓设计的新方法。对于从动件运动规律有特殊要求的凸轮轮廓设计用多段高次多项式运动规律进行最优拟合，在保证满足凸轮从动件的特殊运动规律要求下，兼顾凸轮动力学性能要求，实现了凸轮运动学和动力学性能的全面优化。一个纺织凸轮轮廓设计实例详细说明了该优化设计方法。     

A CAD/CAM System for High Performance Precision Drum Cams

This paper describes a computer-aided design and manufacturing system for the design and production of complex profiles for high-performance drum cams within the specified tolerance. The system graphically generates the cam profile on the cylindrical drum after performing an analysis of the kinematic performance for the prescribed follower motion, using a B-spline representation of follower curves. Eight different types of follower motion for a translating follower are considered. The kinematic performance is based on the criteria of achieving the lowest levels of velocity and acceleration for each curve. The system is also able to simulate the motion of the designed cam graphically. The system also recommends the best cam profile on the basis of comparing the kinematic performance of all the B-spline representations of all the follower motions.     

基于SolidWorks Motion运动仿真跟踪路径的应用

通过SolidWorks Motion运动仿真工具对未定义凸轮机构从动件进行基于“时间/位移”系列数据点运动的反向驱动操作,生成跟踪路径,最终生成盘形凸轮轮廓曲线。并对新生成的凸轮机构进行实际运动仿真,验证了凸轮模型的准确性。     

基于ADAMS的盘形凸轮参数化设计与轮廓曲线优化

利用ADAMS软件平台强大的分析能力,以偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构为例,在参数化设计之后进行从动件运动曲线的仿真,通过对运动规律的修正达到优化轮廓曲线的目的,从而使设计出的整个凸轮机构的运动性能得到提高。