平行分度凸轮机构建模与运动仿真分析研究

针对平行分度凸轮机构设计和验证问题,提出一种平行分度凸轮建模和分度机构运动仿真分析方法。通过对平行分度凸轮机构的分度运动进行分析,利用齐次坐标变换法建立平行分度凸轮轮廓曲面数学模型,软件编程采集轮廓曲面数据点,用Creo建立机构三维模型并装配后输出到Adams,建立机构虚拟样机并进行运动学特性仿真。对仿真数据绘制的运动规律特性曲线与理论曲线进行对比分析。结果表明,角加速度曲线波动较大,机构存在的冲击和振荡,主要位于不同的滚子退出和进入啮合阶段与不同滚子工作轮廓曲线交接处;给出对应的设计改进和加工措施,即采用圆角过渡工作轮廓曲线交点、提高轮廓曲线数据点采样精度、选择合适的运动规律及样条曲线插补加工轮廓曲面能减少机构运动的冲击和振荡。     

大型快速起竖设备起竖减速段平稳性研究

某大型快速起竖设备需将负载快速地从水平状态推动到过重心的垂直状态，为提高起竖可靠性，采用起竖转角控制凸轮机构-节流阀方式进行反腔节流减速。基于减速过程工作原理和起竖过重心后的减速段工况要求，建立了起竖减速过程的运动学和动力学模型，通过加速度曲线规划方法，设计了减速过程的抛物线加速度曲线，并提出了转角控制凸轮机构-节流阀节流面积变化曲线的设计方法。通过试验结果表明：运用加速度规划方法，设计的减速段压力流量曲线以及凸轮机构-节流阀节流面积变化曲线，能满足减速段快速性、平稳性要求。     

圆柱分度凸轮机构的计算机辅助设计

为了建立精确的空间凸轮机构模型,以圆柱分度凸轮机构为例,通过对凸轮轮廓曲线进行解析法设计,在确定运动规律的情况下,利用MATLAB软件快速准确地得到从动件运动规律曲线以及凸轮轮廓曲线。以MATLAB为基础,运用Solid Works软件进行联合设计仿真,以实例验证此方法的可行性,从而为圆柱分度凸轮机构的精确三维模型设计提供了一种有效的方法。     

基于MATLAB的凸轮机构轮廓曲线计算机辅助设计

为提高凸轮机构的设计精度和效率，提出了一种新的凸轮机构CAD方法，即利用MATLAB语言设计开发了界面友好、控制方便、效率高的凸轮轮廓CAD系统，该系统能快速、准确地进行各种轮廓曲线的计算机辅助设计。     

节能型盘状凸轮机构凸轮轮廓的设计方法

为确保从动件输出端的准确运动规律、减少高速运动时的冲击,建立凸轮机构的动力学系统模型和相应方程,导出从动件输出端的运动规律下凸轮与从动件接触处的运动规律,以此为依据设计了凸轮轮廓曲线。在此基础上,综合考虑凸轮工作过程中变形,建立了凸轮机构凸轮轮廓接触变形的计算模型,提出将接触变形融入凸轮轮廓精度的设计思想,实现了凸轮轮廓表面粗糙度的合理设计。计算结果表明,该设计思想获得的凸轮轮廓的精度等级较原有设计要低1~2级,因此可降低制造成本,达到节能的目标。     

一种快速绘制凸轮轮廓曲线的实验教学装置的设计

介绍了一种可快速绘制凸轮轮廓曲线的实验教学装置,分析了其设计原理和各零部件的结构设计。该实验装置可以快速形象的展示凸轮轮廓曲线成型全过程,使学生更好更快的理解凸轮机构设计的基本原理和方法。     

凸轮轮廓曲线的数控加工

凸轮机构是各种机械设备及仪器中常用的机构,以往对于凸轮轮廓曲线的加工,采用简易数控铣床,将设计给出的轮廓曲线上各点的坐标逐一输入数控系统,不仅花费时间较长而且容易出错,导致加工精度低,很难达到设计的要求.本文介绍了在UWF1202H加工中心,利用TNC426数控系统的参数编程功能直接将理论计算的程序转化为数控加工程序,由数控系统计算凸轮轮廓曲线各点坐标,从而快速加工出高精度凸轮轮廓曲线.     

织网机下钩机构凸轮轮廓曲线优化

为满足织网机织网成型的需要,依据下钩双凸轮连杆机构的工作原理,设计完成了下钩机构的工作循环图,绘制了前后和上下凸轮从动件运动规律图;采用解析法推导出凸轮的理论和实际轮廓曲线方程,再根据从动件运动规律选择原则,确定选择摆线修正等速运动规律,避免等速运动规律在开始和终点处速度发生突变、凸轮机构受到刚性冲击和柔性冲击,使织网机下钩机构的输出运动规律具有良好的运动学性能;最后,采用MATLAB对凸轮廓线进行辅助设计,得到下钩机构前后和上下凸轮的理论和实际轮廓曲线。     

基于Pro/E关系式的凸轮轮廓曲线精确设计

凸轮机构实现推杆预期运动规律依赖于凸轮轮廓曲线,凸轮机构设计的主要任务是凸轮轮廓曲线的精确设计.在高速精密自动机械中凸轮机构凸轮轮廓曲线异常复杂,给凸轮三维精确建模造成了困难,且精度较低的凸轮轮廓曲线不能满足凸轮后续CAM和CAE的要求.凸轮轮廓曲线的设计原理是根据工作所要求的推杆运动规律,导出凸轮转角与推杆位移之间的关系式,用函数关系式捕捉设计意图.根据关系式计算出凸轮轮廓曲线上各点的坐标值,保证生成凸轮轮廓曲线的精确性.按照该理论,提出了2种应用Pro/E三维造型软件精确设计凸轮轮廓曲线的方法.     

基于CATIA的圆柱分度凸轮的3D建模与仿真分析

通过分析圆柱分度凸轮基本参数及廓面方程,运用CATIA二次开发技术中宏程序,采用VB语言将凸轮廓面方程编写为宏程序,运行宏程序可准确快速地绘制出凸轮分度期及停歇期廓面坐标点。利用云形线及扫掠功能生成凸轮曲线和轮廓曲面,进而生成凸轮毛坯实体。在CATIA运动仿真中对绘制的凸轮机构运动进行运动仿真分析,对所建立的凸轮曲线和轮廓曲面进行评价,得出精确凸轮曲线和轮廓曲面。     

摆动输出活齿凸轮机构传动及齿廓方程

融合活齿传动和凸轮机构两种传动形式的优点,提出了摆动输出活齿凸轮机构,并分析了其结构及传动原理。作为一种新颖的传动形式,该机构具有齿数灵活、全齿啮合、摆角范围宽,可按简谐曲线、等加速度曲线以及无停留修正梯形曲线等多种既定规律摆动输出的特点。借助凸轮曲线位移的已知性建立了输入、输出凸轮转角在任意时刻的对应关系以解决传动比不恒定而无法直接创建传动关系的问题,进而推导出了输入、输出凸轮的理论齿形方程和工作齿廓方程。在理论分析的基础上,给定设计参数并绘制输入、输出凸轮的理论齿形与工作齿廓啮合线以及机构啮合位形,皆未发生干涉现象,验证了方程推导的正确性,为以后进一步的研究及应用提供了分析基础。     

发动机配气机构动力学分析

建立了配气机构单自由度动力学模型，并用N次谐波凸轮法拟合了凸轮升程，采用龙格-库塔求解动力学微分方程，并进行了实例验证，得到了某型号配气机构气门的升程、速度、加速度，计算结果表明该机构运行良好，没有出现传动链脱离和气门落座反跳现象。     

利用运动仿真实现内燃机配气凸轮机构的优化设计

根据内燃机配气凸轮机构的运动要求,在UGNX4平台上绘制凸轮的轮廓曲线并进行装配,运用Scenario For Motion模块结合ADAMS进行凸轮机构运动仿真并进行分析,得到凸轮顶杆的位移、速度和加速度曲线。模拟结果可以反馈到CAD模块中对凸轮形状进行修改,最终模拟曲线基本满足理论要求。该方法实现了配气机构CAD与CAE的有机结合,为产品的快速优化设计做出了有益的探索。     

双停程凸轮机构设计时从动件运动规律的选择

针对双停程凸轮机构的特点,分别对从动件余弦加速度、正弦加速度、改进梯形加速度、改进正弦加速度以及高阶多项式的SVAJ曲线进行了详细的分析和对比,得出了适合不同的实际情况的运动型式,对于凸轮机构设计具有一定的指导价值。     

基于ADAMS/VIEW凸轮机构的设计及仿真

应用ADAMS/VIEW软件获取了凸轮轮廓曲线、建立了凸轮机构虚拟模型,通过仿真实验,得到了凸轮机构的位移、速度及加速度曲线,从而验证了该方法的正确性。该项研究为虚拟样机技术在凸轮机构开发中的应用提供了有效方法。     

基于Pro/Engineer和MATLAB凸轮配气机构的运动仿真

通过对内燃机配气凸轮机构工况条件的分析,在MATLAB中利用凸轮理论曲线函数编辑程序,生成二维坐标下的凸轮坐标点,并在Pro/Engineer中建立配气机构模型并对其进行运动仿真分析,得到内燃机气门运动的位移、速度和加速度曲线,进行凸轮的优化设计。     

CNC齿轮测量中心上盘形凸轮测量方法研究

研究了直接在CNC齿轮测量中心上检测凸轮并评定误差的方法和理论。在凸轮工件型面上直接采集测量数据,用三次样条插值函数拟合测头中心轨迹,通过测头半径补偿和凸轮从动轮数据转换,得到凸轮升程曲线,运用最小条件法评价凸轮升程误差。此方法具有测量过程简便、测量效率高、计算精度高、应用性广等优点,适用于以CNC齿轮测量中心为检测设备的自动加工系统。     

基于运动学图谱的共轭凸轮引纬机构参数区域的优化设计

为了在高档织机开发过程中实现引纬机构的优化设计，适应客户个性化定制需求，针对共轭凸轮引纬机构提出了一种运动学求解方法。建立了引纬剑杆的运动学方程，求解了位移、速度、加速度，以及与运动学参数相关的运动特性图谱;以摇杆为例构建了一种考虑动力学影响的结构优化方法，利用运动学特性图谱求解了相应杆长的最优区间。基于MATLAB仿真图，验证了该方法的正确性。     

凸轮轴数控磨削轮廓误差分析与补偿

在分析国内外磨削加工误差分析与补偿研究现状基础上,针对X轴和C轴两轴联动的凸轮轴数控磨削的轮廓误差提出一种轮廓误差分析和补偿策略,以提高凸轮磨削加工精度。基于凸轮轴数控磨削的X-C联动运动模型,推导了由凸轮升程表到磨削加工位移表的数学模型;指出凸轮升程与轮廓的误差变化规律在趋势上具有一致性。基于最小二乘多项式方法对多次磨削加工实验的凸轮升程误差进行一系列拟合处理,得到稳定的、可重复的凸轮升程预测误差;将升程预测误差按一定比例反向叠加到理论升程表中,采用最小二乘多项式法进行光顺,得到光顺的虚拟升程表;利用虚拟升程表对同类型凸轮轴进行磨削加工实验。实验结果表明,砂轮架速度和加速度在机床伺服响应范围之内,凸轮最大升程误差与最大相邻误差降低,凸轮轮廓表面粗糙度值满足加工要求,从而证明该误差分析和补偿方法是正确可行的。     

刺梨加工机传动机构设计及运动仿真

采用UG软件对刺梨加工机传动机构进行三维实体造型及虚拟装配,然后应用Motion模块对传动机构进行运动仿真分析,得到关键部件的位移、速度及加速度曲线。通过对运动曲线的分析,优化传动机构的关键部件圆盘凸轮及圆柱凸轮,从而得到结构合理、运动规律满足要求的刺梨加工机传动机构,并通过整机试制及现场试验验证。