外文翻译--三段式圆弧凸轮分析设计 中文版.doc

毕业设计-翻译文1三段式圆弧凸轮的解析设计（译）摘要：本文对三段式圆弧凸轮轮廓进行了理论性描述。提出了凸轮轮廓的解析式并为以之为尺寸参数讨论。例举了一些数值样例来证明本理论描述的正确性并表明恰当的三段式圆弧凸轮在工程上是可行的。1.序言凸轮是一种通过与从动件的直接表面接触来传输预定运动的机构。一般地，从运动学1,2:来看，凸轮机构由三部分组成：凸轮（主动件）；从动件；机架。凸轮机构广泛用于现代机械中，特别是一些自动化机械装备,内燃机与控制系统3。凸轮机构简单而便宜，运动部件少而且结构紧凑。凸轮轮廓设计主要基于简单的几何曲线，比如:抛物线，谐函数曲线，摆线，梯形曲线2,5以及它们的复合曲线1,2,6,7。本文主要致力于基于圆弧轮廓的凸轮，即所谓圆弧凸轮。圆弧凸轮制造容易，用于低速机构中，也可用于微机械与纳米机械中，因为精密加工可以通过利用初等几何学准确地达到。这种凸轮的缺点是：凸轮轮廓上不同半径圆弧交接处会产生加速度的剧变。5因为通常只有有限数量的圆弧，所以其设计，制造以及运动传输都不是很复杂，从而它成为经济与简单的方案，这正是圆弧凸轮5,8的优点8所在。最近，出于设计目的，有人开始用描述性视图给予圆弧凸轮注意。本文通过讨论其几何设计参量描述了三段式圆弧凸轮。我们为三弧凸轮提出了解析式作为对以前文献12中二弧凸轮解析式的扩充。2.三段式圆弧凸轮的解析模型三段式圆弧凸轮解析式中设计参量由图18，图2给出。三段式圆弧凸轮设计重要参量：图1：推程运动角s，休止角r，回程运动角d，动程角drsa，最大举升位移1h。毕业设计-翻译文2图1：普通三弧凸轮设计参量图2：三弧凸轮特征轨迹三段式圆弧凸轮特征轨迹如图2所示：由凸轮上半径1轮廓形成的第一圆1，以及圆心C1；由凸轮上半径2轮廓形成的第二圆2，以及圆心C2；由凸轮上半径3轮廓形成的第三圆3，以及圆心C3；由凸轮上半径r轮廓形成的基圆4，以及圆心O；由凸轮上半径(r+h1)形成的举升圆5，以及圆心O；半径的滚子圆，圆心定于从动件轴上。另外，重要的点有：D(Nx,Ny),C1和C5交汇点；F(Fx,Fy)，C1和C3交汇点；G(Gx,Gy),C3和C2交汇点；A(Ax,Ay)，C2和C4交汇点。x和y是与机架OXY坐标系相关的笛卡尔坐标，机架原点就是凸轮转轴。其他重要轨迹:t13，毕业设计-翻译文3C1和C3的公切线；t15，C1和C5的公切线；t23，C2和C3的公切线；t24，C2和C4的公切线。由图1与图2可以得出式子，这对于表现并设计三段式圆弧凸轮很有用处。当这些圆被以恰当的形式表达时，解析描述即可得出：半径满足21212)()(FFyyxx的圆C1通过F点时满足：0222211221122FFFFyyxxyxyyxxyx（1）半径满足22222)()(AAyyxx的圆C2通过A点时满足：0222222222222AAAAyyxxyxyyxxyx（2）半径满足23232)()(GGyyxx的圆C3通过G点时满足：0222233223322GGGGyyxxyxyyxxyx（3）半径满足24242)()(FFyyxx的圆C4通过F点时满足：0222244224422FFFFyyxxyxyyxxyx（4）半径满足25252)()(GGyyxx的圆C5通过G点时满足：0222255225522GGGGyyxxyxyyxxyx（5）半径r的圆C4满足222ryx（6）半径)(1hr的圆C5满足2122)(hryx（7）其他特殊情况可以表示如下：圆C1与圆C5在D点有公切线满足：01111DDyyxxyyxx（8）基圆C4与圆C2在D点有公切线满足：02222AAyyxxyyxx（9）圆C2与圆C3在D点有公切线满足：0)()(11332323GGGGyyxxyyxxyyyxxx（10）圆C1与圆C2在D点有公切线满足：0)()(11333131FFFFyyxxyyxxyyyxxx（11）毕业设计-翻译文4由式(1)(11)可以得到关于三段式圆弧凸轮的描述并可用于画出图2所示的设计。3解析设计过程由式(1)(11)可以推出一系列等式，当C1,C2,C3,F和G被赋予合适的值时，相关坐标即可得出。这样就可以根据所举解析描述来区分4个不同的设计情况。第一种情况我们假设参数211,drsrh以及A,C1,C2,D和G的坐标已知，而点C3,F坐标未知。当运动角180a时，A点横坐标为0。由于A点是圆C2和C4的交汇点，故C2圆心处于Y轴上，从而C2圆心横坐标也为0。由等式(1)(11)可得关于C3和F坐标的一系列方程。解析程式表示如下：通过点F和D的圆C1表达式：21212121)()()()(yyxxyyxxDDFF（12）通过点F和G的圆C3表达式：23232323)()()()(yyxxyyxxDDFF（13）圆C1和圆C3在F点公切线表达式：331313yyxxyyxxFF（14）圆C2和圆C3在G点公切线表达式：223232yyxxyyxxGG（15）若02Axx，则等式(12)(15)可表示为：0)()(0)()(022220222223323131333322332211221122yyxyyxyyxxyyxxyyxxyxyyxxyxyyxxyxyyxxyxGGFFGGGGFFFFDDDDFFFF（16）若圆心C2未知圆心C1位于直线OD上，我们参考图2得到第二个问题：即参量211,drsrh以及点C2,A,D和G坐标均已知，而点C1,F和C3未知。并再设180a，而且由上已知02xxA，与式(9)联立可以得到另外2方程：通过点G和A的圆C2表达式：22222222)()()()(yyxxyyxxAAGG（17）通过点O和A的圆心C2的直线的表达式：022yxyxAA（18）