基于PROE的双轴双凸轮联动轨迹再现机构机械装置的设计　.doc

基于PRO/E的双轴双凸轮联动轨迹再现机构机械装置的设计摘要凸轮机构在各种自动机床中起着很重要的作用，在此次毕业设计中主要设计联动轨迹再现的凸轮机构。本文详细介绍了设计中的每个步骤。本次设计的主要任务有两个，一个是改进一个原有的计算机程序，能根据已知的点的轨迹，自动设计出联动凸轮机构中从动件运动规律；另一个是使用PRO/E软件从三维造型出发构造出机构的机械装置，再通过CAD软件绘制出双轴双凸轮联动轨迹再现机构机械装置装配工作图。关键词：联动凸轮；轨迹再现；机构；机械设计第2页共45页Designofthebiaxialanddouble-camscombinedmachineequipmentbasedonPRO/EAbstractCamsplayanimportantroleinavarietyofautomatedmachinetools.Duringthisgraduationdesign,thelinkagetrackofreproductionofcamsismymaintask.Thispaperdescribesthedesignofeachstep.Thedesignhastwomaintasks:oneistoimproveanexistingcomputerprogram,accordingtoaknownpointofthetrack,whichcandesignadouble-camscombinedmachineautomaticallybasedonthegivenlocus；theotheristodesignamachineequipmentbyPRO/EandthentodrawinganengineeringdrawingbyCAD.Keywords:Linkagecam；trackofreproduction；institutions；mechanicaldesign第3页共45页目录1毕业设计课题介绍611课题的意义和目的612凸轮研究的现状613凸轮机构的种类71.3.1凸轮机构的组成71.3.2凸轮机构的特点81.3.3凸轮机构的分类914课题内容介绍1015设计方案比较112联动凸轮机构轨迹再现CAD及图形仿真算法1321程序开发软件的选择1322总体算法1523程序界面及仿真模块介绍16231程序界面16232仿真模块的设计分析203应用实例224凸轮机构设计说明及主要部件的校核计算2441总体结构布局2442电动机的类型选择2643带传动的类型选择与设计计算2744轴的校核计算30441轴的结构30442轴的校核计算3145轴承的选择3246轴承密封装置的选择34第4页共45页47轴承润滑方式的选择3548离合器的类型选择3549齿轮的设计35410拨叉的设计36411凸轮的结构设计36412连杆的结构设计375凸轮机构主要部件的三维零件图及总装配图3951齿轮零件图3952电动机零件图3953支座装配图3954凸轮装配图4055连杆装配图4156离合器零件图4157轴类零件图4258凸轮机构总装配图426结束语44参考文献附件：1凸轮连杆组合机构轨迹再现CAD程序清单2凸轮连杆组合机构总装图3凸轮机构三维装配图4相关英语资料翻译第5页共45页1毕业设计课题介绍11课题的意义和目的凸轮连杆机构是重要的组合机构，通过选择合适的机构构件和设计凸轮的轮廓曲线，可在一定的范围内使执行构件上某点实现任意点的轨迹。凸轮连杆机构构成的机械与数控机械相比具有成本低、工作速度快和工作可靠度高的优点，因而该机构在自动机、自动机床中有广泛的应用前景。轨迹再现凸轮连杆机构使用CAD技术可解决凸轮连杆机构中构件尺寸的确定和凸轮轮廓设计的难点。本课题的主要内容有三个：一个是改进原有CAD中不合理部分，以使其更合理；第二个是使用PRO/E软件设计出该机构的三维模型，以使其更直观；第三个是使用AutoCAD绘制出相应的装配工作图，以使其更实用。12凸轮研究的现状凸轮机构广泛的用于各种自动机中。例如：自动包装机、自动成形机、自动装配机、自动机床、纺织机械、农业机械、印刷机械、自动办公设备、自动售货机、陶瓷机械、加工中心换刀机构、高速压力机械、自动送料机械、食品机械、物流机械、电子机械、自动化仪表、服装加工机械、制革机械、玻璃机械、弹簧机械和汽车等。凸轮机构之所以能够得到如此广泛的应用，是因为它具有传动、导向和控制等功能。当它作为传动机构时，可以产生复杂的运动规律；当它作为导向机构时，可使工作机械的动作端产生复杂的运动轨迹；当它作为控制机构时，可控制执行机构的工作循环。随着社会发展和科技进步，各种自动机正朝着高效率、高精度、自动化程度高、优良的性能价格比、寿命长、操作简单和维修方便等方向发展。为适应这种发展形势，满足自动机的要求，作为自动机核心部件的分度凸轮机构必须具有优良的凸轮曲线和高速、高精度性能。现代机械日益向高速发展，凸轮机构的运动速度也越来越高，因此高速凸轮的设计及其动力学问题的研究已引起普遍重视，并已提出了许多适于在高速条件第6页共45页下采用的推杆运动规律以及一些新型的凸轮机构。另一方面，随着计算机的发展，凸轮机构的计算机辅助设计和制造已获得普遍的应用，从而提高了设计和加工的速度及质量，这也为凸轮机构的更广泛的应用创造了条件。由于计算机软件和数控软件的普及，凸轮CAD和CAM软件的问世，为高速高精度凸轮机构的设计、制造和检测提供了有利条件。凸轮曲线特性优良与否直接影响凸轮机构的精度、效率和寿命。多年来，世界上许多凸轮专家创造了数十种特性优异的凸轮曲线。这些凸轮曲线完全能够满足各种自动机的要求。其中，最常用的有修正正弦曲线、修正梯形曲线和修正等速曲线等。日本山梨大学牧野洋教授研发的三角函数通用凸轮曲线几乎包括全部凸轮曲线。西冈雅夫博士开发了代数式通用凸轮曲线。利用这些通用凸轮曲线，输入一定参数，就能得到满足工作特性要求的凸轮曲线，从而制造出满意的凸轮机构。牧野洋教授于1976年出版的自动机械机构学一书在我国凸轮学术界影响深远，对我国自动机械的发展具有重要的指导意义。我国在凸轮机构研究方面历史悠久，理论较深，但在设计、制造和检测等应用技术方面，与美德日等工业发达国家相比，差距较大。随着改革开放的深入发展，我国在凸轮机构的的理论研究和实用技术方面取得了长足进展。在20世纪90年代初期，西北轻工业学院（现在的陕西科技大学）彭国勋、刘昌祺、肖正扬和曹巨江等教授承担了国务院生产办特批的国家重点企业技术开发项目“高速高精度凸轮间隙分度机构CAD/CAM”的研究任务，成功的研制了平行分度、圆柱分度和弧面分度等凸轮机构的CAD/CAM软件。在刘昌祺教授指导下，与南通机床厂合作，设计成功了我国第一台弧面凸轮数控铣床，使我国在弧面凸轮的设计与制造方面迈出了历史性的一步。13凸轮机构的种类131凸轮机构的组成第7页共45页图1-1凸轮机构由凸轮1、从动件2、机架3三个基本构件组成，是一种高副机构。其中凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，通常作连续等速转动，从动件则在凸轮轮廓的控制下按预定的运动规律作往复移动或摆动。凸轮接触端的特征如下：1）圆端。凸轮滚子是滚动接触，磨损小。当凸轮曲