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文档简介

0引言凸轮机构是使从动件按预定规律运动的高副机构 作为机械式信息储存与传递的基本元件 被广泛地应用于各种自动机械中 按凸轮机构的 封闭方式可将凸轮分为力封闭式和几何封闭式2种 利用重力 弹簧或气压等外力使从动件与凸轮轮廓始终保持接触的称为力封闭凸轮机构 利用凸轮的 几何形状使从动件和凸轮轮廓始终保持接触的则为几何封闭式凸轮机构 直动推杆凸轮机构属于第一种 凸轮机构在许多引进的设备和自动化生产线中都得到 了广泛应用 凸轮机构中 凸轮一般由一对刚性连接联 同轴安装的凸轮组成 下面以偏置直动滚子推杆从动件为例说明凸轮的设计过程 8 1凸轮轮廓线设计根据实际需求设计一种偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构中的凸轮 已知凸轮轴置于中心线右侧 偏距e 20mm 基圆半径r 50mm0 滚子半径rmmr 10 凸轮以等角速度沿顺时针方向回转 在凸轮转过120D1 的过程中 推杆按 正弦加速度运动规律上升h 50mm 凸轮继续转过30D2 时 推杆保持不动 其后 凸轮再回转角度60D3 del ta 时 推杆又按余弦加速度运动规律下降至起始位置 凸轮转过一周的其余角度时 推杆静止不动 本设计应对理论轮廓线 工作轮廓线一次 按照各个阶段的运动规律求解 按解的结果连出相应轮廓线 1 3 1 1求理论轮廓线对于偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构 凸轮理论轮廓 线上滚子中心的直角坐标为 sinsin delta 0y s se式中s r2e2 502202 45 83mm00 minus 求解出相应的值 5 如表1所示 绘制轮廓曲线如图1所示 这里只求出理论轮廓线 通过Solidworks草图绘制里面的等距功能就可以建模与仿真 从而省去计算工作轮廓 计算的繁琐过程 2Solidworks中建模仿真2 1Solidworks三维造型在Solidworks中导入坐标文件 生 成凸轮的理论轮廓曲线 等距后生成凸轮的工作轮廓曲线 生成三维图 如图2所示 其中绿色线条为理论轮廓线 6 2 2有限元分析由于凸 轮的运动会因为凸轮在运动过程中的变形而产生运动的波动 因此对凸轮的设计要进行变形的分析 在进行有限元分析的时候首先要进行材质的赋 予和划分网格等前序处理措施 图3是在Solidworks中的有限元网格的划分和受力的情况通过仿真后的曲线可以看出 推杆的行程是50mm 速度及加速度曲线符合设计所要求的规律 并且速度曲线没有明显的尖点 加速度曲线由于仿真条件按照实际情况加入了冲击力 外力 摩擦等系数的设 定 与理想曲线有一定差别 总体趋势是正确的3结论本文针对凸轮的广泛应用 进行凸轮理论廓线的设计和机构建模仿真 使得凸轮的运动性能在凸 轮实际制造以前就清楚地呈现给设计者和制造者
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