HQ系列共轭凸轮反求及设计软件开发【50000字】【优秀机械毕业设计论文】
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hq
系列
共轭
凸轮
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论文
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文档包括:
说明书一份，191页，50000字左右。
任务书一份。
开题报告一份。
外文翻译一份。
文献综述一份。
图纸若干。
软件一套。
摘 要
HQ3620是新昌鹤群机械有限公司新研发的多臂机，ZRB561是折入边装置，由于主要采用测绘仿造，性能有缺陷，因此需要对其进行优化。
本文分七章内容，探讨了国内外凸轮机构的研究状况，对HQ3620及ZRB561内的共轭凸轮机构进行机构分析，以测绘凸轮为基础，对其进行Pro/E运动仿真，再选择合适的运动规律拟合，由此拟合曲线我们可以通过计算公式计算凸轮轮廓，再将得到的凸轮进行运动仿真，将优化前后的曲线对比，计算拟合误差，从理论上判断优化的效果。样机的运行试验将最终确定凸轮的成功与否。
共轭凸轮作为多臂机的核心部件，其设计制造对纺织产品产量和质量有着至关重要的作用，但是由于其复杂的计算过程，增加了工程师的设计周期，一直是各大院校和制造厂家所要攻克的难点。为了方便快捷地完成共轭凸轮轮廓曲线设计，本文提出开发设计一款HQ共轭凸轮设计软件。该软件可在用户输入基本参数和运动参数后，自动生成共轭凸轮的轮廓线，减少了上述复杂的计算过程。因此研发该软件有着重要的实用价值。
关键词：HQ系列共轭凸轮；反求设计；VB；共轭凸轮设计软件；
Abstract
HQ3620 is a dobby and ZRB561 is a edge folding machine which are made by Xinchang HeQun machinery corporation.Owing to being amde by surveying and mapping,there are many defects in the performance.So optimal desingn should be done for them.
This paper is divided into seven chapters.It discusses the domestic and foreign research situation of cam mechanism and analys the conjugate cam mechanism of HQ3620 and ZRB561.Take the mapping cam as a foundation motion simulation is took in Pro/E.We should select an appropriate law of motion to fitting the curve. Then, we can calculate the profile of the cam by formula with those curve and take a motion simulation for the cam.By comparison before and after,wo can calculate the deviation and judge the effect of optimization is good or bad.Running test of the prototype will ultimately determine the success or failure of the cam.
Conjugate cam as a core component of dobby, its design and manufacture has a crucial role in the yield and quality of textile products. But because of its complicated calculation process, it increase the cycle of design engineers, and it is always a difficult problem in the major universities and manufacturers to overcome. In order to complete the design of conjugate cam profile curve quickly and easily, this paper puts forward the design of HQ conjugate cam design software.This software can automatically generate the contour line of the conjugate after user input the basic parameters and movement parameters, reducing the complicated calculation process. Therefore, research and develop this software has important practical value.
Key words:Series conjugate cam of HQ;Inverse design;VB;The software of the conjugate cam design
目 录
第1章 绪论 7
1.1 选题的背景与意义 7
1.2 国内外凸轮机构研究 8
1.2.1 国外凸轮机构研究 8
1.2.2 国内凸轮机构研究 9
1.3 凸轮机构的计算机辅助设计 9
1.4 主要研究内容 9
第2章 HQ系列共轭凸轮 11
2.1 HQ3620 11
2.1.1 提综机构 11
2.1.2 选综机构 13
2.2 ZRB561 15
2.3 本章小结 17
第3章 HQ摆臂共轭凸轮机构分析与设计 18
3.1 摆臂共轭凸轮机构 18
3.2 摆臂共轭凸轮运动规律设计 19
3.2.1 正弦运动规律 19
3.2.2 五次多项式运动规律 21
3.2.3 等位移运动规律 23
3.3 摆臂共轭凸轮分析方法 24
3.3.1 摆臂共轭凸轮测绘 24
3.3.2 摆臂共轭凸轮仿真 26
3.3.3 基于matlab的曲线拟合 27
3.3.4 摆臂共轭凸轮轮廓计算 28
3.4 本章小结 30
第4章 HQ直动共轭凸轮机构分析与设计 31
4.1 直动共轭凸轮机构 31
4.2 直动共轭凸轮运动规律设计 31
4.2.1 正弦运动规律 31
4.2.2 五次多项式运动规律 33
4.2.3 等位移运动规律 34
4.3 直动共轭凸轮分析方法 34
4.3.1 直动共轭凸轮测绘 34
4.3.2 直动共轭凸轮仿真 35
4.3.3 直动共轭凸轮轮廓计算 36
4.4 本章小结 37
第5章 HQ共轭凸轮设计软件设计 38
5.1 HQ共轭凸轮设计软件简介 38
5.1.1 Visual basic软件简介 38
5.1.2 HQ共轭凸轮设计软件简介 38
5.1.3 HQ共轭凸轮设计软件结构设计 39
5.1.4 主菜单界面 40
5.1.5 摆臂共轭凸轮的参数设置 40
5.1.6 直动共轭凸轮的参数设置 41
5.1.7 图形绘制和数据导出界面 42
5.2 本章小结 43
第6章 共轭凸轮运动仿真与校核 44
6.1 共轭凸轮运动仿真 44
6.2 共轭凸轮曲率校核 46
6.3 凸轮共轭度校核 49
6.4 本章小结 50
第7章 总结与展望 51
参考文献 52
致 谢 55
附录1 HQ共轭凸轮设计软件程序 56
1主菜单 56
2参数输入界面 57
3图形绘制和数据输出界面 87
附录2 凸轮曲线拟合的matlab程序 170
1 0169凸轮 170
2 0120凸轮 173
3 0119凸轮 180
4 0100-6L凸轮 182
3 0100-5L凸轮 185
6 选综凸轮 189
7 提综凸轮 190
课题名称 HQ3620旋转式电子多臂机共轭凸轮运动规律分析及设计
主要任务与
目标 1）国内外凸轮机构的研究现状。
2) 画出机构的简图，进行机构分析。
3) 设计HQ系列共轭凸轮的轮廓线。进行运动仿真，分析运动规律，拟合运动参数。
4）优化设计共轭凸轮机构，并验证设计的可靠性
目标是：建立相关三维模型，得到运动仿真的相关动画及相关分析图，开发凸轮设计软件，写出设计论文。
主要内容与基本要求
1） 查阅相关的文献，主要是来自于图书馆网上外接的世界著名的期刊，杂志等并对一部分的多臂机生产厂家进行参观调研。
2） 对国内外的凸轮研究现状进行分析比较，得出我国凸轮生产的所存在的主要问题。
3） 对HQ系列共轭凸轮机构的原理进行分析。
4） 利用柔性三坐标测量机对部分缺省的零件进行测绘分析。
5） 建立三维模型，对其进行运动仿真，并导出运动曲线。
6） 分析共轭凸轮的运动规律，推导共轭凸轮设计计算公式。
7） 优化拟合参数，对共轭凸轮进行再设计
8） HQ系列凸轮设计软件开发。
主要参考资料及文献阅读任务
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- 内容简介：
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1 732 733 734 735 736 737 738 739 7310 7311 7312 7313 7314 7315 7316 7317 7318 7319 7320 7321 7322 7323 7324 7325 7326 7327 7328 7329 7330 7331 7332 7333 7334 7335 7336 7337 7338 7339 7340 7341 7342 7343 7344 7345 7346 7347 7348 7349 7350 7351 7352 7353 7354 7355 7356 7357 7358 7359 7360 7361 7362 7363 7364 7365 7366 7367 7368 7369 7370 7371 7372 7373 731 372 373 374 375 376 377 378 379 3710 3711 3712 3713 3714 3715 3716 3717 3718 3719 3720 3721 3722 3723 3724 3725 3726 3727 3728 3729 3730 3731 3732 3733 3734 3735 3736 3737 371 372 373 374 375 376 377 378 379 3710 3711 3712 3713 3714 3715 3716 3717 3718 3719 3720 3721 3722 3723 3724 3725 3726 3727 3728 3729 3730 3731 3732 3733 3734 3735 3736 3737 371 372 373 374 375 376 377 378 379 3710 3711 3712 3713 3714 3715 3716 3717 3718 3719 3720 3721 3722 3723 3724 3725 3726 3727 3728 3729 3730 3731 3732 3733 3734 3735 3736 3737 371 372 373 374 375 376 377 378 379 3710 3711 3712 3713 3714 3715 3716 3717 3718 3719 3720 3721 3722 3723 3724 3725 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现下达毕业设计（论文）课题任务书，望能保质保量地认真按时完成。 课题名称 转式电子多臂机共轭凸轮运动规律分析及设计 主要任务与 目标 1） 国内外 凸轮机构的 研究现状 。 2) 画出机构的简图，进行 机构 分析 。 3) 设计 列 共轭凸轮 的 轮廓线 。 进行运动仿真 ， 分析运动规律，拟合运动参数。 4）优化设计共轭凸轮机构，并验证设计的可靠性 目标是： 建立 相关三维模型， 得到 运动 仿真 的 相关动画及相关分析图， 开发凸轮设计软件， 写 出设计论文。 主要内容与基本要求 1） 查阅相关的文献， 主要是来自于图书馆网上外接的世界著名的期刊，杂志等并对一部分的多臂机生产厂家进行 参观调研。 2） 对国内外的 凸轮 研究 现状 进行 分析 比较， 得出 我国 凸轮 生产的 所存在的 主要问题 。 3） 对 列 共轭凸轮 机构的原理进行分析。 4） 利用柔性三坐标测量机对部分缺省的零件进行测绘分析 。 5） 建立三维模型，对其进行运动仿真，并导出运动曲线。 6） 分析 共轭 凸轮 的 运动规律，推导 共轭 凸轮 设计 计算公式。 7） 优化拟 合参数，对共轭凸轮进行再设计 8） 列凸轮设计软件开发。 主要参考资料及文献阅读任务 1 高大牛 . 基于旋转原理的电子多臂机研究 D. 2011： 1 94 2 张敏 . 子多臂机原理分析与生产实践 J. 中国纺织工程学会 3 高卫东，陈晓春，彭耀光 . 660 型多臂机工作原理的分析 J 1997,12（ 25）： 732 734 4 沈细周，陈广 . 共轭凸轮在织机上的应用 J2007，（ 6） :332 5 邹慧君 殷鸿梁 C6 梁铭，王冠珠，杨建成，周朋飞 J. 天津工业大学学报， 2012， 31（ 4）： 767 by . of 003， (10):11178 王卫东 机械共轭凸轮反求设计研究 J2012,34,(12):151 张 伟，张文有，李宝栋 . 环境下凸轮 统的开发 J. 机械研究与应用，2007（ 2）： 9810 李志刚，罗佑新 凸轮反求工程中的应用 J2003,6:77 11 诸彩琴 统的开发 D江理工大学， 2008 12 秀明） . . 1998,15（ 1）： 5713 张小德 . 杆织机引纬机构共辘凸轮的动态设计分析 J009： 3814 of in J005,26(1/2):4115 高大牛，沈毅，刘春雷 多臂机选综共扼凸轮设计 J2012，（ 1）： 27文 翻译任务 阅读 10000 字符以上的外文文献，并至少翻译 5000 汉字的两篇外文文献，若一篇篇幅较长，则另一篇只需翻译开头部分。 计划进度： 3 起止时间 内容 研、信息汇总，文献查阅 相关企业进行技术交流 献综述 文翻译 题报告 理外文翻译，开题报告，文献综述 备开题答辩 动纺仿真、规律分析、优化设计 件设计 业论文撰写 、完成并提交毕业论文 理材料准备答辩 文答辩 实习地点 指导教师 签 名 年 月 日 系 意 见 系主任签名： 年 月 日 学院 盖章 主管院长签名： 年 月 日 用矢量方程计算共轭凸轮轮廓 摘要： 本文提出了一种确定共轭盘形凸轮的轮廓的分析方法。 对于共轭凸轮机构，它 的通过 两个中心的 连 线 和接触线 ，必须始终相交在一个公共点，这是一个 瞬间 的中心。 在此基础上，共轭凸轮和从动件之间的接触点，可以根据瞬 心的位置和从动件的位置确定。 然后，凸轮轮廓、切割器的路径和压力角可以用参数向量方程的形式表示。对于不同类型的共轭凸轮，这样的方程表达式是固定的，并用提供的实例来说明这种方法。该步骤是特别简单的程序。 关键字：共轭凸轮轮廓，瞬心，向量 符号： A 接触点 B 接触点 C 滚子中心 d 滚子中心的距离，从动平面的宽度 D 滚子中心 e 从动偏移量 E 点 f 凸轮中心到从动枢轴点的距离 G 刀具中心 H 刀具中心 瞬心 i 单位向量 j 单位向量 l 从动臂长度 L 凸轮中心到从动件中心平行于滚子的测量距离 凸轮的固定支点 从动摆臂的固定支点 q 凸轮中心到瞬心 Q 瞬心的位置 基圆半径 刀具 半径 滚子从动件半径 S 从动件运动方程 t 时间 点 (X,Y) 固定在凸轮上的直角坐标系 A， B 角度 从动摆臂的级联角度 凸轮转角 A 从动角位移函数 A, B 压力角 2 凸轮角速度 1 简介 从动件在凸轮机构中，在整个运动周期 内 总是与凸轮保持接触，这通常是通过积极驱动器或一个复位弹簧实现 的 。 与弹簧 的 加载相比 ,一个正常的共轭凸轮机构可以消除弹簧力，从而导致较低的接触应力 。这个重要的优势使得它特别适用于高速。然而，为了安全和可靠地执行其预期的功能，共轭凸轮必须设计得当，准确地制造。因此，凸轮轮廓和切割器中心的路径应该 要 确定地分析。 汉森和丘吉尔采用 包络 理论，提出了一种分析方法计算圆盘凸轮的 轮廓坐标。虽然 包络 理论并非总是在大学的微积分课程上讲授，但是这种方法已被广泛采用。另一方面， D 用 另一种 瞬心 方法，但他的贡献似乎没有引起 事实上，使用瞬间中心 的 分析方法可以提供 一个方便的方法来确定盘形凸轮轮廓及刀具的坐标 。此外，它不仅适用于 普通的弹簧式凸轮 ，也适用于共轭凸轮机构。 2 带有偏置直动滚子从动件的共轭凸轮 图 1显示了一个带有 偏置直动滚子从动件的共轭凸轮机构 。有 两个凸轮，固定在一个共同的轴上。 两个从动 滚子 ，安装到同一个 从动 件上 ，分别由共轭凸轮推向相反的方向。 在 凸轮 上以 它的固定支点 置一个 笛卡尔 直角坐标系（ X， Y），凸轮轮廓坐标就可以用凸轮旋转方向相反的角度 表示 ， 这是测量从凸轮径向参考线按凸轮旋转方向到凸轮与从动件枢轴点的中心之间的角度 。 图 2 带有偏置直动滚子从动件的共轭凸轮 这 种共轭凸轮机构可被视为一个 永久性的 临界形式并且必须始终具有三个瞬间速度中心。 如图 1所示中，这意味着， 正常的 两 条通过接触点的线和 中心线必须始终相交于一个共同点 ，即 瞬心 中 I 表示和下标表示相关 的 瞬间中心。 为了简单起见，在下文中，地面连接将始终编号为 1，凸轮 为 2， 从动 件 为 3。为了清楚起见，两个其他即时中心 13也 标记于 图中。 通过标记 即时中心 和 距离 q，凸轮上的点 2 （ 1） 其中 2是凸轮的角速度。为了让 有一个逆时针的角度，在本文中，凸轮顺时针旋转。 另一方面，对于 直动 从动 件 ，从动件上的所有点有相同的速度。因此， 从动 上的点 2( ) ( ) ( )Q d L d L d d LV d t d d t d （ 2） 其中， 22( ) ( ) ( )r r e S （ 3） 其中 径， 子从动件的 半径， e 是 偏移和 S 是 从动 件 的运动 方程 。 （由于凸轮是顺时针旋转，量 左边，则它是正数）。由瞬间中心的定义，即时中心 是 连 接 2（共轭凸轮）和 3（ 从动）的共同 点 ，具有相同的速度。因此，从方程（ 1）和（ 2） ( ) ( )d L d Sq （ 4） 因此 ，已 确定 ， 对于 每个指定的 值， 位于轴 中心 的 4）和点 3）确定 。 压力角是共同接触点处的法线和从动件运动方向之间的角度。对于凸轮 A，它是线 11 1 ( )t a n t a n( ) ( )A q e d S d （ 5） 因此， 轮廓 的参数方程为坐标的凸轮是 22O A O E E C C A （ 6） 其中 2 c o s ( 9 0 ) s i n ( 9 0 )O E e i e j （ 7） ( ) c o s ( ) s i L i L j （ 8） c o s ( 1 8 0 ) s i n ( 1 8 0 )f A f r i r j （ 9） 以相同的方式， 滚子 中心 d 之间的距离已被选定后，其他 滚 子中心 D 便 可以确定 。 由 轮的压力角 11 1 ( )t a n t a n( ) ( )B q e d S d L d （ 10） 同样，凸轮 22O B O E E D D B （ 11） 其中 ( ) c o s ( 1 8 0 ) ( ) s i n ( 1 8 0 )E D d L i d L j （ 12） c o s ( ) s i n ( )f B f r i r j （ 13） 在实践中，经常选择合理研磨磨损寿命大于 从动滚子 的切割机或砂轮。凸轮 用于切割的切割中心的位置也示于图 1。 由于切割 中心 和滚子中心必须位于一个共同的凸轮轮廓，通常由向外延伸的凸轮轮廓 和 由刀尖半径 长度获得刀具中心的位置。 换句话说，凸轮 A，切割器中心 G 和点 Q， A 和 C 必须始终 共 线。因此，刀具中心 G 的坐标的参数方程为 22O G O E E C C G （ 14） 其中 ( ) c o s ( ) ( ) s i n ( )c f A c f r r i r r j （ 15） 切割凸轮 的位置，也可以 用 相同的方式 表示 22O H O E E D D H （ 16） 其中 ( ) c o s ( 1 8 0 ) ( ) s i n ( 1 8 0 )c f B c f r r i r r j （ 17） 事实上，图 1 所示的共轭凸 轮轮廓可以通过应用这些方程，以满足下列要求来绘制 :当凸轮以摆线运动顺时针从 0到 100旋转时，从动件上升 20着 50处于远休止，再是以摆线运动的 100回程，剩余 110的近休止。两个从动滚子的半径都是 10偏移量 子中心之间的距离 13轮 0 3 带有平面直动从动件的共轭凸轮 图 2 显示了一个带有平面直动从动件的凸轮机构 。并在 凸轮上以它的固定支点 X， Y）， 凸轮轮廓的坐标可以用表示。 图 2 带有平面直动从动件的共轭凸轮 这种共轭凸轮机构可被视为一个永久性的临界形式并且必须始终具有三个瞬间速度中心。因此，它的 正常的两条通过接触点的线和中心线必须始终相交于一个共同点，即瞬心在这种情况下，这也意味着，两个接触点 A 和 B 和即时中心 通过标记即时中心 和距离 q，凸轮上的点 2 （ 18） 从动件上点 2( ) ( ) ( )Q d L d L d d LV d t d d t d （ 19） 其中 L( )是从动件的位移函数： ( ) ( )bL r S （ 20） 其中 的基圆半径和 S( )是从动件运动规律。由方程 (18)和 (19)得： ( ) ( )d L d Sq 因此，当 ( )被确定后，对于每个指定的值，点 中 21)确定，然后接触点 ( )确定。因此，凸轮 22O A O Q Q A （ 22） 其中 2 c o s ( 9 0 ) s i n ( 9 0 )O Q q i q j （ 23） ( ) c o s ( ) s i L i L j （ 24） 同样，凸轮 22O B O Q Q B （ 25） 其中 ( ) c o s ( 1 8 0 ) ( ) s i n ( 1 8 0 )Q B d L i d L j （ 26） 前所述，通常由刀具半径的长度 此，对于凸轮 A，刀具中心 22O G O Q Q G （ 27） 其中 ( ) c o s ( ) s i L r i L r j （ 28） 凸轮 22O H O Q Q H （ 29） 其中 ( ) c o s ( 1 8 0 ) ( ) s i n ( 1 8 0 ) d L r i d L r j （ 30） 图 2所示的共轭凸轮轮廓可以通过这些方程来绘制，并满足以下要求：当凸轮以摆线运动顺时针从 0到 140旋转时，从动件上升 22着 60处于远休止，再是以摆线运动规律做 100回程，剩余 60的近休止。两个从动滚子的半径都是 10轮 A 的基圆半径为 40动件的宽度 02 3 带有摆动滚子从动件的共轭凸轮 图 3 显示了一个带有摆动滚子从动件的共轭凸轮机构。在这种情况下， f 表示凸轮中心到从动枢轴点的距离， l 表示的从动臂长度。在 凸轮上以它的固定支点 X， Y），凸轮轮廓的坐标可以用表示，这是测量从凸轮径向 参考 线按 凸轮旋转方向到凸轮与从动件枢轴点的中心之间 的角度。 图 3 带有摆动滚子从动件的共轭凸轮 因为它是一个永久性的临界形式，它的两个正常线和中心线必须相交在一瞬间中心 Q。凸轮上点 2 （ 31） 其中 q= 2为凸轮的角速度。另一方面，从动件点 2( ) ( )( ) ( )f q f qd t d （ 32） 其中 ( )是从动件 2 2 21 ()( ) c o s ( )2f r r （ 33） 其中 半径， S( )是从动 件 运动 方程 。 从方程（ 31）和（ 32）并进行一些代数运算后： () ()( ) ( )11d （ 34） 由 22( ) 2 ( ) c o s ( ) l f q l f q （ 35） 由 22( ) 2 ( ) c o s ( ) l f q l f q （ 36） 其中是从动臂的包角，由 正弦定理： 1 s i n ( )s i n AA l （ 37） 由 1 s i n ( ) s i n AB l （ 38） 因此，凸轮 22O A O Q Q A （ 39） 其中 2 c o s ( 1 8 0 ) s i n ( 1 8 0 )O Q q i q j （ 40） ( ) c o s ( ) ( ) s i n ( )f A f Q C r i Q C r j （ 41） 凸轮 22O B O Q Q B （ 42） 其中 ( ) c o s ( ) ( ) s i n ( )f B f Q D r i Q D r j （ 43） 由 轮的压力角 9 0 ( )A A A （ 44） 由 轮的压力角 9 0 ( ) B B A （ 45） 正如前面所指出的，刀具和滚子中心必须位于凸轮轮廓的一个共同法线。 因此，通常由刀具半径 的长度 句话说，对于凸轮 A，刀具中心点G，点 Q， 共线。 因此，刀具中心 22O G O Q Q G （ 46） 其中 ( ) c o s ( ) ( ) s i n ( )f c A f c Q C r r i Q C r r j （ 47） 凸轮 也可以用同样的方法表示： 22O H O Q Q H （ 48） 其中 ( ) c o s ( ) ( ) s i n ( )f c B f c Q D r r i Q D r r j （ 49） 图 3所示的共轭凸轮轮廓可以通过这些方程来绘制，并满足以下要求：当凸轮以摆线运动顺时针从 0到 120旋转时，从动件顺时针摆动 30，接着 40处于远休止，再是以摆线运动规律做 120回程，剩余 80的近休止。支点之间的距离， f，是 80个从动臂都有 32个从动滚子都有 16凸轮的基圆半径 动臂的包角为 100。 5 带有平底摆动从动件的共轭凸轮 图 4显示一个带有平底摆动从动件的共轭凸轮机构。在这种情况下， e 代表从动面对于从动枢轴点的偏移 (图 4 显示的 e 是正的，如果从动面偏离枢轴点 是 面向凸轮的中心，它是 负 的 )。 在 凸轮上以它的固定支点 X， Y），凸轮轮廓坐标就可以用凸轮旋转方向相反的角度表示 . 这也是一个永久性的临界形式。它的两个法线和中心线必须相交在同一瞬间中心。凸轮上点 2 （ 50） 其中， q=于从动件点 2( ) ( )( ) ( )f q f qd t d （ 51） 其中 ( )是从动件 1( ) s i n ( )bA f （ 52） 其中 移量， S( )是从动件运动方程。从方程（ 50）和（ 51）并进行一些代数运算后： () ()( ) ( )11d （ 53） 由 ( ) s i n ( ) f q （ 54） 9 0 ( ) （ 55） 由 ( ) s i n ( ) f q （ 56） 9 0 ( ) （ 57） 其中是从动臂的包角。因此，凸轮 22O A O Q Q A （ 58） 其中， 2 c o s ( 1 8 0 ) s i n ( 1 8 0 )O Q q i q j （ 59） ( ) c o s ( ) ( ) s i n ( ) Q C e i Q C e j （ 60） 凸轮 22O B O Q Q B （ 61） 其中， ( ) c o s ( ) ( ) s i n ( ) Q D e i Q D e j （ 62） 由 凸轮 可以表示为： 1t a n ( ) c o s ( ) （ 63） 由 凸轮 可以表示为： 1t a n ( ) c o s ( ) （ 64） 正如前面所指出的，刀具和滚子中心必须位于凸轮轮廓的一个共同法线。因此，通常由刀具半径的长度 此，加工凸轮 A 的刀具中心 G 的坐标参数方程为： 22O G O Q Q G （ 65） 其中， ( ) c o s ( ) ( ) s i n ( )c A c Q C e r i Q C e r j （ 66） 加工凸轮 的坐标参数方程也可以用相同方法表示为： 22O H O Q Q H （ 67） 其中， ( ) c o s ( ) ( ) s i n ( )c B c Q D e r i Q D e r j （ 68） 图 4所示的共轭凸轮轮廓可以通过这些方程来绘制，并满足以下要求：当凸轮以摆线运动顺时针从 0到 120旋转时，从动件顺时针摆动 15，接着 50处于远休止，再是以摆线运动规律做 100回程，剩余 90的近休止。支点之间的距离， f，是 80个从动臂都有 32长度，两个从动滚子都有 14径。凸轮的基圆半径 0动臂的包角为 50。 6 讨论和结论 另一个经常遇 到的问题是凸轮设计时凸轮曲率的测定。所设计的凸轮轮廓在一定条件下可能有失真。然而，在描述凸轮轮廓的参数方程时，对凸轮轮廓的曲率可以精确计算。当削弱时，曲率半径由正到负变化。因此，对凸轮廓线的潜在失真可以检查分析。 共轭凸轮机构可以被看作是一个永久性的临界形式，两条法线和通过接触点的线，必须始终相交在同一瞬间中心 于指定从动件 系统参数 ，尺寸和运动 方程的凸轮机构 ，该机制的瞬间三中心可以 确定。根据瞬时中心位置和从动件的位置，凸轮与从动件之间的接触点，压力角和刀具中心位置可以用参数向量方程的形式表达。 外 文 翻 译 毕业设计 题目： 转电子多臂机共轭凸轮运动规律分析及设计 原文 1： by 文 1： 用矢量方程计算共轭凸轮轮廓 原文 2： 文 2： 共轭凸轮机构的模糊优化设计和运动仿真 t is to in of to s of a of be by of be of so 共轭凸轮机构的模糊优化设计和运动仿真 在共轭凸轮的设计过程中，最重要的是要选择从动件的运动规律。根据一些模糊的因素，包括凸轮的工作条件，经济，精度，运动学和动力学特性的运动规律，综合考虑一些相关因素，影响了从动件的运动规律，共轭凸轮的运动能力可以有效地通过模糊综合评价理论提高。在确认运动规律的过程中，负载和速度必须得到满足。所以，这两个因素都变成子因子的基本要求。其他因素包括工作条件，经济和精度等 。 附件三： 浙江理工大学本科毕业设计（论文）开题报告 班 级 机械 设计制造及其自动化 09（ 4） 姓 名 林天锦 课题名称 列共轭凸轮反求及设计软件开发 开题报告 （包括选题意义与可行性分析、研究的基本内容与拟解决的主要问题、总体研究思路及预期研究成果、研究工作计划等内容，非艺术类不少于 3000 字） 目录 1 选题的背景 及意义 内外 多臂机 研究现状和发展趋势 内外 凸轮 研究状况 外凸轮研究状况 内凸轮研究状况 轮运动规律及设计方法 题研究的意义 2 研究 的基本内容与拟解决的主要问题 题 研究的基本内容 解决的主要问题 3 研究思路、可行性分析及预期研究成果 究思路 题的可行性分析 期研究成果 4 研究工作计划 5 参考文献 成绩： 答 辩 意 见 （从选题、任务工作量、质量预期、可行性等几个方面） 答辩组长签名： 年 月 日 系 主 任 审 核 意 见 签名： 年 月 日 转式电 子多臂机共轭凸轮运动规律分析及设计 林天锦 （ 机械设计制造及其自动化 09(4)班 1 选题的背景及意义 内外多臂机研究现状和发展趋势 特斯莱 )在 1867年研制成功 第一 台多臂机（复动式半开口梭口），一般称之为 莱 )多臂机。此后的近百年时间内，虽然不断进行改进，但没有突破性的技术进展，直至上世纪 50年代这种情况才开始改变 1。目前，瑞士的 公司是多臂机生产领域里最大的赢家，其在多臂机的研制上主要经历以下几个阶段： 5060年代，典型产品型号为 100型、 200型、和 300型； 70年代，典型产品型号为 550系列、 1200系列、和 1400 系列（首次转换为旋转式）； 80年代至今，典型产品型号为2200系列、 2500系列、 2600系列 3和 2800系列。 基于现代电子和计算机相关技术的发展要求，我国在借鉴国外多臂机技术基础上，努力开发适应现代织物织造要求的先进产品，当前走在前沿的最具代表性的主要生产织造厂有以下几家 ： 1、 常熟纺织机械厂有限公司己成为国内最大的各类织机用系列多臂装置 提花装 置、凸轮开口装置的专业制造和研发企业。该公司经 过滚动式的技术改造，装备水平在国内同行中处于领先，现在已经具有年产十万台多臂开口装置的生产能力。 2、 浙江新昌鹤群机械有限责任公司生产的“鹤群” 牌多臂机系列产品在国 纺织 行业中有很高的知名度，其生产的 , 多臂装置系列产品以及 3、 江苏牛牌纺织机械有限公司是一家国家高新技术企业，创建于 1988年， 主要从事各种无梭织机开口装置的研发、生产、销售。目前己发展成为国内最大从事喷水织机、喷气织机、剑杆织机开口装置专业研发和生产基地之 一，年产系列积极式凸轮开口装置、高速智能化多臂开口装置达两万台 。 图 1 多臂机 随着计算机技术和电子技术的发展，结合新的机构设计理论和相关辅助软件的应用，多臂机的发展方向可以按照以下趋势发展 : 50系列和 2600系列机完全突破了 今把多臂机的机速提高到了 上，已能适应目前的织造要求，但为满足未来发展目标仍需不断突破，比如当前更高速的织机转速需要达到 1200r/和控制各方面起到直接重要作用，改善工人劳动强度和提高产品质量都有不可或缺的作用。 单一产品推向外能化，降低因产业织物和特种织物的不断更新而频繁换用各种产品的复杂性，使单一产品朝向多功能化方向发展。能否设计出结构简单紧凑，运行稳定和适应轻重不同的织物是多臂机永远追求的目标。 内外 凸轮机构研究 凸轮机构是一个具有曲线轮廓或凹槽的常用构件，只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且响应快速，机构简单紧凑 2。由于其平稳性好、运动特性好、重复精度 高、构件少、体积小、寿命长等优点，因而在各种机械中被广泛应用。 共轭凸轮是凸轮的组合形式，也称复式凸轮，由主、副凸轮合为一体构成一对共扼凸轮。自瑞士苏尔泽 (司把共轭凸轮专利技术应用于织机开始，共轭凸轮机构已在织机的几大机构上得到了应用。综框的上下运动、筘座的前后摆动。剑杆的往复运动等往复式的运动均能由共轭凸轮实现 3。 外多 凸轮机构 研究 在欧美各国，凸轮机构的研究从单纯的运动分析到动力学研究，从经验设计到优化设计，从手工加工到 展，很多学者为此做出贡献。三十年代，主要的 研究分析对象是低速凸轮机构的运动规律。至四十年代，凸轮机构的研究从经验设计过渡到有理论依据的动力学分析和运动学。六十年代，出现了比较完整的运动规律设计， 、九十年代，学者先后发表了多篇有关凸轮机构优化设计方面、凸轮振动和动态响应等动力学性能方面的论文 4。后来多种仪器，如高速摄影机、动态应变仪和加速度分析仪等的应用，促进了高速凸轮的动力学研究。 此外，日本也特别重视凸轮机构的研究，不少专家学者和 凸轮制造公司为此做出贡献。精密间歇机械凸轮分度器专业生产厂家 株式会社三共制作所（ 对凸轮有 50 年的研究、开发、生产的历史。山梨大学牧野洋教授研发了几乎包括全部凸轮曲线的三角函数通用凸轮曲线。日本学者注重将研究成果应用到实际产品的开发中，重视凸轮机构与电子技术的结合，拓宽了凸轮机构的应用范围。 内凸轮机构研究 我国对凸轮机构的研究有多年的历史，自 80 年代以来取得较大的成果： 1983 年全国第三届机构学学术研究会上，仅 8 篇有关凸轮机构的论文。至 1988 年第六届会议，已经增加到 20篇。 1990 年第七届会议，论文数增加至 22，并且增加了 5。 90年代，各大高等院校对凸轮研究做出巨大贡献：如上海交通大学、合肥工业大学等在凸轮理论应用研究方面取得较大科研成果；天津大学关于分度凸轮机构的研究，取得国家自然科学基金的支持；陕西大学因“高速高精度间歇转位凸轮分度机构得陕西科技进步二等奖 6。 尽管如此，与世界先进国家相比较，我国对凸轮的研究、设计、制造和应用还存在较大的差距，特别是对于共轭凸轮的轮廓曲线设计以及凸轮轮廓曲面的制造。共轭凸轮应根据剑杆的运动 特性和动作配合要求来设计，主要采用逆向设计的思维进行凸轮轮廓的设计，然后进行曲线和曲面的功能优化分析 7。 轮运动规律及设计方法 凸轮机构 常用的运动规律主要有以下 几种：（ 1）余弦加速度运动规律，又称为简谐运动规律，它的加速度按余弦规律变化，位移按简谐运动规律变化；（ 2）正弦加速度度运动规律，又称摆线运动规律，它的加速度按正弦规律变化，位移按摆线在纵坐标上的投影规律变化；（ 3） 3多项式运动规律，它的位移按 3多项式变化；（ 4）改进等速运动规律，这种运动规律中间有一段为等速 运动规律，始末两段用其他曲线过渡，一般多用正弦加速度运动规律过渡，可避免冲击；（ 5）改进梯形加速度运动规律，这种运动规律由 5段曲线组成，第一、三、五为正弦加速度运动规律，一般采用 ；而第二、四段为等加速度、等减速运动规律； （ 6）改进正弦加速度运动规律，这种运动规律由三段组成，在行程的中间一段为周期较长的正弦加速度运动规律，而在行程的始末两段为周期较短的正弦加速度运动规律。这样可使行程的始末部分位移变化比较明显，便于制造和检测。同时可使行程中间部分的速度和加速度变化比较缓和，运动学性能更好 7。 凸轮廓线的设计方法有图解法和解析法两大类 . 图解法一般采用反转法，按比例作图求解，繁琐且误差较大，工程实际中应用较少 ， 目前采用解析法设计凸轮廓线的一般编程算法为：首先输入参数，然后用循环语句逐一判断其是否在推程、远休止段、回程、近休止段中，接着选择其从动件运动规律并计算位移等数据，最后绘出凸轮廓线 67。 国内的凸轮设计和制造技术水平与国外相比还有一定的差距，特别是对于共轭凸轮的轮廓曲线设计以及凸轮轮廓曲面的制造。共轭凸轮应根据剑杆的运动特性和动作配合要求来设计， 主要 采用逆向设计的思维进行凸轮轮廓的 设计，然后进行曲线和曲面的功能优化分析 8。 题研究的意义 纺织业作为国民经济中的重要部门，对国家经济的发展有着巨大的影响。其中控制左右纺织产品产量和质量的直接作用者 纺织机械，一直以来都被视为促进纺织企业发展、提升纺织产业国际竞争力的关键因素。多臂机作为纺织机械中的一种重要纺织配套装备，在提高纺织产品生产效率和提升纺织产品质量上都起到了至关重要的作用。 但是，国内的凸轮设计和制造技术与国外相比还有一定的距离，高精度共轭凸轮的设计和制造一 直 是各大科研院校和制造厂家所要攻克的难点。目前，国内企业 设计不完善， 通常是通过反复测量后进行仿造，不知道其机理， 如图 1所示， 制造出来的凸轮产品性能较差，
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