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间隙运动机构运动分析及创新设计试验平台研制【19张图/15000字】【优秀机械毕业设计论文】

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间隙运动机构运动分析及创新设计试验平台研制【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

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一个间歇运动机构的分析与设计.doc---(点击预览)

KHV分度凸轮机构.doc---(点击预览)

KHV indexing cam mechanism.pdf---(点击预览)

D1301060426JX00.pdf---(点击预览)

A0-不完全齿轮机构总装.dwg

A0-共轭凸轮总装.dwg

A0-棘轮机构总装.dwg

A0-槽轮机构总装.dwg

A2-拨盘.dwg

A3-主动齿轮.dwg

A3-从动齿轮.dwg

A3-共轭凸轮.dwg

A3-槽轮.dwg

A3-转盘.dwg

A4-不完全齿轮轴.dwg

A4-偏心轮.dwg

A4-凸轮轴.dwg

A4-摆杆.dwg

A4-棘爪.dwg

A4-棘轮.dwg

A4-棘轮轴.dwg

A4-槽轮轴.dwg

A4-连杆.dwg

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关键词：: 间隙运动机构分析创新立异设计试验实验平台研制优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份，47页，15000字左右。
任务书一份。
开题报告一份。
综述报告一份。
外文翻译一份。

图纸共19张，如下所示
A0-不完全齿轮机构总装.dwg
A0-共轭凸轮总装.dwg
A0-棘轮机构总装.dwg
A0-槽轮机构总装.dwg
A2-拨盘.dwg
A3-主动齿轮.dwg
A3-从动齿轮.dwg
A3-共轭凸轮.dwg
A3-槽轮.dwg
A3-转盘.dwg
A4-不完全齿轮轴.dwg
A4-偏心轮.dwg
A4-凸轮轴.dwg
A4-摆杆.dwg
A4-棘爪.dwg
A4-棘轮.dwg
A4-棘轮轴.dwg
A4-槽轮轴.dwg
A4-连杆.dwg

摘要
在许多机械设备中，尤其是自动和半自动机中，由于生产工艺的需求，往往需要机构实现周期性的转位、分度以及作带有瞬间停歇或有停歇区的断续性运动。
总的来说，间歇运动机构根据其不同的结构特征和运动原理，可以分为两大类：一类是实现步进运动的间歇运动机构，如棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、共轭盘形分度凸轮机构等；另一类是实现瞬间停歇或停歇区的间歇运动机构，如凸轮-连杆组合机构以及差动链轮机构。
由于间歇机构传动的间歇特性以及设计难度较大，所以现实生活中，对于间歇机构运动分析的试验平台还是比较少见的，本文着重对常见的几种可以实现步进运动的间歇机构进行设计，通过理论初设计时确定机构的动停比，在试验台上安装相应传感器，对运动的间歇机构进行数据的采集，绘制出间歇机构的运动曲线，对机构进行运动的分析，确定机构在理想工况下的传动特性，从而对后期机构的矫正与优化提供一定的帮助。
关键字：间歇运动机构；传感器；步进运动；试验台

Abstract
In many machinery and equipment，Especially in automatic and semi-automatic machines , Due to the demand of the production process, Often requires agencies to achieve a cyclical translocation, indexing and with instantaneous stop or stop intermittent motion.
Overall, Intermittent mechanism can be divided into two categories according to their different structural characteristics and movement principle, One is stepping movement intermittent motion mechanism, such as Ratchet mechanism, Geneva mechanism, incomplete gear mechanism, conjugated disc-shaped indexing cam mechanism and so on; The other is instantly stop or rest area intermittent motion mechanism, such as Cam - connecting rod combination mechanism and differential sprocket mechanism.
Due to the intermittent transmission characteristics of intermittent institutions as well as design more difficult,, in real life, the test platform for intermittent motion analysis is still relatively rare. This article focuses on several common stepper motion can be achieved intermittent do a parametric design. Determined by the theory of the early design agency of the Proportion of movement and rest. Sensor installed on the test stand, collect the data of the Intermittent movement mechanism, Measuring the angular displacement of its movement, the angular velocity, Analysis of the motion of the institutions, Determining mechanism in the transmission characteristics of the ideal conditions, Correction and optimization of the late institutions to provide some help.
Key words:Intermittent mechanism;Sensor;stepper motion；Test bench

目录
摘要
Abstract
第1章绪论 1
1.1 间歇机构的背景 1
1.2 国内外研究现状及发展趋势 1
1.2.1 国内外间歇机构研究现状 1
1.2.2 国内外间歇机构研究趋势 3
1.3 本次设计的内容和意义 3
第2章间歇运动机构的设计 4
2.1 棘轮机构的设计 4
2.2 槽轮机构的设计 7
2.3 不完全齿轮机构的设计 10
2.4 共轭盘形分度凸轮机构的设计 16
第3章间歇运动机构试验平台 26
3.1试验台的简介 26
3.2电机的选择 29
3.3减速器的选择 29
3.4旋转编码器的选择 30
3.5 带的设计 31
3.6 轴的强度校核 32
第4章间歇机构的运动分析 33
4.1 槽轮机构运动分析 33
4.2 共轭凸轮运动分析 36
第5章总结与展望 40
参考文献 41
致谢 42

课题名称间隙运动机构运动分析及创新设计试验平台研制
主要任务与
目标随着制造业的不断发展，各种各样的自动化机械设备应运而生。这些自动化机械设备为了满足多种多样的机器工作原理和生产工艺动作的需要，在机械运动方案设计中常常要采用一些机构来实现周期性的转位和步进分度动作，以及需要实现瞬时停歇运动和带有停歇区间的断续性运动。实现以上运动的机构系统称为间歇运动机构。间歇运动机构由于其不同的结构特征和动作原理，可以分成两大类：一类是实现步进运动的间歇运动机构，如棘轮机构、槽轮机构、针轮机构、不完全齿轮机构、共轭盘形分度凸轮机构、圆柱分度凸轮机构以及弧面分度凸轮机构；另一类是实现瞬时停歇运动或实现停歇区的间歇运动机构，如凸轮-连杆组合机构以及差动链轮机构。
设计一台间隙运动机构运动分析及创新设计试验台,要求能改变不同间隙运动机构结构形式，可用于间隙运动机构运动动态测试分析的试验平台。
该同学在本课题中
主要任务是：
1、了解间歇运动机构运动分析实验台研制目的。理解不同间隙运动机构的基本原理。确定完整试验平台系统总体方案：
2、试验平台机械结构二维装配图一份及主要零件加工图若干份
3、不同间隙运动机构运动学分析及运动仿真设计
4、相关测试用传感器、型号选定及按装机架设计。
目标：
完成间歇运动机构运动分析实验台机构结构设计、传动电机及调速方法选择、相应传感器的按装设计、机械结构设计。
主要内容与基本要求
主要设计内容有：
1、了解间歇运动机构运动分析实验台研制目的。理解不同间隙运动机构的基本原理。确定完
整试验平台系统总体方案：
2、试验平台机械结构二维装配图一份及主要零件加工图若干份
3、不同间隙运动机构运动学分析及运动仿真设计
4、相关测试用传感器、型号选定及按装机架设计。
基本要求：
要求学生掌握： Auto CAD画图软件及PRO/E画图软件
按照课题内容，完成毕业设计要求的各种文档，包括文献综述、开题报告、外文翻译及毕业设计论文等。
严格按照进度安排，保质保量完成所承担的任务；遵守实验室规定。
主要参
考资料
及文献
阅读任务查阅与课题有关的文献（论文、书籍或手册等）不少于10篇（部），写出符合要求的文献综述报告。主要参考文献如下：
[1] 关玉明;张文雅;肖艳春;王兴,《机械设计与制造》2009年第07期
[2] 胡青春,莫海军《机械科学与技术》2003年第05期
[3] 邹慧君;张青;王学武《机械设计与研究》2006年第01期.
[4] James G Montagnino．Drive Mechanisms． Int CL F16H27／04，US3918313，Nov,ll，1975
[5]Gonzalez-Palacios and Angeles，J．,"The Generation of Contact Surface of Indexing Cam Mechanisms—A Unified Approach”．Journal of Mechanical Design,ASME，1994
外文
翻译任务阅读2篇以上（10000字符左右）的外文材料，完成2000汉字以上的英译汉翻译。英文文献参考
[1] KHV indexing cam mechanism:a new intermittent mechanism
[2] Analysis and design of an intermittent motion mechanism

计划进度：
起止时间内容
2012.11.15 下达毕业设计内容
2012.11.16~2013.1.1 调研、信息汇总，文献查阅分析
2013.1.2~2013.1.14 外文翻译、文献综述、开题报告，并熟悉相关知识
2013.1.15 开题答辩
2013.1.16~2013.2.06 间歇机构试验平台的整体方案设计
2013.2.07~2013.2.27 试验平台设计及零部件设计
2013.02.28~2013.03.08 试验平台装配
2013.03.09~2013.04.09 绘制装配图及主要零件图
2013.04.10~2013.04.25 结构改进设计及毕业论文撰写
2013.04.26~2013.05.06 完成并提交毕业论文
2013.05.07~2013.05.20 整理材料准备答辩
2013.05.21~2013.05.29 论文答辩
课题名称间歇运动机构运动分析及创新设计试验平台研制
开题报告
目录
1 选题的背景与意义
1.1 国内外研究现状和发展趋势
1.2 间歇机构试验台研究意义
2 研究的基本内容与拟解决的主要问题
2.1 基本内容
2.2 拟解决的主要问题
3 研究的基本内容与拟解决的主要问题
3.1 研究思路方案
3.2 可行性分析
3.3 预期研究成果
4 研究工作计划
参考文献

间隙运动机构运动分析及创新设计试验平台研制

内容简介：: , : of , : A by:, : , 2005 , HV a s s 3 004 95440605HV is a to HV of H on of a a in a of HV of s is on of s on by a of a of in of 18. In of 9. to 0. 11 a at A of an 12. 13, 14 of of In is HV is a is a of As of be in a be to on of of in a of is as , of HV , I, of s in , 4, , of . a of in 00030, s 005 219 : J. , F of a to a 1. A is of an g, an an a in b. of , g is by ,is a of a to 1 is as of In of g in b by a In at a of g of g is by to HV as to of , g is a in b, I, in in g b is b, is is no an 2)a of an it is as of HV I of 13. In is on of F of of of of as 3. g, of an of b g, on b, a to g is of g. We e of b(of of in z. of is of g is i(i 1, .,z) of H, 3, on of b, H is on of of 1 of a I)2 3 of 688 219 : J. 16204#005, t) t)C0 uH(t)t)t 0, i 1, 2, .,z (1)I, as 4. In of an is an of b g, to b, a to g, of g. e of z. of in b is of of g is i(i 1, .,z) of H, Ti,. In I, a t) H t) t)t 0, i 1,2, .,z (2)of 1) 2), it is of is of by in to be to is 1) 2) ) ) (3) ) (4)3) 4), , is z (5)0(z ) (6)of by t) ) 2(n )ug(t) )I, is z (9)0z (10)of in I a t) ) 21)ug(t) 2) of of I, In 100, n 12, to of an d 1 6, d 1 1 4 of I 5 of 89005 219 : J. , F it is a of ). t) t)t)t) t)t)t 0, i 1, 2,. ,z(13)If of a of be Ii(in ), Oi(in I). in of of is on of on by is 1, of 2. of is to of 15we of in of we is by we I(in O(in is by on we I(in O(in , by by of (O)n(O) (14)I, by by I, OO(15) of I by 7, of is 0.6 8, 6 of 7 )8 I)690 219 : J. 16204#005, of a a is a is To a to of of of in 1in . 01, of in be 0P is in it on be by a of is a 0 F 1 2 of I, (a) of an (b), (c), d) (e) is of of (f) g) in (h) is of 11 of )9 of a 10 91005 219 : J. , is 2), is b, is a of 1). an in a g, of g in In at a is on g, b is an as 3 of of (11) in a a) of an (b), (c), d) of (e) is of of (f) g) (h) is of of 12 of I)13 of 219 : J. 16204#005, F of ) to of 4 of of of in a as on of by it is to s 50 r/by of is of of be of HV a to a be I) to of to a be a is an in is of on of HV is in is 50175077. in R. J. 1949, 93C. N. 1952,143P. W. 1965(4 J. H. 972 (5 J. S. G. 1977( 6 J. 1978(7 F. Y. 982 ( 8 P., X., T. of 1988,23(4), 313M. A. J. of of 1990. 2, 359M. A. J. of a J. 1994, 116, 315M. A. J. of of a J. T度凸轮机构：一种新的间歇性机制机械工程学院，上海交通大学，上海，中华人民共和国 2机械工程学院，天津大学，天津，中华人民共和国摘要：具有种类型的行星传动的结构类似少齿差，其中 H 表示的枢转臂，和本文重点介绍的是在这样一个新的机制中，间距曲线和一个凸轮轮廓的生成。对出凸轮的曲线方程。对凸轮的节距曲线的偏移量进行布尔运算，然后得出凸轮的轮廓曲线。在此之后，被消除凸轮轮廓上的尖点，由一个特定的厄米曲线取代。下文将展示这三种类型的动画，并呈现这样一个机制的原型。关键词：间歇机构，分度凸轮机构，行星传动 1、介绍：分度凸轮机构在工业中被广泛使用。平行分度凸轮机构，弧面分度凸轮机构，圆柱分度凸轮机构，这三种传统类型的机构在今天广为人知 81 。近年来，一些新的索引的类型的凸轮机构也有报道，例如，冈萨雷斯洛杉矶报道的凸轮和从动件之间直接接触的合成的球形分度凸轮机构 9 。这个类型的球面分度凸轮机构，包括滚筒 10 。冈萨雷斯洛杉矶 11 还提出了统一的方法，目的在于分度凸轮的合成机制与直接接触传递。西冈和西村报道了一类新型的有内部凸轮的平行分度凸轮机构 12 。张 13 14 对于分度凸轮机制，创建了一个新的概念提出了两种类型的这种机构。在本文中，这个概念延伸到是一个间歇运动机中构具有的机制适合某些需要大量停止的工作环境。在该机制中由于大部分的滚子可以与凸轮接合，所以可以得到更高的强度和更紧凑的设计。这一新的机制的索引驱动器的适用范围将扩大到更广泛的行业应用。 2、设备结构：一个计划描绘在图 1。摆线减速机由一个行星齿轮，有偏心率的输入轴 H（旋转手臂）和固定在太阳齿轮子组成。对于纯旋转运动的输出轴一个平行四边形机构的设备作为一个。 1也被用来作为该计划的新机制。在这样的机制中，行星齿轮由一个凸轮运动过程中，输入轴旋转的行星齿轮星齿轮根据凸轮，中的行星齿轮滚子被固定在太阳齿轮型，其中滚子被固定在行星齿轮太阳轮齿输出轴的太阳齿轮是固定的，该机制是不再是一个行星齿轮机构，而是从一个行星齿轮机构倒退变为一个普通齿轮传动机构。（图 2）因为这样的退变机制也能完成间歇运动的任务。这被叫做退变型的于型机构的研究工作在先前已经被张报道过了。在本文中，都集中在所有这三种类型的合成。轮的节距曲线：根据前面提到的对于该机制的布局和其组成部分的相对运动，在图 3 构造出了坐标系统和型机构的参数。考虑三个结构：定坐标系入轴行星凸轮有关的相对坐标系统且们假设，太阳齿轮 i）为太阳齿轮 b 中滚子的数目是 z。输入轴，行星凸轮的角位移是 g。分别让 i= 1， .，z）代表各滚子的中心。三个位置向量，也示于图 3中，其中 b。他们之间的关系是：对于，坐标系和参数的构造如图 4 所示，在这样的类型里， g 所扮演的角色的行星滚子齿轮， b 是一个内部的凸轮，和 H 是有偏心率的输入轴。别表示太阳齿轮 b 和滚子齿轮 g 的中心。固定坐标系刚性地连接到凸轮 b 的内部，输入轴 H 以一个恒定的角速度绕点转。移动坐标系统刚性地连接到滚子子齿轮 g，滚子齿轮 g 的旋转中心。此外，子齿轮 g 的半径为太阳齿轮 b 中的滚子的数目是 z。输入轴，行星凸轮的角位移是 g，分别让 i= 1， .， z）代表各滚子的中心。三个位置向量，用在这里，具有与类型们有着不同的关系：方程（ 1）和（ 2）应满足从等式（ 3）和（ 4）中，根据 I 型，得到下面的表达式：然后，输入轴和输出轴的位移是由下面的等式定义的：对于，可以获得另一种表达方式：在中的输入轴和输出轴的位移有不同的定义：构的输入和输出之间的关系从方程（ 1）和（ 2），可以看出，两种类型的节距曲线由它们相应的组中的每个方程所确定的几个曲线构成。每个曲线彼此连接，以确保该节距曲线的凸轮是连续的。然后，图 5 和 6 中的参数分别提供了 I 型和机构的节距曲线。在这两种类型中， 00 中， n=12，改性的正弦运动用于生成节距曲线。图 5 还显示了每一块曲线之间的带有星号的连接点，其中 d= 6 中， d= 1， 4、凸轮的轮廓：尔运算虽然星轮的凸轮曲线的间距是一个闭合曲线，但是由于曲线互相相交（图 5 和图6），所以它不是一个简单的平面曲线。鉴于作为电机曲线的平面分析曲线偏移量曲线中被定义为：其中，别表示到部和外部偏移的单位法线矢量，如果行星凸轮的间距曲线是一个简单的曲线，行星凸轮的轮廓将变成内部偏移曲线 I 型），或外部偏移曲线）。因为节距曲线上某些地方发生互相相交，行星凸轮的轮廓就由内部和外部的偏移量上的若干处组成。要确定的行星凸轮的轮廓，就要在由简单的曲线围成的区域上引入一个布尔算法。假设曲线围的区域，曲线围的区域。在这里，三种布尔运算互相联系：合并示为让交，表示为让减，表示为环布尔运算）的算法用来计算凸轮的轮廓。这里应用的法是 15 通过采用布尔运算，我们得到了各类型的凸轮轮廓的表达。由于相交也会引起节距曲线的偏移，我们首先将偏移量分成两部分：一个是由自相交部分包围的区域，我们称为部偏移曲线）和部偏移曲线）。另一个是由不相交部分包围的区域，我们称为部偏移曲线）和部偏移曲线）。对于型，用交集减去并集来表示凸轮轮廓围出的面积对于，凸轮轮廓围成的面积并集来表示：图 7 和图 8 分别表示类型 I 和类型成的凸轮轮廓，由经过布尔运算的图 5和图 6 中获得。另外，在如图 7 所示，滚子的半径计算中图 8 中，轮轮廓的平整度在凸轮轮廓上，连接两个偏移量的点，即，交点，成为一个尖点。这样的尖点是在轮廓中的一个弱点，它的曲率是无穷大的，容易折断。为了消除尖点，尖点附近的曲线替换为一个线。由于几个滚子与凸轮同时啮合，更换不会影响机构的输出。图 9 示出了的一个尖点附近的局部区域，其中位于尖点 P 两侧的点。鉴于结束点有在这些点上的凸轮轮廓的切线向量，线可以很容易地被定义。因此，曲线以从凸轮轮廓上除去，用线嵌入来代替。每个轮廓上的尖点可以被除去，取而代之的是一个特定的线。在此之后，凸轮轮廓就变成一个简洁，流畅，连续的曲线。图 10 表示的是前面提到的改变之后的凸轮轮廓。 5、机构的运动图片图 11 和 12 分别显示了行星索引机制的动画（ I 型和），（ a）显示一个间歇运动期间的开始，（ b） (c)和（ d）是在运动期间的相位，（ e）是运动期间的结束，也是停留时间的开始，（ f）和（ g）是在停留期间内，（ h）是这个间歇运动周期的结束和下一个的开始。 6、倒退机构考虑 V 被固定（图 2），输出轴是太阳齿轮 b，这个机构是一个行星齿轮机构的退变机构，与内部平行索引机构相比，在这样的退变机构中输入轴是 H，而不是凸轮 g，凸轮 g 在任何运动期间都没有角位移，在运动过程中，输入轴 H 以均匀的速度转动，行星凸轮没有角位移，滚子齿轮 b 的旋转是一种间歇运动。对行星齿轮机构来说也一样。图 13 显示出了 I 型（图 11）的一个运动期间中退变机构的动画，其中，（ a）表示间歇运动期间的开始，（ b） ,(c)和（ d）是运动期间的相位，（ e）是运动期间的结束，也是停留时间的开始，（ f）和（ g）是在停留期间内，（ h）是这个间歇运动周期的结束和下一个的开始。 7、机构的原型用已取得的原型机构（ I 型）来验证其该机制的可行性，图 14 分别显示出了行星凸轮，凸轮和滚子的组装，以及原型外观的照片。凸轮是用一个线性切割机，而不是削制造的，因为在凸轮轮廓上有一些槽。用线切割制造的凸轮并不十分准确，但是用以测试该机构的可行性是足够的。该原型机构通过驱动马达皮带链实现了 250 转 /分的速度。这个原型机构证明，度凸轮机构的概念是可行的，成功的。另一个样机已经被制造用来对这种机构的定位精度，最高速度，振动和噪音等性能的测试，第二个原型机构的性能测试报告将在后面提交。 8、总结度凸轮机构的布局采用了类似于摆线减速器的结构，根据凸轮的滚子对的不同布局，该机制可以被设计成两个不同的类型（ I 型和）。把输出轴这样得到的一个退变机构，也是一个间歇运动机构。由于节距曲线自的相交，异常的凸轮轮廓就由若干节距曲线内部和外部的偏移区域组成。这一机制的原型证明度凸轮机构的概念是可行的，并在工业上拥有极大的潜力。参考文献 : 1、 R. J. . 1949, 93 96 2、 C. N. ., 1952,143 160 3、 P. W. M 1965( 4、 J. H. J1972 ( 5、 J. S. G. , 1977( 6、 J. , 1978( 7、 F. Y. 982 ( 8、 P., X., T. of 1988,23(4), 313 318. 9、 M. A. J. of of a 990. 2, 359364 10、 of of a J. 1994, 116, 315 319 11、 M. A. J. M. A. J. of of a J. T. 1994, 116,369 374. 12、 M. T. of : J. 1998,212, 577585. 13、 C. A of 1995, 15, 871 873 ( 14、 H. C. of . 2003,39, 13 16. 15、 R. F. 1996, 230 239 ( 一个间歇运动机构的分析与设计 G K 械工程与应用力学系，宾夕法尼亚大学，费城，美国内容简介这里描述的是一个非传统的凸轮和滚子安装方式的间歇运动机构的设计。在该机制中，凸轮被滚子曲柄替代用作连续的输入部件，既要完成一个完整的旋转，并且每转一圈要一直保持接触。这一新的机制给出了单个或多个不同的暂停期间，暂停间距。此外，与直链或弯曲槽的槽轮机构相比，含此机构而出现各种各样更好的动态特性的间歇运动是可能的在本文中，设计公式用来确定满足运动学和动力学性能机制要求的凸轮轮廓。 1、介绍尽管电子和电气的硬件和软件很先进，在许多实际应用机械的协调运动也不能免除（ 1）。合并部件，提高了可靠性，成本低，和减轻重量是一些机械控制的机器的优点（ 2）在本文中，考虑在两个旋转的平面中函数产生的问题。相关的，凸轮从动件系统和齿轮被广泛用于此目的。凸轮随动系统是比其他两个更通用的，因为它们的旋转输入凸轮与摆动从动可被设计用以实现更广泛的不同的功能之间的关系。在常规的单凸轮随动系统中，如果其中所述凸轮驱动从动，两个凸轮和从动件的完整的旋转是不可能的。槽轮机制，星轮，共轭凸轮，棘轮，擒纵，是一些现仅有的，实现间歇运动的方法（ 3）。这些设备中最流行的槽轮机制，是一种特殊类型的凸轮随动系统，可能具有三个或更多段的间歇运动。然而，这是涉及间歇的驱动和从动部件之间的接触。这导致高的加速度和加加速度（加速度的时间导数），阻碍了其在高速应用中的性能。用系列普通槽轮与弯曲槽轮（ 4,5）进行串联。非线性弹簧槽轮（ 6），双曲柄槽轮（ 7），和一个四杆机构跟槽轮（ 8）结合的一些方法，以改善高速性能的槽轮机制。 )提出了一种用接触表面进行分度的装置，但在这项工作中有本不可接受的角度为 90的平面凸轮。跟这些机制相反，在本文提出的凸轮随动设备所提供的间歇运动，凸轮和曲柄滚子总是接触的，并且传输指标在可接受的限度内。不同于大多数其他的间歇运动装置，即使在高速行驶时，它因为没有出现间歇的影响，可以被设计为具有更好的性能，可以得到单个或多个非均匀的停留期间。通过指定适当的运动，最大加速度和加加速度可以最小化。此外，适当的传输标准，也可以在设计过程中被纳入。本装置的构造也很简单，因为它只有两个成员，每个都是让独立的固定支点和滚子接触，让他们一起旋转。应当指出，许多功能运动之一的停顿运动，可以用这个机制来实现。 2、运动学分析本文考虑的平面凸轮随动系统的物理排列的示意图在图 1中示出。滚子曲柄和凸轮分别绕两个固定点 0旋转。安装在滚子曲柄的自由端处的滚子是与凸轮接触的。滚子曲柄和凸轮的旋转通过和表示，应该包括满足充分的实际使用的间歇和反转运动。输标准传动角经常被用来作为传输标准。一个由 0)提出的压力角的定义是“被施加的输出力的方向和施加点上的速度之间的锐角。由于传动角是压力角的补，前者可以定义为”标准的和输出点通常的路径之间的锐角“。在凸轮随动系统中，力的方向是沿正常的接触点共同的方向。当滚子曲柄驱动凸轮时，压力角和传动角在图 1中所示。传动角的理想值是 90，因此它应该是尽可能接近 90。在本文中，上述定义的传动角将被用作传输效率的标准 . 参考文献（ 1） 1997,o.8,（ 2） .,1997,997, 3） 1972,（ 4） .,u,J.,1991,of a 991, 5） 1998,of a 998,（ 6） 1995,of 995,（ 7） 1993, （ 8） .,.,1960,74,643（ 9） .,1994,of 994,（ 10） .1980,of 1 浙江理工大学本科毕业设计（论文）任务书黄陆杨同学（机械设计制造 09（ 4）班）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。课题名称间隙运动机构运动分析及创新设计试验平台研制主要任务与目标随着制造业的不断发展，各种各样的自动化机械设备应运而生。这些自动化机械设备为了满足多种多样的机器工作原理和生产工艺动作的需要，在机械运动方案设计中常常要采用一些机构来实现周期性的转位和步进分度动作，以及需要实现瞬时停歇运动和带有停歇区间的断续性运动。实现以上运动的机构系统称为间歇运动机构。间歇运动机构由于其不同的结构特征和动作原理，可以分成两大类：一类是实现步进运动的间歇运动机构，如棘轮机构、槽轮机构、针轮机构、不完全齿轮机构、共轭盘形分度凸轮机构、圆柱分度凸轮机构以及弧面分度凸轮机构；另一类是实现瞬时停歇运动或实现停歇区的间歇运动机构，如凸轮设计一台间隙运动机构运动分析及创新设计试验台 ,要求能改变不同间隙运动机构结构形式，可用于间隙运动机构运动动态测试分析的试验平台。该同学在本课题中主要任务是： 1、了解间歇运动机构运动分析实验台研制目的。理解不同间隙运动机构的基本原理。确定完整试验平台系统总体方案： 2、试验平台机械结构二维装配图一份及主要零件加工图若干份 3、不同间隙运动机构运动学分析及运动仿真设计 4、相关测试用传感器、型号选定及按装机架设计。目标：完成间歇运动机构运动分析实验台机构结构设计、传动电机及调速方法选择、相应传感器的按装设计、机械结构设计。 2 主要内容与基本要求主要设计内容有： 1、了解间歇运动机构运动分析实验台研制目的。理解不同间隙运动机构的基本原理。确定完整试验平台系统总体方案： 2、试验平台机械结构二维装配图一份及主要零件加工图若干份 3、不同间隙运动机构运动学分析及运动仿真设计 4、相关测试用传感器、型号选定及按装机架设计。基本要求：要求学生掌握：图软件及画图软件按照课题内容，完成毕业设计要求的各种文档，包括文献综述、开题报告、外文翻译及毕业设计论文等。严格按照进度安排，保质保量完成所承担的任务；遵守实验室规定。主要参考资料及文献阅读任务查阅与课题有关的文献（论文、书籍或手册等）不少于 10 篇（部），写出符合要求的文献综述报告。主要参考文献如下： 1 关玉明 ;张文雅 ;肖艳春 ;王兴 ,机械设计与制造 2009 年第 07 期 2 胡青春 ,莫海军机械科学与技术 2003 年第 05 期 3 邹慧君 ;张青 ;王学武机械设计与研究 2006 年第 01 期 . 4 L 04，1975 5J ,A 1994 外文翻译任务阅读 2 篇以上（ 10000 字符左右）的外文材料，完成 2000 汉字以上的英译汉翻译。英文文献参考 1 a 2 of an 划进度：起止时间内容达毕业设计内容研、信息汇总，文献查阅分析文翻译、文献综述、开题报告，并熟悉相关知识题答辩 3 歇机构试验平台的整体方案设计验平台设计及零部件设计验平台装配制装配图及主要零件图构改进设计及毕业论文撰写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（ 4）班姓名黄陆杨课题名称间歇运动机构运动分析及创新设计试验平台研制开题报告目录 1 选题的背景与意义内外研究现状和发展趋势歇机构试验台研究意义 2 研究的基本内容与拟解决的主要问题本内容解决的主要问题 3 研究的基本内容与拟解决的主要问题究思路方案行性分析期研究成果 4 研究工作计划参考文献（开题报告全文附后）成绩：答辩意见答辩组长签名：年月日系主任审核意见签名：年月日间隙运动机构运动分析及创新设计试验平台研制黄陆杨（机械设计制造及其自动化（ 4）班 1 选题的背景与意义科学技术的进步与发展使生产机械的性能日益完善和复杂，机械化和自动化控制水平不断提高。相应的，对生产机械中的各种执行机构和辅助机构的性能提出了愈来愈高的要求。尤其在轻工、食品、纺织、电子等行业广泛使用的各种自动机械、输送装置中，有一大类包含步进机构的机械系统。其特点是将系统输入轴的连续回转运动转换为工作执行机构的间歇转动或移动，从而使系统在其间歇期能完成预期的工艺动作。为了适应不同的工作要求，改善动态性能，提高定位精度，各种间歇机构自发明伊始，人们不断创造众多结构新颖、构思巧妙、满足各种工艺需要的间歇运动机构 1 。内外研究现状和发展趋势内外间歇机构研究现状在十八世纪后期，由于受当时生产水平的限制，普遍采用槽轮机构、星轮机构等结构简单的间歇运动机构，且只有简单的运动分析方法。十九世纪中叶以后，生产水平不断发展，开始出现机构的综合方法。现代，已出现了可以满足高精度、高速度要求的凸轮式间歇运动机构，其最高速度可达 2000r/上，分度精度可达 15。这种间歇运动机构是目前公认的理想的高精度分度机构。近年来，不少国内外机构学工作者致力于间歇运动机构的研究，取得了一些成果，但从事间歇运动机构测试研究的人并不多，而且至今为止国内外还没有一台间歇运动机构检测装置，因此，对试验台的研制很有必要。棘轮机构一般用于传递平行轴的运动，在机械中一般应用在转速不高和要求间歇转动的装置中，如牛头刨床工具机台的横向进给机构、自行车后轴的齿式棘轮超越机构、手动绞车中的防逆转机构、超越离合器和刹车器等机构。在一般的冲压速度和寿命的要求下 ,因结构比较可靠 ,其设计、加工方便而被选用 2 。棘轮是在非对称应力循环加载下特有的一种非弹性循环受力 ,其结构安全性和寿命评估是设计人员在设计时必须考虑的一个重要因素。要想延长棘轮的使用寿命 ,就必须在棘轮的材料选择、结构设计上进行研究与优化。康国政、高庆学者的课题组对 40氏体钢、调质 42等循环软化材料的棘轮行为进行了实验研究 ,结果表明 :该类材料的棘轮行为具有明显的三阶段特征 ,即初始的棘轮应变率衰减阶段、中段的常棘轮应变率阶段和后期的加速棘轮应变率阶段 ,并且材料会很快因为过大的棘轮应变而过早失效。由于棘轮行为的复杂性 ,很多因素的影响都还没有得到合理的考虑 ,还需要进行大量的实验以及相应的理论研究。因此棘轮机构不宜应用于高速和运动精度要求较高的场合。槽轮机构 3 主要分成传递平行轴运动的平面槽轮机构和传递相交轴运动的空间槽轮机构两大类内槽轮机构。外槽轮机构的槽轮转向同拨盘的转向相反，内槽轮机构则转向相同。与外槽轮相比，内槽轮机构结构紧凑，所占空间小。槽轮机构具有结构简单、制造容易、工作可靠和机械效率较高等优点。但是传统普通槽轮机构在每次驱动曲柄进人或脱离轮槽时 ,槽轮的瞬时角加速度不为零且方向相反。以致发生方向相反的柔性冲击 ,引起动载荷 ,使传动系统产生不必要的振动 ,严重时甚至能造成槽轮在定位时出现越位现象 4 ,尽管增多槽数等方法可以减缓加速度的峰值 ,但无法从根本上完全消除。所以槽轮机构一般用于转速不是很高的自动机械、轻工机械和仪器仪表中，电影放映机中的送片机构，由槽轮带动胶片，作有停歇的送进，从而形成动态画面。此外也常与其他结构组合，现在有些学者对传统普通槽轮机构进行机构变异 ,使新型槽轮机构能够在很大程度上克服以上缺点。例如行星齿轮由于它的运动特性较普通槽轮间歇运动机构优越 ,已被用在一些先进的自动机械上。在众多的间歇运动机构中 ,有一种很常用但并不为多数人熟悉的纯机械机构。它就是擒纵机构 5 。这种机构结构简单，便于制造，价格低，但振动周期不稳定，主要用于计时精度要求不高，工作时间较短的场合，如自动记录仪、时间继电器、计数器、定时器、测速器及照相机快门和自拍器等。擒纵机构的设计思想非常巧妙 ,其功能在适当的机构中显得非常突出。现在 ,有的机械设计人员将擒纵机构放大 ,应用到将较高速度减速的设备当中。虽然 ,这种类似于减速器作用的擒纵机构 ,不如减速器的寿命和可靠性 ,但其体积小 ,重量轻的优点非常适合用在特定环境下的机械设备中。擒纵机构也有其先天性的缺陷。由于擒纵轮的形状不规则与过渡不够平滑以及工作中的冲击 ,会产生对机械零件伤害极大的应力集中和噪声。如果载荷较大或是使用频繁 ,擒纵机构的寿命会相对较短。这就需要设计人员在设计过程中要充分考虑到设备的安全性设计 6 。不完全齿轮机构 7 是由齿轮机构演变而得的一种间歇运动机构。即在主动轮上只做出一部分齿，并根据运动时间与停歇时间的要求，在从动轮上做出与主动轮轮齿想啮合的轮齿。不完全齿轮机构的运动颇具特色，它的从动轮既可作整周转动 ,也可在一周中作多次停歇，因此 ,它可以在非常广阔的范围内选择运动特性系数 K,并可自由地配置从动轮每转的停歇次。在不完全齿轮机构运动时间的中段 , 啮合传动的情况与标准渐开线齿轮一样 , 作定传动比传动 8 。因此 , 有可能实现间歇的匀速传动。在运动时间的始、末 , 从动轮有速度突变 , 并存在啮合线外齿顶滑动接触的情况 , 故动力学性能和磨损寿命较差。但如配以附加的瞬心线机构 , 则可保证在运动时间的始、末 ,从动轮的速度按预定规律变化 , 磨损情况也同时得到改善。近年来 , 很多作者进一步对不完全齿轮机构的啮合过程几何参数作了详细的推证 , 但是 , 由于不完全齿轮机构的参数众多 9 , 关系复杂 , 交错影响 , 给设计工作带来很大困难。由于缺少有效的设计方法 , 在一定程度上也影响了推广应用。凸轮间歇机构已被广泛应用于现代工业的自动化部分，它已成为当今世界上精密驱动的主流装置 10 。产品涉及包装、印刷、制药、化工、烟草、电子电器、玻璃陶瓷、汽车制造等自动化生产线及各种通用机械设备，他们作为自动化机器的核心传动装置，发挥着至关重要的作用。凸轮式间歇运动机构由主动轮和从动盘组成，主动凸轮作连续转动，通过其凸轮廓线推动从动盘作预期的间歇分度运动。其工作特点是动载荷小，无刚性和柔性冲击，适合高速运转，无需定位装置，定位精度高，结构紧凑。凸轮式间歇机构可分为三种 11 ，（ 1）圆柱凸轮式间歇运动机构，常取凸轮槽数为 1，柱销数一般取，在轻载下间歇频率为 1500 次 /分。（ 2）蜗杆凸轮式间歇运动机构，常取单头螺杆凸轮，从动盘按正弦加速度规律设计，可控制中心距消除间隙，承载能力高，间歇频率为 1200 次 /分，分度精度为 30。（ 3）共轭凸轮式间歇机构，动力特性好，分度精度高，成本较低。凸轮机构在发达国家已有数十年的发展历史，其理论研究工作仍在深入，其生产已采用高精度加工设备，产品质量不断完善。我国于 70 年代开始在某些工厂和高校着手研究这类机构，在几何学、运动学、结构设计和动力学方面均取得了一些成果，已具备设计开发能力。目前我国的凸轮加工设备总体上落后于发达国家，产品质量也受到很大影响。与国外同类产品相比，国内产品的市场竞争力不强，从而制约了我国凸轮分度机构制造产业的发展。现今技术发达国家在分度凸轮机构的设计理论与生产技术方面已经趋于稳定，并且都拥有了自己的各类分度凸轮装置系列化产品，建立了比较严格的技术保护措施。国内对分度凸轮机构的研究起步相对较晚，不少科研单位、大专院校都投入了大量的人力和物力进行研究，在理论和实践上也取得了一些进展，所研制的产品大多限于低速分度运动场合 (一般在 300且分度运动的精度也较低 (一般均 45)仅有少数厂家可以进行定型小批量生产，远远满足不了国内有关单位生产和使用的需要。内外间歇机构研究趋势一些学者和工程技术人员将间歇机构与其他一些机构进行并联组合，实现了较为复杂的工作循环。这类组合机构的特点是设计灵活性较大，可以在不改变原有间歇机构工作特点的情况下，打破原有机构的局限性，这方面的文献有 12 13等。此外，一些机构学工作者提出了许多灵活多样的变异设计，为间歇机构的创新提供了更为广阔的思路。机构的组合 14 是发展新机构的重要途径之一。目前组合机构已在各种自动机械或自动生产线上得到广泛应用。人们尝试将各种基本机构进行适当的组合，使其既能发挥特长，又能避免本身固有的局限性，从而形成结构简单、设计方便、性能优良的机构系统，以满足生产中所提出的多种要求和提高生产的自动化程度。由于组合机构的结构较复杂，设计计算亦繁复，曾增加对它研究的困难。近年来，运用电子计算机和采用最优化方法，极大地推进了它的研究进展。因此，今后一定会有更多更新的组合机构出现，适应日趋现代化的生产需求。由此可见，各种间歇机构虽然在生活中广为应用，但由于它们各有其不同的机构特征和工作原理及其应用场合，所以都存在着各种各样的缺陷与局限性。新设计的提出，给我们完善各种间歇机构带来了灵感与实际可行的方案。因此，在探索的道路上，还有很多研究需要我们去做。歇机构试验台研究意义通过间歇运动机构创新设计试验台的测试，从定性到定量的去研究间歇机构在运动过程中各个物理量的变化情况，可以让我们更加清楚的去了解各种间歇机构的运动特点与工作原理，对机构的深入研究和创新很有帮助，在探索的道路上，更有希望打破传统机构由于其自身特点所造成的局限性，弥补它的缺陷，创造出更加符合现代人劳作方式和生产规律的机构。因此，间歇运动机构创新设计试验台的研制，对于间歇机构的后续优化设计，有着重要的意义。 2 研究的基本内容与拟解决的主要问题本内容本课题主要内容有： 1、了解间歇运动机构运动分析实验台研制目的。理解不同间隙运动机构的基本原理。确定完整试验平台系统总体方案。 2、试验平台机械结构二维装配图一份及主要零件加工图若干份。 3、不同间隙运动机构运动学分析及运动仿真设计 4、相关测试用传感器、型号选定及按装机架设计。解决的主要问题设计一台间歇运动机构运动分析及创新设计试验台

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