本文關(guān)鍵詞：實(shí)現(xiàn)軌跡的凸輪—行星輪系組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在機(jī)械、食品、汽車、紡織、印刷等加工領(lǐng)域，隨著社會的發(fā)展，生產(chǎn)力的不斷提高，機(jī)械化和自動化程度越來越高，機(jī)構(gòu)的輸出運(yùn)動趨于多樣化，運(yùn)動形式和運(yùn)動規(guī)律日趨復(fù)雜。原有的基本機(jī)構(gòu)已不能滿足預(yù)期的工作要求，現(xiàn)有的組合機(jī)構(gòu)也存在一些局限性，如不能精確實(shí)現(xiàn)軌跡、無法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律、結(jié)構(gòu)比較龐大、需要較大的運(yùn)行空間等問題。因此，有必要對實(shí)現(xiàn)軌跡和運(yùn)動規(guī)律的組合機(jī)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)，注重結(jié)構(gòu)的緊湊性和高速場合中的動力性能。 本課題從分析執(zhí)行端末端的軌跡入手，設(shè)計(jì)了一種基于擺動從動件凸輪機(jī)構(gòu)和行星輪系回轉(zhuǎn)-直線變換機(jī)構(gòu)，并用一個差動輪系將這兩個基本機(jī)構(gòu)聯(lián)系起來的組合機(jī)構(gòu)。為了滿足避讓高度的需求，，在凸輪機(jī)構(gòu)上又添加了擺角放大機(jī)構(gòu)。這樣形成的組合機(jī)構(gòu)，在較小的運(yùn)行空間下就能使執(zhí)行端形成帶有避讓特點(diǎn)的軌跡。由于凸輪機(jī)構(gòu)能夠精確實(shí)現(xiàn)任意給定的運(yùn)動規(guī)律，這就擴(kuò)展了組合機(jī)構(gòu)的使用范圍。 在滿足運(yùn)動學(xué)要求的前提下，對組合機(jī)構(gòu)的動力學(xué)性能做了較為深入地研究。通過加配重的方法對組合機(jī)構(gòu)運(yùn)動部分的慣性力做了局部平衡，顯著降低了旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的徑向竄動趨勢，減少了鉸鏈中的沖擊和碰撞。通過將差動輪系中的齒輪副用接觸代替，發(fā)現(xiàn)齒輪嚙合傳動過程中接觸力呈周期性變化，轉(zhuǎn)速越大，接觸力的波動范圍也越大。其中嚙合頻率和重合度的變化是接觸力波動的主要因素，幾何輪廓誤差以及積分器的誤差也是不容忽視的因素。在研究運(yùn)動副間隙對構(gòu)件運(yùn)動特性的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)間隙較小時(shí)，對（角）加速度的影響較大，使曲線發(fā)生高頻的小幅振蕩。當(dāng)間隙增大時(shí)，角加速度曲線上發(fā)生低頻的較大幅度的振蕩，且曲線上能比較清楚地反映運(yùn)動副元素間的接觸、碰撞規(guī)律。 由于機(jī)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)動是大范圍的剛體運(yùn)動和小范圍的彈性變形的耦合，因此有必要研究構(gòu)件的彈性變形對運(yùn)動特性的影響。本課題采用ANSYS與ADAMS相結(jié)合的方法，即在ANSYS中建立構(gòu)件的有限元模型，生成模態(tài)中性文件后導(dǎo)入ADAMS替換剛性體，進(jìn)行剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)分析。通過對比僅含一個柔性體和含有兩個柔性體的剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)仿真結(jié)果，發(fā)現(xiàn)固有頻率較低的傳動桿在給定轉(zhuǎn)速下的動態(tài)響應(yīng)比較顯著，而固有頻率較大的連桿在給定轉(zhuǎn)速下對運(yùn)動特性的影響很小。當(dāng)兩者都為柔性體時(shí)，柔性連桿在給定轉(zhuǎn)速下削弱了柔性傳動桿的動態(tài)響應(yīng)。此外，可以將剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)分析中任意時(shí)刻加載在柔性體上的載荷文件輸出到ANSYS中，對構(gòu)件體進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析，以確保構(gòu)件滿足強(qiáng)度條件。
【關(guān)鍵詞】：軌跡 組合機(jī)構(gòu) 動力學(xué) 慣性力 運(yùn)動副間隙 彈性變形
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH112
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-17
• 1.1 選題背景和意義11-12
• 1.2 選題的依據(jù)12
• 1.3 國內(nèi)外研究動態(tài)12-14
• 1.3.1 機(jī)構(gòu)組合與設(shè)計(jì)方法的研究動態(tài)13
• 1.3.2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動與動力學(xué)分析的研究動態(tài)13-14
• 1.4 課題的提出及研究內(nèi)容14-17
• 2 組合機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)17-25
• 2.1 行星輪系回轉(zhuǎn)-直線變換機(jī)構(gòu)17-19
• 2.2 行星輪系與擺動從動件凸輪機(jī)構(gòu)的組合19-20
• 2.3 直線往復(fù)運(yùn)動與擺動的復(fù)合20-21
• 2.4 擺角放大機(jī)構(gòu)21-22
• 2.5 實(shí)現(xiàn)軌跡的組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)流程22-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 3 組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與運(yùn)動學(xué)分析25-43
• 3.1 內(nèi)嚙合行星輪系變換機(jī)構(gòu)25-26
• 3.2 差動輪系的設(shè)計(jì)26-27
• 3.3 齒輪的參數(shù)化建模27
• 3.4 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)27-33
• 3.4.1 運(yùn)動循環(huán)圖的確定28-29
• 3.4.2 凸輪機(jī)構(gòu)從動件運(yùn)動規(guī)律的設(shè)計(jì)29-30
• 3.4.3 凸輪輪廓的設(shè)計(jì)30-33
• 3.5 四桿擺角放大機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)33-35
• 3.6 組合機(jī)構(gòu)的三維模型及結(jié)構(gòu)簡圖35-36
• 3.7 組合機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)分析36-41
• 3.7.1 組合機(jī)構(gòu)分析模型的建立36-38
• 3.7.2 執(zhí)行端軌跡的驗(yàn)證38-39
• 3.7.3 四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)分析39-41
• 3.8 本章小結(jié)41-43
• 4 基于 ADAMS 的機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析43-61
• 4.1 動力學(xué)的研究內(nèi)容和基本原理43-44
• 4.2 慣性力的平衡44-52
• 4.2.1 差動輪系的徑向平衡45-49
• 4.2.2 組合機(jī)構(gòu)運(yùn)動部分的軸向平衡49-52
• 4.3 齒輪間的接觸力52-56
• 4.4 含運(yùn)動副間隙機(jī)構(gòu)的動力學(xué)分析56-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 5 含彈性構(gòu)件的機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析61-75
• 5.1 彈性變形對機(jī)構(gòu)的影響61
• 5.2 柔性體的創(chuàng)建方法61-62
• 5.3 用 ANSYS 建立構(gòu)件的有限元模型62-65
• 5.4 組合機(jī)構(gòu)在 ADAMS 中的剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)分析65-71
• 5.5 構(gòu)件在 ANSYS 中的應(yīng)力分析71-73
• 5.6 本章小結(jié)73-75
• 6 結(jié)論與展望75-77
• 致謝77-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及成果目錄83-84

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：408245