弧面凸輪三維及其修行研究畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 模型直接生成二的工程圖。能按150標準和國標標注尺寸、形位公差和漢字說等。并且能直接對實體作旋轉剖、階梯剖和軸測圖挖切生成各剖面圖，增強了工程圖繪制的實用性。6)以PARASOLID為實體建模核心(PARASOLID是SHAPEDAT公司的核心模塊)，實體造型功能處于領先地位。目前各著CAD/CAM/CAE軟件中均以此作為實體造型基礎。7)提供用戶界面良好的二次開發工具UG/OpenGRIP(GRAPHICALINTERACTIVEPROGRAMING)和UFUNC(USEFUNCTION)，并能通過高級語言接口，使UG的圖形功能與高級言的計算功能很好的結合起來。UG/OpenGRIP〔6‘，UG/openGRIP是UG軟件包中的一個模塊，是UGS公司提供一個用于UG二次開發的軟件工具，UG/。penGR工P語言用來創類似于FORTRAN一樣的程序，與UG系統軟件集成。由于與UG系統緊密集成，所以，利用GRIP程序，可以完成與UG的各種交互操作。例如:調用一些實體生成語句，創建幾何體和制圖實體，可以控制UG系統參數，實現文件管理功能，可以存取UG數據庫，提取幾何體的數據和屬性，可以編輯修改己存在的幾何體參數等。湘潭大學碩士畢業論文GRIP還有一些交互命令用于控制實體狀態、對話菜單的選取、以及調用UG的通用的構造子功能等。GR工P語言與一般的通用計算機語言一樣，有完整的語法規則、程序結構和內部函數等，其最大的特點就是簡單、方便、好用，是一種面向工程師的語言，只需要具有初步的編程知識即可以進行二次開發。UG/OpenGRIP的應用范圍一般有如下幾個方面:1)同類零件編程2)特有的幾何功能3)計算和分析4)繪圖5)零件標準化6)文件管理7)數據訪問在使用GRIP進行程序設計時，其操作步驟為:1)編寫源程序利用文本編輯器編寫源代碼。2)編譯源程序。若主程序中含子程序，則兩者要分別進行編譯，鏈接時主程序自動對子程序進行鏈接。3)鏈接程序，擴展名為grx。4)運行程序在UG中的File菜單下的ExeeuteUG/open菜單項可以執行*.grx文件，也可以通過其它方式執行*.grx文件，如通過用戶化的菜單或對話框。第二節基于UG軟件的面凸輪三維以D由于UG軟件的二次開發模塊與UG系統緊密集成，利用GRIP程序可以完成與UG的各種交互操作，因此，采用UG軟件進行弧面凸輪的三維CAD，具有采用高級語言編程無可比擬的優越性，如:編程簡單，與UG軟件很好的兼容性，三維功能十分強大。本節將對弧面凸輪的三維CAD進行詳細介紹。運動規律的選用從第二章第二節的內容可知，目前常用的高速凸輪的運動規律有三種，即修正正弦運動規律、修正等速運動規律和修正梯形運動規律，并且各有特點。作者在進行程序設計時，融入了這三種運動規律，程序提供了運動規律選擇對話框，用戶可以根據要進行選取。基本尺寸確定根據具體的工況要求，弧面凸輪機構的中心距、從動盤的度數、凸輪的轉速、許用壓力角、凸輪的動程角等參數是做為己知參數選定的。在進行弧面凸輪的三維CAD時，還必須根據所提供的已知參數確定如下參數:1)從動盤的節圓半徑徹根據第二章第三節可知，徑距比應盡量選大值，本軟件根據公式(2一88)確定從動盤的節圓半徑如(3一1)所示，并對計算結果進行自動圓整.2)滾子的半徑p和長度h根據公式(2一89)確定滾子的直徑與長度尺寸如(3一2)所示，并對計算的結果自動圓整。3)間隙ee為滾子外側端面與凸輪凹槽底部沿滾子長度方向的間隙，間隙值由式(3一3)求得，并自動圓整。e=(3一3)4)凸輪的頂弧面半徑幾:=了(rr2一%獷+pZ(3一4)5)凸輪的長度尺寸L對于工型和H型弧面凸輪其長度尺寸分別由式(3一5)、(3一6)確定，并自動圓整。L=2[(。2+%+。)sin(義)+poos(名)](3一5)L2[(。2+%+。)sin(2名)一poos(2名)](3一6)弧面凸輪的理論曲面方程弧面凸輪的理論曲面為滾子的軸線所形成的曲面，假設滾子半徑為零，即可由式(2一7)可以求得弧面凸輪的理論廓面方程如(3一7)所示，式(3一7)表示的為右旋凸輪的理論方程，左旋凸輪的理論方程可通過將(3一7)中的Z坐標變為正號即可。弧面凸輪三維實體的生成對于弧面凸輪的三維實體生成步驟如程序流程圖3一1所示。第四章內弧面凸輪CAD弧面凸輪機構既可用作精確的高速間歇分度，也可用作高效、大扭矩的減速裝置，國內外不僅對弧面凸輪機構在間歇分度方面的應用進行了大量的研究，而且對弧面凸輪機構在減速方面的應用進行了探索，如:文獻〔57]對外弧面凸輪減速器的結構設計及其cAD進行了研究。文獻〔‘4]提出了超薄型弧面凸輪鋼球減速機的設想。與傳統的齒輪減速器相比，弧面凸輪減速器是通過從動盤的滾子與凸輪共扼嚙合傳動，滾子曲面與弧面凸輪廓面之間為滾動摩擦，具有傳動效率高、傳遞功率大、壽命長、體積小、重量輕等優點。目前還未見有關內弧面凸輪設計與應用的相關報道。本章提出了內弧面凸輪機構的設想，基于齊次變換和空間機構的共扼嚙合原理，對內弧面凸輪的曲面方程和壓力角方程進行了推導，基于UG軟件的二次開發模塊開發了內弧面凸輪的三維CAD軟件。第一節內弧面凸輪機構基本尺寸與參數的確定通常我們所說的弧面凸輪均為外弧面凸輪，外弧面凸輪上與從動盤滾子共轆嚙合的輪廓曲面分布在外圓環面上。內弧面凸輪上與從動盤滾子共轆嚙合的輪廓曲面分布在內圓環面上。內弧面凸輪機構示意圖如圖4一1所示。運動輸入元件為面凸輪，運動輸出元件為系桿。外弧面凸輪廓面與行星從動滾子共扼嚙合傳動，同時行星從動盤又與內弧面凸輪共扼嚙推動系桿轉動。與傳統的齒輪減速器相比，內弧面凸輪機構動摩擦變為滾動摩擦，并且行星從動盤可以在圓周上均布，使該機構受力均勻，只承受扭矩而無彎矩，傳動的效率與傳功率均大大提高。在進行內弧面凸輪機構的設計時，首先根據具體的工作確定傳動比與傳動的功率或承受的載荷，然后進行基本尺寸數的選取，以滿足傳動比與傳動功率的要求，主要基本尺寸數包括:行星從動盤節圓半徑、中心距、傳動比、行星從動子數、滾子半徑，滾子長度、內弧面凸輪長度等。行星從動盤的節圓半徑徹行星從動盤在與內弧面凸輪共扼嚙合的同時也與外弧面共扼嚙合，并且行星從動盤與外弧面凸輪之間的中心距和行動盤與內弧面凸輪的中心距相等，因此，行星從動盤的節圓可按照式(2一88)進行初步確定。在實際應用中，行星從動。從提高傳動效率與減小體積的角度出發，應取較小的節圓半徑，但傳動比大時，內凸輪的螺旋升角較大，取較小的從動盤節圓半徑會導致凸脊較因此，當傳動比較大時，行星從動盤節圓半徑取較大值，傳較小時，行星從動盤節圓半徑取較小值。中心距a內弧面凸輪機構傳動的功率大小與中心距a尺寸有關。從動盤的節圓半徑與滾子半徑均與中心距a成正比，中心距越則行星從動盤的節圓半徑與滾子半徑越大，從而所能承受的和傳動的功率越大。因此，傳動功率或承受載荷較大時，可相對較大的中心距。湘潭大學碩士畢業論文傳動比i設外弧面凸輪的頭數為Hl，內弧面凸輪的頭數為場，則面凸輪機構的傳動比i為:行星從動盤的滾子數Z行星從動盤的滾子數較大時，同時參與傳動的滾子數則越多，傳動的功率就越大，但是，在傳動比與中心距相同的情況下，行星從動盤滾子數越多，會造成內弧面凸輪的凸脊越薄的現象。當行星從動盤滾子數較小時，同時參與傳動的滾子數減少，會影響內弧面凸輪機構的傳動功率。因此，在行星從動盤的滾子數取6一18比較適合，中心距較大時，滾子數目可相對取大值。滾子半徑p、間隙e行星從動盤滾子半徑可根據式(2一89)進行初步確定，因為內弧面凸輪同時參數嚙合傳動的滾子數相對較多，所以滾子半徑可相對取小值。滾子長度h與間隙e可根據式(2一89)進行確定。一般情況下，從動盤的滾子采用標準滾動軸承，因此在計算出滾子半徑和長度的取值范圍后，可選用尺寸臨近的標準滾子，然后根據的提供的力學參數進行計算和校準。內弧面凸輪的長度L為增加同時參與傳動的滾子數，內弧面凸輪的長度應以保證盡可能多的滾子參與嚙合為原則，因此可由式(4一2)進行確定。L之2(‘2+e)+h(4一2)內弧面凸輪的頂弧半徑rc可由式(3一4)進行確定。內弧面凸輪機構的壓力角a內弧面凸輪機構的壓力角定義與第二章外弧面凸輪機構的壓力角定義相同，壓力角方程的推導見第二節。行星從動盤的運動規律行星從動盤與內、外弧面凸輪共扼嚙合的同時推動系桿轉動，由于行星從動盤為圓周均布，為了保證內弧面凸輪機構能順利轉動，各行星從動盤的角速度必須相同，因此從動盤的運動規律只能取等速運動規律。設外弧面凸輪的轉角為叮，從動盤的齒數為z，則外弧面凸輪與行星從動盤的轉角關系如式(4一3)所示，行星從動盤與內弧面凸輪的轉角關系可用(4一4)式表示。當傳動比較大時，則內弧面凸輪的頭數場越大，從而會導致內弧面凸輪的壓力角增加。因此，由于受到許用壓力角的限制，內弧面凸輪機構傳動比不能過大。其關系如式(4一5)所示。