一种新型凸轮机构——凹圆弧底从动件盘形凸轮机构的设计(一)

本文根据赫兹应力理论，提出一种凹圆弧底从动件的盘形凸轮机构。这种机构能够显著提高凸轮高副的接触强度，降低磨损，延长寿命，较之传统的凸轮机构更加适应高速重载的要求。本文就这种新型凸轮机构的理论基础与凸轮轮廓曲线的设计步骤进行了详细论述。

基于MatLab的经编机钩针凸轮轮廓曲线反求设计

为设计并制造磨损的经编机钩针凸轮的替代品,提出一种新的反求设计方法,即利用三坐标测量仪测得磨损凸轮轮廓线上各点数据,在MatLab中将所采集的数据进行曲线绘制,通过进一步修正曲线,对数据进行重新筛选后,利用MatLab对新数据进行三次样条插值,再借助Excel将插值后的数据导入AutoCAD中生成可编辑的凸轮轮廓曲线,为数控编程提供依据。实际运行结果表明,由该方法加工出的凸轮满足生产工艺要求,振动小,噪音低,这种方法可为类似凸轮设计提供借鉴。

圆柱滚子摆动从动件圆柱端面凸轮的解析设计

借助柱面坐标 ,建立了圆柱滚子摆动从动件圆柱端面凸轮的廓面方程 ,为此种凸轮廓面的三维坐标计算提供了一种有效方法。

基于遗传程序的凸轮轮廓曲线设计

将凸轮机构从动件的运动规律曲线离散为数据点对,用给定的数据点对与设计曲线的数据点对的距离作为适应度函数,采用遗传程序方法对凸轮理论轮廓线进行拟合。在初始群体产生和群体进化过程中,在通常的小概率变异基础上,引入大概率强制变异算子,改进了群体的适应度。设计实例表明,利用遗传程序方法能较好地拟合凸轮理论轮廓线,并能得到凸轮轮廓曲线的解析函数,实现凸轮轮廓曲线的自动设计。

弧面分度凸轮工作轮廓曲面数字化设计

针对弧面分度凸轮工作轮廓是空间不可展曲面而产生的造型困难问题,提出了创建合格点、由点拟合曲线、曲线拟合成曲面、曲面放样成实体的数字化建模方法。建立可变数组,在进行设计工作的同时使CAD能够与数据库动态实时地交换数据,实现设计过程中的数据共享、重用及在线加载。建模方法能够实行动态修改,提高了建模精度。

利用柱面坐标设计弧面分度凸轮的轮廓曲面

通过分析凸轮与从动件之间的空间几何关系 ,建立了弧面分度凸轮廓面的柱面坐标计算式和压力角公式 ,据此可准确计算弧面分度凸轮工作廓面上任意一点的三维坐标和压力角 ,为此种凸轮的三维设计提供了理论基础。给出了一个算例 。

基于凸轮机构驱动的无级变速器设计与仿真

针对现有无级变速器变速范围窄、最大传动比小的问题,提出了一种基于凸轮机构驱动的无级变速器.该无级变速器通过变速装置调整中间摆臂支点位置,改变力臂,从而调节从动件的旋转速度,实现无级变速目的.根据摇臂输出端转速的变化规律,控制摆臂转速按一定规律变化,对输出速度进行反向补偿,提高了运动输出的平稳性.利用反转法原理,分别对凸轮轮廓曲线、摆臂轮廓曲线进行设计,并将凸轮组中4组凸轮均匀错开22.5°,保证无级变速器在运行的过程中,至少有一组凸轮处于推程状态,实现运动连续输出.利用NX10软件对传动机构进行运动学仿真,通过分析不同传动比状态下摇臂的角位移曲线图,验证了无级变速器总传动比在一定调速角范围内,可实现运动连续平稳输出.本文无级变速器可获得较宽的变速范围和较大的传动比,弥补了现有无级变速器变速范围窄、最大传动比小的不足.

基于VB的共轭凸轮廓线的反求

针对凸轮加工仅靠测量数据易造成误差,影响其工作性能的情况,提出一种通过测量数据反求其廓线的方法,并开发出以VB为平台的共轭凸轮反求系统。这种系统采用二阶连续三次样条插值函数对主凸轮轮廓线进行光顺处理,改善廓线的曲率连续性,再利用共轭凸轮之间的机构关系得到副凸轮的廓线值。借助Pro/E的实体构造及运动仿真功能,进行凸轮机构的运动特性分析,通过分析其运动规律曲线,确定从动件的运动角及运动规律,最后实现对共轭凸轮的重新设计。

配气机构凸轮—挺柱接触应力的数值模拟

针对常规理论解法和有限元方法求解凸轮—挺柱之间接触应力简化过多的问题,并考虑凸轮动力学设计要求,应用TYCON软件对某型号发动机建立配气机构多质量动力学模型,对凸轮—挺柱接触应力进行了计算,分析接触应力最大值分布情况以及各因素对其影响,其结果可为凸轮挺柱机构的动力学设计提供依据。

凸桶形凸轮的廓面设计

借助柱面坐标 ,建立了凸桶形凸轮的廓面方程和压力角公式 ,为此种凸轮廓面的三维坐标设计和数控加工提供了理论基础。

共轭凸轮引纬机构的凸轮轮廓线光顺与反求

针对凸轮加工时依靠的测量数据存在误差及凸轮磨损后轮廓曲线损坏变形的情况,提出一种利用共轭凸轮主凸轮的有限测量点对其进行光顺处理和反求副凸轮的方法,并通过Mat Lab开发了共轭凸轮的光顺和反求软件。利用二阶连续可导的三次样条函数对测量的型值点拟合,得到具有一定曲率要求的凸轮廓线。通过共轭几何关系,进一步求解副凸轮轮廓线。借助UG智能点跟踪及运动仿真得到凸轮从动件的运动规律。为改善从动件运动规律,应用修正梯形加速度规律对从动件运动进行设计,用反转法和包络公式得到共轭凸轮轮廓。经验证,反求凸轮可满足引纬要求,为引纬机构凸轮设计提供参考。

基于AVL-Excite Timing Drive对发动机配气凸轮型线的改进设计

配气凸轮型线是发动机的重要参数之一,其设计是否合理直接影响着发动机的动力、油耗、排放、噪声以及工作稳定性和可靠性。凸轮型线改进设计的任务就是寻找一组更好的凸轮设计参数,使得改进后的凸轮各项性能得到改善,配气机构运行稳定可靠。

包装机横封凸轮的改进设计

对包装机横封凸轮机构进行了运动分析,得到摆杆角速度和角加速度的变化规律及其存在的缺陷。根据凸轮轮廓设计理论,应用解析法,设计出满足工作要求和运动特性的凸轮轮廓方程。利用MATLAB的绘图功能得出优化后的凸轮轮廓曲线。

弧面分度凸轮工作轮廓曲面数字化模型设计

弧面分度凸轮机构是一类非常重要的空间分度机构,其轮廓型面结构特征的复杂性给传统常规设计方法带来了诸多困难,现代数字化设计方法可以容易地解决此类设计问题。描述了弧面分度凸轮工作轮廓曲面的生成方法和数学表达方式,并以此为基础总结了其数字化设计原理和流程,最后基于MATLAB编程语言详细展示了利用数字化方法进行弧面分度凸轮轮廓工作曲面设计的实际效果。

基于UG的弧面凸轮复杂轮廓曲面的构建

提出了构建弧面凸轮空间轮廓曲面实体模型的一种方法,以建立弧面凸轮轮廓曲面方程为基础,通过UG的OpenAPI编程接口实现了弧面凸轮复杂轮廓曲面实体模型的参数化绘制。

基于Pro/E的凸轮外轮廓线参数化设计方法

利用Pro/E软件对凸轮机构从动件的运动进行了参数化描述,并在给定从动件运动规律和给定从动件在离散点的运动位置两种情况下,对凸轮外轮廓线进行了参数化绘制,为凸轮设计与制作提供了高效的解决方法。

摆动滚子从动件共轭凸轮的参数化设计

在高精度的共轭凸轮的设计过程中,需要实现其实际轮廓曲面的精确设计,解析法虽然可以精确计算出凸轮廓线上各点的坐标,但要得到完整的共轭凸轮实际轮廓曲面,需要编制复杂的程序。文章以摆动滚子从动件共轭凸轮为例,提出了利用解析法结合UG软件的参数化设计功能进行共轭凸轮实际轮廓精确设计的新方法。这一方法可以大幅度提高解析法设计凸轮实际轮廓的效率,使得整个设计过程更加精确简洁。

基于Inventor 2009的盘形凸轮轮廓设计

以直动从动件盘形凸轮机构为例,介绍了在Inventor 2009运动仿真平台下快速进行盘形凸轮轮廓参数化设计并生成凸轮实体的方法。在产品设计和机械基础课程教学中运用Inventor 2009的运动仿真功能,可使产品设计效率和课程教学效果明显提高。

凹圆弧底从动件凸轮机构的研究

根据赫兹应力理论,提出了一种从动件接触面形状为凹圆弧底的新型盘状凸轮机构。本文就这种新型凸轮机构的理论基础、凸轮轮廓曲线的作图法与解析法设计步骤、有关基本尺寸参数的选定等问题,进行了详细论述,并通过实例计算证明了此种新型凸轮机构能够显著降低接触应力,减少磨损,延长寿命,因此较传统的凸轮机构更加适合现代机械高速重载的要求。

圆柱凸轮三维参数化设计与数控加工

凸轮机构优良的运动特性和动力特性由精确的轮廓曲面来保证,圆柱凸轮轮廓曲面因从动件运动规律的变化而成不同的复杂空间曲面,给圆柱凸轮精确设计和加工造成了困难。通过对圆柱凸轮轮廓曲面的分析,完成了基于Pro/E系统的圆柱凸轮三维参数化设计,并利用Pro/NC数控加工模块对圆柱凸轮进行了数控加工仿真,自动生成驱动数控机床进行零件数控加工的Numerical Control G代码。