基于啮合分析圆柱凸人轭加工研究.pdfVIP

№．3 西北轻工业学院学报 Sep·1998 V01．16．． ．．·．．—8—．．．．．．．．．．．．．．．J．O．．．U．．R．．N．．．A．．L．．．O．．F．．．N．．．O．．R．．T．．H．．W．．．E．．．S．T．．．I．．N．．S．T．．．I．T．．U．．T—．—E．．．O．—F．—．L—．I—G，—H———T———I—N——D——U—STRY 下j√，?2r／ 。7基于啮合分析的圆柱凸轮共轭加工研究 ． 郭为忠 邹慧君 王石刚 汪利 (上海交通大学机械工程学院上海200030) 抽要针对圆柱凸轮的共辊tas--,?式，利用共轭曲面原理分析了4类圆柱凸轮 机构的滚子接触线特性，得出j圆柱凸轮廓面是不可展曲面的结论．在此基础上， 认为因柱凸轮廓面在理论上只有用等径刀具才能精确加I，非等径刀具只能近似 加工，并讨论1等径加工的合理方法以及非等径．ram．的研究方向．通过对凸轮机构 的啮合分析来考虑凸轮廓面的加工问题，有助于弄清凸轮加工的机理，改进凸轮产 品的加I质量． 关键词t啮合分析，共轭加I，圆柱凸轮 中圉法分类号lTHl32．47‘TG61)， 1引育 圆柱凸轮的制造一般采用共轭法，即采甩与从动滚子拓扑结构相同的刀具，凸轮坯体与 刀具间相对运动模拟凸轮与滚子实际运转时的相对运动情况进行数控加工．刀具一般建议 采用与滚子等径的刀具，这样从理论上讲不存在误差，但是目前有关文献并没有给出原因． 另外，在一些企业中，一般直觉上认为直动从动件圆柱凸轮的加工刀具可以任选不大于滚子 的尺寸进行加工，且不存在理论上的误差．本文通过对4种类型圆柱凸轮机构的啮合分析， 指出了摆动从动件圆柱凸轮非等径加工时存在理论误差的原因，并纠正了直动从动件圆柱 凸轮可以非等径准确90r的错误看法． 2共轭曲面原理 共轭曲面理论作为微分几何的一个重要分支，是为研究两个具有相互运动且保持接触 的曲面而发展起来的，与生产实践有着密切的联系． 一 共轭曲面理论的核心是共轭条件的建立和求解． 如图1建立坐标系，(D，z，，，z)为基坐标系，(。1，z，，y。，z，)与共轭曲面已，固结，(。z，z：， 、1 弛，2。)与从动曲面2一。固结． 在(比，z：，Y：，‰)坐标系中，从动曲面2j：矢量方程为屯“’=屯“’o，口)，”，口为曲面参 数．上标(2)表示所属坐标系为(o。，嘞，弛，赴)，以下同． 一 则在(o。，。，，，。，e1)坐标系中，从动曲面己：矢量方程为}“’一≠“’血，a，口)，口为从动曲面 收稿日期：1998—03一18 第3期 郭为患等：基于啮合分析的圆柱凸轮共轭加工研究 -9· 与共轭曲面坐标系之间的运动参数 共轭条件即啮合条件为 (丸“’，t“’，屯“’)=0 (1) { 下标“等表示对该参数的偏导数． 将共轭条件进行变换，与(o，，z。，Y。俩)坐标系中从动曲 、‘1 面己：矢量方程联立，消去曲面参数“或v，即可得到共轭 曲面的解析方程}；}。。，． 3直动从动件圆柱凸轮的啮合分析与非等径加工 如图2所示建立坐标系，(o-，z，，M，翱)与凸轮固结．下图1共轭曲面坐 面按滚子形状分别进行讨论． 标系的建立 图2直动从动件