对数螺旋凸轮机构的设计和分析-机械工程专业论文.docxVIP

内蒙古科技大学硕士学位论文 论文题目： 对数螺旋凸轮机构的设计和研究 作者： 刘军营 指 导 教 师： 李强 教授 单位：内蒙古科技大学 协助指导教师： 单位： 单位： 论文提交日期：2012 年 06 月 01 日 学位授予单位：内 蒙 古 科 技 大 学 对数螺旋凸轮机构的设计和研究 The design and research of logarithmic spiral cam 研究生姓 名：刘军营 指导教师姓名：李强 内蒙古科技大学机械工程学院 包头 014010，中国 Candidate：LIU Junying Supervisor： LI Qiang School of Mechanical Engineering Inner Mongolia University of Science and Technology Baotou, 014010，P.R.CHINA 独 创 性 说 明 本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师精心指导下进行的研 究工作以及所取得的研究成果。尽我所知，除了文中已经特别加以标注 和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的科研成果，也 不包含为获得内蒙古科技大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了 明确的说明并表示了谢意。 签名： 日期： 关于论文使用授权的说明 本人完全了解内蒙古科技大学有关保留、使用学位论文的规定， 即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可 以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保 存论文。 （必威体育官网网址的论文在解密后应遵循此规定） 签名： 导师签名： 日期： 内蒙 内蒙古科技大学硕士学位论文 I I 摘 要 在各种机械、尤其是自动化机械和自动控制机械装置中，各种形式的凸轮机构被广泛应 用着【1】。凸轮是具有曲线外轮廓或凹槽的机构，其功能为安在凸轮轴的凸轮做高速旋转推 动从动件做往复运动。前者多为平面凸轮；后者多为圆柱凸轮。本课题主要研究平面对数 螺旋线应用于平面盘形凸轮的情况。只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线就能得到我们预期 的从动件运动规律是凸轮机构的最大优点，而且响应快速，机构简单、紧凑。正因为如 此，凸轮机构不可能被数控、电控等装置完全代替【1】。凸轮领域在未来研究势必大有可 为。 对数螺旋线在动力机械、建筑领域、造型设计中有着广泛的应用，因此可以说具有很 大的实用价值和使用意义。本课题基于国内外凸轮现状与发展的现实情况，在深入探讨和 摸索后，成功的将对数螺旋线引入并应用到凸轮轮廓线上，其出发点是对数螺旋线具有独 特的工程特性，即在螺旋线上任意一点处螺旋角处处相等，且一旦螺旋角固定，该曲线任 何一段都可以延伸或缩小与其他曲线全等。将此线成功地应用为凸轮推程与回程的平面轮 廓线，形成一种新型的凸轮轮廓线，也就有了一个新的叫法——对数螺旋凸轮，试图解决 凸轮轮廓传动过程中压力角和随轮廓线位置不同的问题，填补这一领域的空白，同时具备 高传动效率、低磨损、传动平稳，冲击小的优势。 本课题主要研究的工作有以下几方面： 1.结合平面对数螺旋线和凸轮机构的特点，创造性的将对数螺旋线应用到凸轮轮廓 上。并对该种类型盘形凸轮机构进行研究。 2.对对数螺旋凸轮进行轮廓线设计。将平面对数螺旋线引入凸轮轮廓线，修整对数螺 旋线与远休止、近休止线使其平滑过渡。调整推程角、回程角及两休止角并给出一般方 程。确定基圆尺寸，给出从动件滚子半径或者平底推杆尺寸范围。 3.就所修整的对数螺旋凸轮进行运动学分析。假定外轮廓尖点运动规律，运用数学工具 解出运动方程。判断有无柔性、刚性冲击、和使用场合。给出位移-转角、速度-转角、加 速度-转角函数关系，利用数学公式得出位移-时间、速度-时间、加速度-时间关系。 4.对于所给定对数螺旋凸轮进行动力学分析。并运用软件建立模型，给定初始旋转速度 得出该速度下的位移、速度、加速度曲线图，结合本课题研究分析对数螺旋凸轮的优势和 特点。 关键词：对数螺旋线；凸轮机构；设计；研究 II II Abstract In the variety of machinery, especially in automated machinery and automatic control mechanism, the cam mechanism of the various forms are widely used. Cam is a body to do the rotary motion or reciprocating motion of the bodies, promote the movement of