| 凸轮间歇分度机构_凸轮机构工作时研究凸轮 | ||
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弧面力封闭型凸轮机构分度凸轮机构可实现间歇分度运动，在加工中心的机械手换刀机构（常称ATC凸轮）和多种轻工机械中广泛使用。由于弧面凸轮曲面复杂，制造难度大，尤其制造高速、高精度的弧面凸轮难度更大，至2012年为止，只有少数几个国家能够制造出满足生产需要的高精度弧面凸轮。 二、数字化制造专有技术研究----高精度弧面分度凸轮的设计及制造，北京市科委重大科研项目。该项目为北京市重大科技攻关项目，由北京工业大学与北京第一机床有限公司共同承担。项目中的弧面凸轮用在北一机床厂生产的加工中心上，该部件为加工中心上的核心部件，至2012年为止北一使用的凸轮完全依赖日本进口。本课题目标实现国产化，获得我国自己的知识产权，进而取代国外产品和掌握加工高精度弧面凸轮的技术。至2012年，课题已完成弧面凸轮的理论研究，运动分析，加工工艺方法和计算机辅助制造（CAM）分析等。上图为研究的弧面凸轮。三、汽车电磁涡流缓速制动器的开发研制，北京市教委支助项目。电涡流缓速器作为车辆的辅助制动装置在国外广泛应用。它能提高车辆的行驶的安全性、舒适性和环保性，并能延长车辆制动器的使用寿命。欧、美、日等发达国家已经将它作为标准件用于多种级别的客车和汽车上，作为汽车制动装置的必要补充。我国研制、生产、应用电涡流缓速器还处于起步阶段，国内对它的理论研究不够，生产的产品与国外相比有较大差距。本课题目标致力于提高我国在该产品上的理论研究水平、技术水平和生产制造的能力。四、印后设备凸轮的数字化设计及制造，北人集团公司项目。机械数字化设计，是利用机械理论知识将机构转化为数学模型，然后利用数学、力学、机械的相关知识和计算机数值计算、计算机仿真技术、计算机数字技术，来进行的机械设计。传统的机械设计方法，通常为检验设计是否成功，需要待制造完成后才能确定，而借用计算机数字技术、计算机仿真技术与机械理论的有机结合，可以提高设计精度，提高设计的可靠性，计算机仿真来检验设计的合理性。图中为北工大为北人集团公司设计的在平板模切机上使用的实现间歇运动的平行分度凸轮机构。。 凸轮间歇分度机构(凸轮机构有哪些类型)1、 分度输送机构可以全面间歇地旋转和升高，操作程序如下：停止AE升高AE分度AE升高AE停止2、 出力轴在间歇分度时，可设定在旋转行程的中心点上停动，也可设定旋转角度和升高能力。3、 分度输送机构，应用立体对称凸轮，可提供正确的定位，可设定旋转角、升高的配合时间。 4、 分度输送机构可用作输送机构，可沿着分度方向移动，在运输中进行其他操作。 威钢分割器的技术人员拥有超过20年的凸轮分割器制造经验。不仅可以制造优秀的产品，更能为您提供专业的技术支持，解决您在生产技术上的问题——东莞龙璟机电设备有限公司 凸轮机构(3) 系统的激励 分度凸轮装置系统的激励可分为两大类：一是因分度盘的不均匀回转引起脉动的惯性力激扰，称为惯性激励；二是因各种制造、安装误差、啮合刚度随转角的变化等因素，转化为弹性力的变化，称为弹性激励。 (4) 系统的阻尼 凸轮廓面与分度盘廓面间的摩擦力、轴承的摩擦损失产生的摩擦阻尼；啮合廓面间动压油膜产生的缓冲，以及转动件搅动冷却润滑油产生的流体阻尼等。 上述四个方面成为包络蜗杆分度凸轮装置动力学系统的主要内容，并为其动力学模型的建立提供依据。为了使讨论更为具体、集中，下面仅以点啮合圆柱廓面包络蜗杆分度凸轮机构为分析实例，进行此类机构的动态特性研究。 1 包络蜗杆分度凸轮机构动力学系统的主要特征 依据对包络蜗杆分度凸轮机构［1、5］的讨论，可将点啮合圆柱廓面包络蜗杆分度凸轮机构的特点概括为：垂直交错轴、变速比、无侧隙、点啮合；这四个特点很大程度上决定其机构动力学系统的特征，是建立动力学模型的基础。 1.1 速比特性与惯性激励 包络蜗杆分度凸轮机构的动力输出 为间歇式运动，可以区分两个工作段：分度运动状态的“动程段”，定位状态的“静程段”，在凸轮回转一周内，速比产生了剧烈的变化，将对机构系统产生强烈的周期性惯性力矩。激励是凸轮机构系统产生振动的一项重要的激励源。因此，由变速比特性带来的惯性激励，是分度凸轮机构的基本属性，采取适当的措施可以缓解，但无法根除，很值得重视。 1.2 降速特性与隔振效应 此类分度凸轮机构除了具有变速比特性外，还具有明显的降速特性，这一点同蜗轮蜗杆传动非常类似。无论分度凸轮机构采取何种速比运动规律，其平均速比为 I=(∫π-πI(φ2)dφ2)/2π=1/z (1) 上式表明平均降速比为z；当分度数z不十分小时，从凸轮轴至分度轴间存在较大的降速比，将对其动力学系统产生重要影响。 从动力学的观点来看，所说的分度凸轮机构系统为多自由度的振动系统。其中交织有：周向振动(回转振动)与各方向的“平动振动”，并且它们又相互耦连，显现出十分复杂的情形。现以周向振动为例，凸轮轴系与分度轴系均会产生绕各自回转轴线的周向振动；它们受到共轭廓面的约束，相互的耦连应满足啮合原理的转角规律，即如啮合副的转角函数为φ1=φ1(φ2)，两轴系的振动角位移为θ1、θ2，则耦连时必有：θ1=φ1(θ2)。 由于降速特性的影响，凸轮轴振动的角位移θ2，将被平均地压缩1/Z倍而耦连于分度盘，其影响已十分微弱了。反过来看，分度盘的周向振动如若反馈给凸轮轴，有如“蜗轮带动蜗杆”回转，由于摩擦力的扼制，甚至自锁，又几乎是不可能的。由此可见，因降速特性阻断了这两个传动轴系间周向振动的相互传递，才产生了类似于隔离振动的效果，简称“隔振效应”。这种良性效应阻断了来自凸轮轴的周向振动，以及通过凸轮轴输入的前级周向振动，提高了输出端分度轴系的平稳性。隔振效应基于降速比特性，也是由分度凸轮机构的基本原理所决定的；这也是包络蜗杆式分度凸轮机构的动态特性优于同类机构，适宜在高速下工作的重要原因，同时也将使其动力学分析的数学模型得到简化。 1.3 无侧隙啮合刚度 无侧隙啮合亦称双面啮合，即左、右侧齿廓面同时参与啮合，其目的在于提高齿轮间的啮合刚度，避免脱啮现象发生和产生脱啮振动，提高系统的抗振性能，在现有各类分度凸轮机构中普遍采用。一般来说，作用于分度盘轮齿廓面上的法向力，可以分解于轮齿的径向与切向；当它们随时间(或凸轮转角)而作周期性变化时，将引起分度轴系的径向振动、切向振动以及周向振动。其中切向力作用于啮合副的轮齿上，产生弹性弯曲变形和弹性接触变形，而啮合刚度正是表征抵抗这种变形的能力，它实际上将随时间而变化，在很大程度上影响着系统的动态特性。由动力学的理论可知，一个变刚度系统尽管没有其它各种外加激励时，也会因系统本身刚度的改变而引起机构系统“参数振动”［3］的发生，这种影响可归纳为系统弹性激励的一个主要组成部分。 接触刚度是啮合刚度的重要组成部分。它带有非线性特征，载荷越大刚度越高。由于双面点啮合副是在预载下工作，这相当于啮合的轮齿与对应的齿槽处于轻微“过盈”状态，可以显著地提高其共轭齿廓面间的接触刚度。 1.4 无侧隙啮合条件下的综合误差 由于各类误差的存在将会对系统产生弹性激励，这就需要说明误差对动力学系统的影响机制；其主要的误差形式大致有四：分度凸轮及分度盘的齿形误差；分度肋的轮齿间分度误差；分度凸轮及分度盘的径向跳动误差；分度凸轮轴系的轴向窜动误差等，它们来源于机构装置的制造误差、安装误差以及轴承件误差等。 因为双面无侧隙啮合，将使得误差的影响带有某些特殊性，需要引入“综合误差”的概念。假设凸轮的廓面无误差，如果它仍能同带误差的分度盘保持无侧隙啮合，则必须改变其径向与切向的位置，可以把这一位置的变化量称为综合误差。其中，引起中心距变化的误差为径向综合误差；引起沿凸轮轴向位置变化的误差为切向综合误差。例如，凸轮的径向跳动误差，将导致以凸轮每转为周期的高频径向综合误差；而凸轮的轴向窜动误差所引起的是高频切向综合误差；由于分度盘转速较低，其径向跳动则引起低频的径向综合误差与切向综合误差等。 容易理解，在无侧隙啮合的条件下，上述两类综合误差，将引起径向及切向的弹性变形，即弹性力的周期性脉动，成为系统的激励源之一。 2 包络蜗杆分度凸轮机构的动力学模型 2.1 动力学模型的框架思路 为了突出本系统的基本特征，简化其动力学模型，特作如下假定： (1) 本模型以反映输出端的分度盘轴系的动力学特征为重点，由于“隔振效应”扼制了本机构的前级周期向振动向分度盘轴系的传递，故在动力学模型中将忽视凸轮轴系周向振动的影响。 图1 分度机构简图 (2) 由于分度盘轮齿为柱状直齿，除了廓面间的摩擦力，一般不会激励分度盘的轴向振动，因此只考虑分度轴系统在与分度轴线成正交的O1X1Y1平面内的振动。 (3) 由于是处于无侧隙啮合，左右廓面同时受力，使得系统所受合力方向，基本上不受分度盘轮齿周向位置的影响。建模时可将分度盘轮齿放在零位(即φ1=0时的位置)。 (4) 本系统的振动为微幅振动，可以略去其高阶量，使振动模型线性化。。 |
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