凸轮机构的实验方法5篇文档格式.docx
《凸轮机构的实验方法5篇文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《凸轮机构的实验方法5篇文档格式.docx（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
通过调节控制面板上的液晶调速菜单调节电机转速。
软件控制：
在实验软件中根据实验需要来调节。
其原理框图如下:
【实验方法与步骤】
1.选择一凸轮，然后将其安装于凸轮轴上，并紧固。
2.用手拨动机构，检查机构运动是否正常。
3.连接或检查传感器、采集箱和计算机之间接线是否正确。
4.打开采集箱电源，启动电机，逐步增加电机转速，观察凸轮运动。
5.打开计算机上的控制软件，进入【数据采集】界面，采集相应数据。
6.采集数据完毕后，点击界面上方【文件】按钮，选择其中【生成全部曲线Excel文件】，保存生成的文件。
7.剔除掉曲线Excel文件中不合理的数据，根据采集的数据绘制凸轮的角位移线图、角速度线图和角加速度线图，并计算凸轮相关参数。
8.判断从动件的运动类型，绘出从动件的运动规律图，即从动件的位移s与凸轮转角的关系图。
9.运用“反转法”绘制凸轮机构的轮廓曲线，包括实际廓线与理论廓线。
10.点击【运动仿真】进入机构设计仿真窗体，确认好凸轮机构的几何参数，点击“仿真”按钮，便可以把仿真机构的位移、速度、加速度曲线在窗体下方的黑色坐标框
中绘制出来。
11.更换另一凸轮，重新进行上述各步。
12.实验完毕后，关闭电源，拆下构件。
13.分析比较理论曲线和实测曲线，并编写实验报告。
【注意事项】
1.机构运动速度不易过快。
2.机构启动前一定要仔细检查联接部分是否牢靠；
手动转动机构，检查曲柄是否可整转。
3.运行时间不宜太长，隔一段时间应停下来检查机构联接是否松动。
4.绘制曲线时注意选择合适的采集点。
【思考回答题】
1.在构建凸轮轮廓线的曲线应注意哪些事项？
2.凸轮轮廓线与从动件运动规律之间有什么内在联系？
3.测量凸轮轮廓时，凸轮不同转向是否会影响所得凸轮轮廓形状？
篇二
凸轮廓线数控加工程序%4321G92x0y0z0G00z10x0y50
G01z-5F1000x0y50
x5.666y50.119x11.304y50.429x16.920y50.805x22.543y51.085x28.186y51.1x33.816y50.692x39.345y49.726x44.643y48.111x49.556y45.803x53.936y42.813x57.657y39.187x60.622y35x63.442y29.583x65.6y24.294x66.713y19.266x66.915y14.036x66.221y8.727x64.289y3.47x62.421y-1.621x59.558y-6.469x56.259y-11.052x52.677y-15.406x48.952y-19.624x45.202y-23.827x41.53y-28.129x38.302y-32.139x35.355y-35.355x32.139y-38.302x28.679y-40.958x25y-43.301x21.131y-45.315x17.101y-46.985x12.941y-48.296x8.682y-49.24x4.358y-49.81x0y-50x0y-50
x-4.358y-49.81x-8.682y-49.24x-12.941y-48.296x-17.101y-46.985x-21.131y-45.315x-25y-43.301x-28.679y-40.958x-32.139y-38.302x-35.355y-35.355x-38.302y-32.139x-40.958y-28.679x-43.301y-25x-45.315y-21.131
x-46.985y-17.101x-48.296y-12.941x-49.24y-8.682x-49.81y-4.358x-50y0
x-49.81y4.358x-49.24y8.682x-48.296y12.941x-46.985y17.101x-45.315y21.131x-43.301y25x-40.958y28.679x-38.302y32.193x-35.355y35.355x-32.139y38.302x-28.679y40.958x-25y43.301x-21.131y45.315x-17.101y46.985x-12.941y48.296x-8.682y49.24x-4.358y49.81x0y50G00Z10x0y0M05M30
凸轮加工
篇三
第22卷第4期2003年 7月机械科学与技术
MECHANICALSCIENCEANDTECHNOLOGY
文章编号:
1003-8728（2003）04-0598-03
Vol22No.4July 2003
一种实用凸轮连杆机构运动分析的方法
张景霞1,2,王润孝1,于 江2
（1西北工业大学制造自动化软件与信息研究所,西安 710072;
张景霞
2
西安理工大学印刷包装工程学院,西安 710048）
摘 要:
介绍了对凸轮连杆机构进行运动分析的一种实用、简便的方法。
该方法以复数矢量法为依托,以PC机为工具,大大简化了平面运动分析的过程,避免了解析法中大量公式的推导和方程组求解的过程,从而降低了设计和研究人员的工作强度。
并以印刷机上的递纸机构（凸轮连杆机构）为例,利用复数矢量法对凸轮连杆机构的运动分析进行了详细的阐述。
关 键 词:
凸轮连杆机构;
运动分析;
复数矢量法中图分类号:
TH112 文献标识码:
A
APracticalApproachforKineticAnalysisofCam-linkageMechanisms
ZHANGJing-xia1,2,WANGRun-xiao1,YUJiang2
（1NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi′an710072;
Xi′anUniversityofTechnology,Xi′an710048）
Abstract:
Apracticalandconvenientapproachforkineticanalysisofcam-linkagemechanismsisdiscussed.Onthebasisofcomplex-numbervectormethod,theprocedureofkineticanalysisforplanarmechanismsissimplified,a
largenumberoftediousdeviationsofanalyticequationsandthesolutionforequationsareavoidedwiththeaidsofPC.Thus,theintensityoftheworkofresearchersanddesignersisdecreased.Finally,oneexampleoftransfermechanism（i.e.cam-linkagemechanism）onthepressispresentedtoclarifythekineticanalysisofcam-linkage
mechanismsbymeansofcomplex-numbervectormethod.Keywords:
Cam-linkagemechanisms;
Kineticanalysis;
Complex-numbervectormethod 众所周知,凸轮机构的设计方法以解析法和作图法为主。
为使设计者得以从繁重的脑力劳动中解脱出来,从而降低对设计者的要求,本文利用复数矢量法对凸轮连杆机构进行位移、速度等的运动分析,对通用的求解过程进行了模块化处理,编制了相应的子程序,并利用该方法对印刷机上的递纸机构（凸轮连杆机构）进行了分析。
1 复数矢量法
平面机构均由若干构件组成,每个构件都可视为一个具有大小和方向的矢量,而机构的运动分析问题,转化为了一
系列矢量合成的问题。
平面为二维空间,矢量方程L1+L2=
的展开式i1+2=l3ei3中的六个参量,至多包含两L3l1el2ei个未知参量,方可有解。
参考文献[1]中根据两个未知参量的分布情况,将矢量合成问题分为以下四类情况（参见表1）。
情况3和情况4的求解会有两种可能,表中m的取值+1或者-1分别对应于两种可能的求解情况,m需要根据具体的机构确定,因而判定原则仅对情况3和情况4,即情况3:
l1
情况1情况2情况3情况4
上的投影为正,则m=+1;
反之,m=-1。
L3在L1
情况4:
L2在以L1为实轴的虚轴上的投影为正,则m=+1;
表1 矢量合成的分类L1L2
1
l2?
2?
?
l3?
L3
3?
m
用复数矢量法求解运动分析问题的步骤如下:
（1）给各杆件（包括机架和实际杆件）标注适合的方向,通常杆件矢量化从机架和原动件开始,机架指向原动件的尾部;
（2）从可解矢量三角,图1
第4期
矢量三角形,列出矢量方程;
张景霞等:
599
两铰链点向连杆作垂线的长度之比。
铰链四杆机构AKCD中,从动件CD的角速度
b=d（6）DC′
在连线BC上选定任一点作为B点,均不影响速度分析。
为方便起见,选取AKCD作为凸轮机构的速度等效机
d′=
构。
其中,K为从动滚子与凸轮轮廓的接触点。
在进行速度分析前,需首先进行位移分析。
见图3、4。
（1）
（3）根据矢量三角形中各未知参数的分布,确定情况;
（4）编程,求解。
2 复数矢量法在机构运动分析中的应用
2.1 复数矢量法在铰链四杆机构运动分析中的应用2.1.1 位移分析
1=l5ei5）L4+L1=L5 （l4ei4+l1ei2=l3ei3）L5+L2=L3 （l5ei5+l2ei1+l6ei6=lei1）L1+L6=L （l1ei2.1.2 速度分析
对位移方程
（1）求导,得速度方程L4+L1=L5, L5+L2=L3, L1+L6=L表示机架,因为LL4=0则有4
L1=L5, L1+L2=L3, L1+L6=L
其展开式为
ei1+liei2=li
ei3li
图3 凸轮机构的位移分析 图4 接触点法线方向确定
（2）
由高副接触的性质可知,!
RC（由接触点指向滚子中心的矢量）的方向为凸轮在K点处的法线方向,可通过找出
凸轮在K点处的切线方向后转过!
/2来确定。
凸轮在K点处的切线方向可通过求解下面的矢量方程得
!
!
T=RK+1-RK-1
（tei∀=rK+1ei（-SGN（）#）-rK-1ei（SGN（）#））
（7）
式中:
SGN（）是符号函数,函数值随的旋转方向而定（为顺时针方向时,SGN（）=-1;
为逆时针方向时,
2!
SGN（）=1）;
#=为计算凸轮的分度角。
上式由
计算点数
情况1求得,∀为RC的切线方向,RC的方向为∃=∀+SGN（）!
/2。
应当注意∃是RC在以RK为原线的极坐标中的方向角。
列位移矢量方程式
L=RK+RC （lei%=rKei0+rCei∃）
在以RK为原线的极坐标系中,利用情况1,可解。
ii
1=l0e0+le）L1=L0+L （l1ei
eiei6=veiv
1+l6il1i12
112233
（3）
2.2 复数矢量法在凸轮机构运动分析中的应用
以平板凸轮和摆动从动件的凸轮机构为例,阐述利用复数矢量法进行凸轮机构运动分析的方法。
2.2.1 位移分析
凸轮与从动件为高副接触,平面凸轮机构属于平面高副机构。
根据机械原理的知识,高副机构的运动分析,往往是用低副机构取代来进行的。
通常来讲,由于不同瞬间高副接触处的曲率半径一般不同,因此不同时刻用以取代高副机构的低副机构是不同的。
取代凸轮机构的低副机构为四杆机构,凸轮机构的运动分析完全可按照平面四杆机构的运动分析方法进行2.2.2 速度分析
[1]
（8）（9）
。
然而,在实际的凸轮机构中,有时很难找到凸轮轮廓各处的曲率中心,或者曲率中心的数学表达十分繁杂。
在此情况下,代替凸轮机构进行运动分析的四杆机构就不易确定。
但是,在只进行
图2 连杆机构的速度分析
在固定坐标系中,利用情况4,可解出从动件的位移。
RK和RC在固定坐标系中的方向角=-%,C=∃+。
根据以上位移分析的结果,则从动件的速度
rKsin∃C）=rKsin（-=1
l1sin（l1sin（1-C）C-1）
为凸轮的角速度。
3 递纸机构的运动分析图示为胶印机典型的递纸机构,为递纸牙尖。
试分析递纸牙的位移与速度。
（1）机构的自由度五杆机构的自由度
图5 递纸机构位移分析
（10）
速度分析而不进行加速度分析的情况下,可方便、快捷地找到对应的低副杆机构进行速度分析。
设某凸轮机构,从动滚子与凸轮在K点接触,K点处凸轮轮廓的曲率中心为B。
因此杆机构ABCD为凸轮机构的高副低代机构。
由图2分析可知,从动件DC的角速度
bsin（2-4）d=b（4）
d
sin（5-4）
AB′=b（5）
为2,应有两个动力来源,分别来自以O1O2为圆心,相互啮
合且传动比为1:
1的一对齿轮。
（2）杆件矢量化（如图5所示） ,
600
求递纸牙的轨迹
在△B0BH中,以B0B为原线的极坐标系中
情况1:
L=!
RK+!
RC
（lei%=rKei0+rCei∃）
在固定坐标系中
情况4（m=-1）:
1=l0ei0+lei）L1=L0+L,（l1ei情况1:
L5=情况1:
L6=
5=lei3+lei4）L3+L4,（l5ei34
ii（-#+!
）
6=l5e5+l2e11L5-L2,（l6ei）
机械科学与技术
简化分析过程。
[参考文献]
（11）
第22卷
[1] [日]牧野洋.自动机械机构学[M].北京:
科学出版社,
1980,7
[2] 黄康生,姚国才等.轮转印刷机构的设计与计算[M].北京:
印刷工业出版社,1983,8
[3] 龚沛曾,陆慰民,杨志强.VisualBasic程序设计教程[M].
北京:
高等教育出版社,1998,12
（上接第562页）5 结束语
中英文工艺设计与翻译系统是敏捷制造、全球制造的
一项基础技术。
它除了应具有通常CAPP系统的中文工艺设计与管理功能外,还应包括翻译基础数据管理、中文工艺的英文翻译、中英文工艺的同步、英文工艺的编辑等功能。
中文工艺文件的生成应采用以交互选择式和派生式相结合的方式。
而工艺文件规范化不仅是成功实施CAPP系统的基础,也是提高工艺文件汉英翻译正确率的前提。
工艺文件规范化可通过选择预先建立的带有形式变量的工艺语句模板来实现。
工艺文件的汉英翻译应采用以基于工艺语句模
情况4（m=+1）:
8=l6ei6+l7ei7）L8=L6+L7,（l8ei情况1:
L10=L4+L9,（l10ei10=l4ei4+l9ei（7+
求递纸牙的速度
由公式（10）直接得出滚子从动件L1的角速度=21
L5=L3+L4=L4情况1:
L6=L5-L2=L4-L2
ei（ei（1-#1-v6=l45+2）+l2v6ei42
#7）
）
*
（l10*cos（10）,l10sin（10））——递纸牙的轨迹。
）2
板的直译式翻译法为主、以基于语法规则的翻译法为辅的方法。
开发的实际系统在航空制造企业中的成功应用证明了上述结论的合理性。
情况2:
iiei（7+L8=L6+L7v8ev8=v6ev6+l77
L10=L4+L9
ei（
v10=l45+v10ei4
[1] 冯志伟.机器翻译——从梦想到现实（上）[J].中国翻译,
1999,19（4）:
37～40
[2] SYSTRANSA.HomePageofSYSTRAN[OL].http:
//
www.systransoft.com,2001,7.22
[3] 葛敬民.国内翻译软件的现状和发展方向[J].中国科技翻
译,2000,13
（1）:
29～31
[4] 韩建国.浅谈机器翻译问题[J].中国科技翻译,1999,12
（2）:
32～34
[5] 陈光火.翻译软件渴望“成熟”-我国翻译软件的现状与未
来[J].中国翻译,1999,19
（1）:
42～44
[6] 吴康迪.浅谈机译系统[J].中国翻译,1999,19（4）:
41～42[7] 冯志伟.自然语言机器翻译新论[M].语文出版社,1995[8] 胡景凡,周锡令.受限汉语与汉英机器翻译系统[J].计算
机工程与应用,2000,（11）
[9] 叶文华马万太.双语CAPP中机械制造工艺语言机器翻译
研究[J].中国机械工程,2001,12（9）
7+#7++l97
v10为递纸牙的速度值;
v10为递纸牙速度的方向。
（4）绘制流程图,编写程序（略）
（5）分析结果
递纸牙的轨迹曲线、速度曲线如图6所示。
图6 递纸牙的轨迹曲线、速度曲线
4 结论
（1）该方法避免了运动分析解析法中复杂的求解过程,计算量小,对计算机的硬件要求很低,可在各种配置的计算机上运行;
（2）分析方法简便、易懂,不易出错;
（3）本方法可适用于任何类型的机构分析;
[10] 冯志伟.从汉英机器翻译看汉语自动句法语义分析的特点
和难点[OL].
http:
//www.rcl.cityu.edu.hk/
roundtable98/zwfeng.htm,1998.5.21
篇四
机构与零部件设计（Ⅰ）实验报告姓名
凸轮机构运动学仿真班号成绩
凸轮机构的运动学仿真
一、实验目的：
1.理解凸轮轮廓线与从动件运动之间的相互关系，巩固凸轮机构设计及运动分析的理论知识。
2.用虚拟样机技术模拟仿真凸轮机构的设计。
二、实验内容：
1．凸轮轮廓线的构建；
2．凸轮机构的三维建模；
3．凸轮机构的运动学仿真。
具体要求：
设计对心直动滚子从动件凸轮机构
已知从动件的运动规律为：
当凸轮转过Φ=600时，从动件以等加速等减速运动规律上升h=10mm；
凸轮再转过Φ’=1200，从动件停止不动；
当凸轮再转过Φ=600时，从动件以等加速等减速运动规律下降h=10mm；
其余Φs‘=1200，从动件静止不动。
已知基圆rb=50mm，滚子半径r=10mm，凸轮厚度10mm。
凸轮以等角速度顺时针转动，试设计凸轮机构，并输出从动件运动规律。
实验步骤：
三、实验报告：
将所建立的凸轮廓线、凸轮机构的三维模型、凸轮机构的从运件运动规律附在实验报告中。
机构与零部件设计（Ⅰ）实验报告
凸轮机构运动学仿真
对设计结果进行分析
思考题：
1．在构建凸轮轮廓线的曲线应注意哪些事项？
在建立凸轮机构的三维建模时又应注意哪些事项？
建凸轮轮廓曲线时首先该凸轮轮廓曲线分为四段推程阶段（等加速、等减速）、远休止阶段、回程阶段、近休止阶段。
建立表达式时较复杂，例如要将上诉规律分为六小段，即b1=30,b2=60,b3=180,b4=210,b5=240,b6=360且a1=0,a2=b1,a3=b2,a4=b3,a5=b4,a6=b5（单位皆为度）。
另知
xB=（rb+s）sinϕyB
升级会员 