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无误差的摆动从动件空间凸轮综合设计

汤腾跃  
【摘要】:作为在机械领域有着广泛应用的摆动从动件空间凸轮机构,其通用的理论轮廓线的设计方法存在一定的误差,本文通过详细的误差分析,提出一套精确的设计方法。首先系统分析了根据机构功能要求设计其运动规律,包括在已知某些离散点时采用样条曲线设计运动规律的方法,并据此结合摆杆条件确定摆动从动件运动规律。其次引入空间凸轮从动件运动轨迹的空间坐标表达式,利用偏离角的概念,建立无误差并且便于对空间凸轮进行分析、设计和作图的3D理论轮廓展开线坐标或极坐标参数方程,分别推导得出展开线方程压力角和曲率半径基于从动件运动规律及圆柱凸轮基圆半径或圆锥凸轮基准极径的解析表达式,并由此建立最小允许的圆柱凸轮基圆半径和圆锥凸轮基准极径值关于许用压力角和许用曲率半径值的函数关系式,从而可以根据具体工程与加工条件确定空间凸轮的基本参数。最后基于特定的设计要求,按照摆线运动规律进行实例分析,应用软件分别描绘理论轮廓展开线上压力角的最大值和曲率半径的最小值随圆柱凸轮基圆半径或圆锥凸轮基准极径变化的关系曲线,通过与现有方法比较印证了该方法是对于摆动从动件空间凸轮理论轮廓展开线精确的设计方法,从而完成空间凸轮的设计。


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