基于PRO/E的雙軸雙凸輪聯動軌跡再現機構機械裝置的設計摘要凸輪機構在各種自動機床中起著很重要的作用，在此次畢業設計中主要設計聯動軌跡再現的凸輪機構。本文詳細介紹了設計中的每個步驟。本次設計的主要任務有兩個，一個是改進一個原有的計算機程序，能根據已知的點的軌跡，自動設計出聯動凸輪機構中從動件運動規律；另一個是使用PRO/E軟件從三維造型出發構造出機構的機械裝置，再通過CAD軟件繪制出雙軸雙凸輪聯動軌跡再現機構機械裝置裝配工作圖。關鍵詞：聯動凸輪；軌跡再現；機構；機械設計第2頁共45頁Designofthebiaxialanddouble-camscombinedmachineequipmentbasedonPRO/EAbstractCamsplayanimportantroleinavarietyofautomatedmachinetools.Duringthisgraduationdesign,thelinkagetrackofreproductionofcamsismymaintask.Thispaperdescribesthedesignofeachstep.Thedesignhastwomaintasks:oneistoimproveanexistingcomputerprogram,accordingtoaknownpointofthetrack,whichcandesignadouble-camscombinedmachineautomaticallybasedonthegivenlocus；theotheristodesignamachineequipmentbyPRO/EandthentodrawinganengineeringdrawingbyCAD.Keywords:Linkagecam；trackofreproduction；institutions；mechanicaldesign第3頁共45頁目錄1畢業設計課題介紹611課題的意義和目的612凸輪研究的現狀613凸輪機構的種類71.3.1凸輪機構的組成71.3.2凸輪機構的特點81.3.3凸輪機構的分類914課題內容介紹1015設計方案比較112聯動凸輪機構軌跡再現CAD及圖形仿真算法1321程序開發軟件的選擇1322總體算法1523程序界面及仿真模塊介紹16231程序界面16232仿真模塊的設計分析203應用實例224凸輪機構設計說明及主要部件的校核計算2441總體結構布局2442電動機的類型選擇2643帶傳動的類型選擇與設計計算2744軸的校核計算30441軸的結構30442軸的校核計算3145軸承的選擇3246軸承密封裝置的選擇34第4頁共45頁47軸承潤滑方式的選擇3548離合器的類型選擇3549齒輪的設計35410撥叉的設計36411凸輪的結構設計36412連桿的結構設計375凸輪機構主要部件的三維零件圖及總裝配圖3951齒輪零件圖3952電動機零件圖3953支座裝配圖3954凸輪裝配圖4055連桿裝配圖4156離合器零件圖4157軸類零件圖4258凸輪機構總裝配圖426結束語44參考文獻附件：1凸輪連桿組合機構軌跡再現CAD程序清單2凸輪連桿組合機構總裝圖3凸輪機構三維裝配圖4相關英語資料翻譯第5頁共45頁1畢業設計課題介紹11課題的意義和目的凸輪連桿機構是重要的組合機構，通過選擇合適的機構構件和設計凸輪的輪廓曲線，可在一定的范圍內使執行構件上某點實現任意點的軌跡。凸輪連桿機構構成的機械與數控機械相比具有成本低、工作速度快和工作可靠度高的優點，因而該機構在自動機、自動機床中有廣泛的應用前景。軌跡再現凸輪連桿機構使用CAD技術可解決凸輪連桿機構中構件尺寸的確定和凸輪輪廓設計的難點。本課題的主要內容有三個：一個是改進原有CAD中不合理部分，以使其更合理；第二個是使用PRO/E軟件設計出該機構的三維模型，以使其更直觀；第三個是使用AutoCAD繪制出相應的裝配工作圖，以使其更實用。12凸輪研究的現狀凸輪機構廣泛的用于各種自動機中。例如：自動包裝機、自動成形機、自動裝配機、自動機床、紡織機械、農業機械、印刷機械、自動辦公設備、自動售貨機、陶瓷機械、加工中心換刀機構、高速壓力機械、自動送料機械、食品機械、物流機械、電子機械、自動化儀表、服裝加工機械、制革機械、玻璃機械、彈簧機械和汽車等。凸輪機構之所以能夠得到如此廣泛的應用，是因為它具有傳動、導向和控制等功能。當它作為傳動機構時，可以產生復雜的運動規律；當它作為導向機構時，可使工作機械的動作端產生復雜的運動軌跡；當它作為控制機構時，可控制執行機構的工作循環。隨著社會發展和科技進步，各種自動機正朝著高效率、高精度、自動化程度高、優良的性能價格比、壽命長、操作簡單和維修方便等方向發展。為適應這種發展形勢，滿足自動機的要求，作為自動機核心部件的分度凸輪機構必須具有優良的凸輪曲線和高速、高精度性能。現代機械日益向高速發展，凸輪機構的運動速度也越來越高，因此高速凸輪的設計及其動力學問題的研究已引起普遍重視，并已提出了許多適于在高速條件第6頁共45頁下采用的推桿運動規律以及一些新型的凸輪機構。另一方面，隨著計算機的發展，凸輪機構的計算機輔助設計和制造已獲得普遍的應用，從而提高了設計和加工的速度及質量，這也為凸輪機構的更廣泛的應用創造了條件。由于計算機軟件和數控軟件的普及，凸輪CAD和CAM軟件的問世，為高速高精度凸輪機構的設計、制造和檢測提供了有利條件。凸輪曲線特性優良與否直接影響凸輪機構的精度、效率和壽命。多年來，世界上許多凸輪專家創造了數十種特性優異的凸輪曲線。這些凸輪曲線完全能夠滿足各種自動機的要求。其中，最常用的有修正正弦曲線、修正梯形曲線和修正等速曲線等。日本山梨大學牧野洋教授研發的三角函數通用凸輪曲線幾乎包括全部凸輪曲線。西岡雅夫博士開發了代數式通用凸輪曲線。利用這些通用凸輪曲線，輸入一定參數，就能得到滿足工作特性要求的凸輪曲線，從而制造出滿意的凸輪機構。牧野洋教授于1976年出版的自動機械機構學一書在我國凸輪學術界影響深遠，對我國自動機械的發展具有重要的指導意義。我國在凸輪機構研究方面歷史悠久，理論較深，但在設計、制造和檢測等應用技術方面，與美德日等工業發達國家相比，差距較大。隨著改革開放的深入發展，我國在凸輪機構的的理論研究和實用技術方面取得了長足進展。在20世紀90年代初期，西北輕工業學院（現在的陜西科技大學）彭國勛、劉昌祺、肖正揚和曹巨江等教授承擔了國務院生產辦特批的國家重點企業技術開發項目“高速高精度凸輪間隙分度機構CAD/CAM”的研究任務，成功的研制了平行分度、圓柱分度和弧面分度等凸輪機構的CAD/CAM軟件。在劉昌祺教授指導下，與南通機床廠合作，設計成功了我國第一臺弧面凸輪數控銑床，使我國在弧面凸輪的設計與制造方面邁出了歷史性的一步。13凸輪機構的種類131凸輪機構的組成第7頁共45頁圖1-1凸輪機構由凸輪1、從動件2、機架3三個基本構件組成，是一種高副機構。其中凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構件，通常作連續等速轉動，從動件則在凸輪輪廓的控制下按預定的運動規律作往復移動或擺動。凸輪接觸端的特征如下：1）圓端。凸輪滾子是滾動接觸，磨損小。當凸輪曲