基于拨销与轮槽创成及啮合仿真的槽轮机构设计

1001 -2265(2013)06 -0110 -03

基于拨销与轮槽创成及啮合仿真的槽轮机构设计

陈殿华蔡军

大连大学机械工程学院,辽宁大连 116022

摘要:为了消除槽轮传动的柔性冲击和减小惯性负载以提高槽轮机构传动功效,提出了一种基于机构运动学和几何形状及啮合仿真的槽轮机构设计方法。研究以非圆截面驱动拨销和轮槽的几何形状设计为途径,以改善槽轮动力学特性为目标,利用拨销与轮槽创成运动分析进行槽轮机构的结构与传动设计。通过实例设计证明了该方法可实现槽轮动力特性和承载能力的显著改善。利用仿真分析进行槽轮机构的设计大大提高了设计质量和效率。该方法可用于高速精密无冲击槽轮机构的传动设计及加工仿真分析。

槽轮机构;柔性冲击;啮合仿真;凸轮拨销

TH112A

Design of Geneva Mechanisms Bases on the Driving Pin and Wheel Lot 

Generation and Meshing Simulation

CHEN Dian-hua CAI Jun

Institute of Mechanical Engineering, Dalian University, Dalian Liaoning 116022, ChinaAbstract: In order to raise efficacy of the Geneva driving by eliminating flexible shock and reducing inertia load, a new design method of Geneva mechanisms is presented based on kinematics, geometry shape and meshing simulation of the mechanisms. The design of configuration and driving for Geneva mechanisms has been discussed by using meshing generation analysis of the drive pin and slot in which the geometric shape design of the non-circular section driving pin and meshing slot are taken as the course, and the improve the dynamic character of the Geneva are taken as the object. It is proven that dynamic character and working capacity can be remarkably improved by designing of the practical examples for Geneva mechanism. The quantity and efficiency of Geneva mechanism design are greatly raised by using of simulation analysis. This design method can be used to the transmission design and machining simulation analysis for the high speed Geneva mechanism without any shock.

geneva mechanisms; flexible shock; meshing simulation; cam driving pin

2012-11 -272012 -12 -17

国家自然科学基金资助项目(51075047)的资助

陈殿华(1953-),男,盘锦人,大连大学,教授,博士,硕士生导师,主要研究方向为机械设计及其强度可靠性研究,(E - mail) chendianhua@ dlu.edu.cn。

万方数据

平衡吊的动力学与运动学仿真

平衡吊的运动学与动力学仿真 作者:** 指导老师:** ********** *************** 1 绪论 1.1 平衡吊的概要平衡吊是的主要结构是平行四边形连杆机构的放大形态和螺母升降结构,通过外力的作用下达到重物的上升和下降的目的,平衡吊可以满足重物随时停留在需要的工作区域。比其他的吊装设备更具有优越性,它比一般吊装设备更加的灵活,从而更加的精准,与机械手相比等其他吊装设备比,其结构更加得合理,性能较好,广泛的使用于重工业的生产中,在机床厂中更是被用作吊装作业,在小型企业装卸货物,例如码头的施工,集装箱的搬运,非常适合于作业区域窄,时间间隔短的作业方式。其极大减少了人力使用,有效地节约了人力资源。平衡吊在市场上主要常见的有3 种,机械式,气动式,液压式,机械式,顾名思义,通过外力的使用,使其达到升降的目的,主要在生产,搬运的的领域中常见,后期,更是添加了电动装置,优化了他的配置,有效地提高了生产效率。气动式平衡吊主要是对于气压的控制原理实现升降功能的我们成为气动式平衡吊,液压式,主要是根据液压系统来设置的,在大多数重工业生产地使用广泛。现在主要使用的为气动式平衡吊,主要省力,都是自动化进行的,按照平衡吊臂的类型还可以将平衡吊分为通用和专用类型,他们各有各的特色,相对于大型的吊车来说,其缺点是工作的行程围较小,区域局限化。 平衡吊的种类及其特点:液压平衡吊的特点:液压平衡吊有3 大类,有级,单级,无级变速的,他们通过不同的油路控制来达到不同的工作地点; 气动平衡吊的特点:体积不大,比一般的平衡吊具有灵活的特色;电动平衡吊:又称为机械式平衡吊,具有控制重物在任意指定地点的特点,一般为定速转动; Cad(2D)+solidworks(3D) 图纸整套免费获取,需要的 加QQ1162401387 1.2 平衡吊的结构 平衡吊主要有大小臂,起重臂,短臂,电机,立柱,丝杆螺母传动副构成的,其中的几个臂件通过平行四边形连杆机构构成的。在外力的作用下起到升降重物的作用。

复习课件槽轮设计计算.doc

(1)槽轮机构的典型结构如图所示,它由主动拨盘、从动槽轮和机架组成。拨盘以等角速度作连续回转,当上的圆销未进入槽轮的径向槽时,由于槽轮的内凹锁止弧nn被拨盘的外凹槽锁止弧mm卡住,故槽轮不懂。图示为圆销钢进入槽轮径向槽时的位置,此时锁止弧nn又也刚被松开。此后,槽轮受圆销的驱使而转动。当圆销在另一边离开径向槽时,锁止弧nn又被卡住,槽轮又静止不懂。直至圆销再次进入槽轮的另一个径向槽时,又重复上述运动。所以槽轮作时动时停的间歇运动。 槽轮机构的结构简单,外形尺寸小,机械效率高,并能较平稳的、间歇的进行转位。但因传动时尚存在柔性冲击,故常用于速度不太高的场合 普通槽轮机构的运动系数 在图中所示,当主动拨盘B回转一周时,槽轮A的运动时间与主动拨盘转一周的总时间之比,称为槽轮机构的运动系数,并以к表示 因为拨盘B一般为等速回转,所以时间之比可以用拨盘转角之比来表示。对于单圆销外槽轮机构,时t1与t2所对应的拨盘转角分别为2和2又为了避免圆销B和径向槽发生刚性冲击,圆销开始进入或脱出径向槽的瞬时,其线速度方向应沿着径向槽的中心线。由图可知2α=π-2β此设计槽轮又4个均布槽,则外槽轮机构的运动系数为 к=α/π=1/4

因为运动系数大于零,所以外槽轮的槽数应大于或等于3,由式可知,其运动系数总小于0.5,故此单销外槽轮机构槽轮的运动时间总小于其静止时间。 此外,当圆销开始进入和退出径向槽时,由于角加速度有突变,故在此两瞬时有柔性冲击。而且槽轮的槽数愈少,柔性冲击愈大。 (2)槽轮的强度设计 四槽槽轮机构圆梢所受最大作用力max F 的计算公式如下: 2 max ()Z z M Jnw F c d a M =+ 式中a 为中心距,参数c 、d 的取值查文献[1]为2.000、2.337,代入式得max F =1.2039kN ,由以上较小结果得选择接触疲劳强度为设计准则,选择槽轮材料为45钢,感应淬火热处理,热处理等级MQ ,表面硬度45HRC ,圆销采用ZCuSn10P1锡青铜。 由文献得,45钢的弹性模量1203E GPa =,泊松比10.24u =,ZCuSn10P1锡青铜的弹性模量2110E GPa =,泊松比10.33u =,根据H.Hertz 公式,槽轮与圆销的最短接触长度为: 222 1212111n A HP F r L u u E E πσ=?--+ 由于圆销较易更换,且为耐磨材料,因此接触强度以槽轮为准,查文献,设1100HP Mpa σ=,代入式得 2.8422L mm =,由此得选用10mm 厚的槽轮是非常安全的。 2、槽轮的尺寸计算 槽数 z=4 槽轮每次转位时,主动件的转角 2α=π(1-2/z ) α=0.5π 槽间角 2β=2π/z β=0.25π 主动件圆销中心直径 R1=asin β

机构运动创新设计..

课程设计报告 学生姓名:________________ 学号:_________________ 学院: ______________________________________________ 班级: ______________________________________________ 题目: _______________ 机构运动创新设计______________

2015年1月5日 目录 、概述................................. 1 .....................................................

一、概述: 机构运动方案创新设计是各类复杂机械设计中决定性的一步,机构的设计选型一般先通过作图和计算来进行,一般比较复杂的机构都有多个方案,需要制作模型来试验和验证,多次改进后才能得到最佳的方案和参数。本实验所用搭接试验台能够任意选择平面机构类型,组装调整机构尺寸等功能,能够比较直观、方便的搭接、验证、调试、改进、确定设计方案,较好地改善了在校学生对平面机构的学习和设计一般只停留在理论设计“纸上谈兵”的状况二、课程设计目的: 1、培养学生对连杆机构的理解掌握与创新设计能力,加强学生的工程实践背景的训练,拓宽学生的知识面,培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力。 2 、通过机构的拼接,在培养工程实践动手能力的同时,要求学生在拼装一个已有模型之外,自己通过对现实生产和生活中的连杆机构机械产品的观察和理解,通过试验台设备进行拼装和仿真。通过解决实际问题,促进学生理论联系实际,学以致用;锻炼学生独立思考能力和动手能力。 3 、加深学生对连杆机构组成原理的认识,进一步掌握连杆机构的创新设计方法。 4、学习机构运动简图的测绘与自由度的计算。 三、课程设计要求和内容: 实验设备和工具 CQJP-D 机构运动创新设计方案拼装及仿真实验台,包括组成机构的各种运动副、构件、动力源及一套实验工具(扳手、螺丝刀)。其中构件包括机架、连杆、圆柱齿轮、齿条、凸轮及从动件、槽轮及拨盘和皮带轮等;运动副包括转动副、移动副、齿轮副、槽轮副等。 实验原理 平面机构是由各个杆组依次联结到机架和原动件上形成的。机构具有确定运动的条件是机构的自由度大于零,且原动件数和机构的自由度相等。所拼接的机构必须满足以上两个条件。将主要由连杆构成的连杆机构(可加入一个其他类型构件如齿轮、凸轮、槽轮等)进行拼装,计算分析其自由度后,输入动力源进行 机构运行。实验内容与步骤

基于MatlabSimulink的槽轮机构间歇运动特性的分析与仿真

基于Matlab/Simulink的槽轮机构间歇运动特性的分析与仿真 摘要:将槽轮机构转换为倒置曲柄滑块机构,建立了槽轮机构的运动数学模型,利用Matlab计算了槽轮机构的运动参数并绘制了相应的动态曲线,该方法直观精确,提高了设计效率。 关键词:槽轮机构间歇运动Matlab/Simulink 运动特性 Geneva mechanism based on Matlab/Simulink intermittent motion characteristics analysis and simulation Abstract :Converse geneva mechanism for inverted slider-crank mechanism,the geneva machanism motion mathematical model is established,using Matlab to calculate the dynamic movement parameters of the geneva mechanism and draw the corresponding curve,the method is accurate,intuitive improves the design efficiency Key words:the geneva mechanism intermittent motion Matlab / Simulink movement characteristics 0引言: 槽轮机构能将主动件连续旋转运动转换成从动件有规律的运动和停歇,是实现周期性运动和停歇的典型机构。槽轮机构的结构简单,外形尺寸小,效率高,并能较平稳地、间歇地进行传位,在现代机械设备中得到了广泛的应用,但因传动时尚存在柔性冲击,故常用于速度不高的场合。本文将针对槽轮机构的间歇运动,使用Matlab软件中的仿真工具箱Simulink进行运动学仿真,通过仿真得到从槽轮的运动变化曲线,并对槽轮机构的运动特性进行分析。 1槽轮机构的物理模型转换 图1 外槽轮机构简图图2 曲柄滑块机构 1-槽轮;2-拨盘1-滑块;2-曲柄;3-摇杆 在如图1所示为外槽轮机构简图,图2所示为倒置的曲柄滑块机构。当销子和轮槽结合时图2中倒置曲柄滑块构造形式与图1中槽轮机构类似。其中图1中带销子的拨盘2可视为连杆2,而槽轮可视为连杆3,滑块1代表销子。 2槽轮机构的数学建模 整个系统的运动过程可分为两个状态,即销子和轮槽结合与分离的两个状态

槽轮机构设计方案

基于Predator SFC 系统的槽轮机构CAD/CAM 创新实验 ---------------槽轮机构设计方案 1. 槽轮机构简介 在图1中的外槽轮机构中,主动件拔盘以角速度w1匀速转动,当拔盘上的圆 销转到图1所示的A 位置时,拨盘上锁止弧S1的起使边到达中心连线O 1O 2位置,槽轮开始转动。当圆销转到A 1时,拔销退出轮槽,拔盘继续转动,槽轮却停止转动,我们称此时的槽轮被锁住,槽轮上的内凹锁止弧和拨盘上的外凸锁止弧啮合在一起。这样,主动拨盘连续转动就转换成槽轮的间歇转动。为避免槽轮在起动和停歇时发生刚性冲击,拔销开始进入和离开轮槽时,轮槽的中心线应和圆销中心A 的运动圆周相切,即拔销转到图1所示位置时,O 1A ⊥O 2A 。 图1外槽轮机构 组成:带圆销的拨盘、带有径向槽的槽轮。拨盘和槽轮上都有锁止弧:槽轮上的凹圆弧、拨盘上的凸圆弧,起锁定作用。 ω ωo o 锁止弧 槽轮 拨盘 圆销

工作过程:拨盘连续回转,当两锁止弧接触时,槽轮静止;反之槽轮运动。 作用:将连续回转变换为间歇转动。 特点:结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高,能平稳地、间歇地进行转位。因槽轮运动过程中角速度有变化,不适合高速运动场合。 2.槽轮机构优点 (1)结构简单,工作可靠,效率较高; (2)在进入和脱离啮合时运动较平稳,能准确控制转动的角度; (3)转位迅速,从动件能在较短的时间内转过较大的角度; (4)槽轮转位时间与静止时间之比为定值。 3.槽轮机构缺点 (1)槽轮的转角大小不能调节; (2)槽轮转动的始、末位置加速度变化较大,从而产生冲击: (3)在工作盘定位精度要求较高时,利用锁紧弧面往往满足不了要求,而需另加定位装置。 (4)槽轮的制造与装配精度要求较高。由于这些原因,槽轮机构一般应用在转速不高的装置中。 4.槽轮机构的工作原理 槽轮机构,又叫马尔他机构或日内瓦机构,由具有径向槽的槽轮1和具有拨销2的拨杆3组成,其工作原理如图2所示。

平衡吊的动力学与运动学仿真

平衡吊得运动学与动力学仿真 作者:** 指导老师:** ********** *************** 1绪论 1、1平衡吊得概要 平衡吊就是得主要结构就是平行四边形连杆机构得放大形态与螺母升降结构,通过外力得作用下达到重物得上升与下降得目得,平衡吊可以满足重物随时停留在需要得工作区域内。比其她得吊装设备更具有优越性,它比一般吊装设备更加得灵活,从而更加得精准,与机械手相比等其她吊装设备比,其结构更加得合理,性能较好,广泛得使用于重工业得生产中,在机床厂中更就是被用作吊装作业,在小型企业装卸货物,例如码头得施工,集装箱得搬运,非常适合于作业区域窄,时间间隔短得作业方式。其极大减少了人力使用,有效地节约了人力资源。 平衡吊在市场上主要常见得有3种,机械式,气动式,液压式,机械式,顾名思义,通过外力得使用,使其达到升降得目得,主要在生产,搬运得得领域中常见,后期,更就是添加了电动装置,优化了她得配置,有效地提高了生产效率。气动式平衡吊主要就是对于气压得控制原理实现升降功能得我们成为气动式平衡吊,液压式,主要就是根据液压系统来设置得,在大多数重工业生产地使用广泛。现在主要使用得为气动式平衡吊,主要省力,都就是自动化进行得,按照平衡吊臂得类型还可以将平衡吊分为通用与专用类型,她们各有各得特色,相对于大型得吊车来说,其缺点就是工作得行程范围较小,区域局限化。 平衡吊得种类及其特点: 液压平衡吊得特点:液压平衡吊有3大类,有级,单级,无级变速得,她们通过不同得油路控制来达到不同得工作地点; 气动平衡吊得特点:体积不大,比一般得平衡吊具有灵活得特色; 电动平衡吊:又称为机械式平衡吊,具有控制重物在任意指定地点得特点,一般为定速转动; Cad(2D)+solidworks(3D)图纸整套免费获取,需要得 加QQ1162401387 1、2平衡吊得结构 平衡吊主要有大小臂,起重臂,短臂,电机,立柱,丝杆螺母传动副构成得,其中得几个臂件通过平行四边形连杆机构构成得。在外力得作用下起到升降重物得作用。

槽轮机构运动学仿真

湖南农业大学工学院 课程设计说明书 课程名称:机械CAD/CAM课程设计 题目名称:槽轮机构运动学仿真 班级:20 11 级机制专业四班 姓名: 学号: 指导教师: 评定成绩: 教师评语: 指导老师签名: 20 年月日

目录 摘要 (1) 关键词 (1) 1 槽轮机构的结构组成和工作原理 (1) 2 零件三维实体模型建立的方法 (1) 2.1 主动转盘三维实体模型建立的方法 (1) 2.2 从动槽轮三维实体模型建立的方法 (3) 2.3 其他零件三维实体模型建立的方法 (4) 3 装配模型建立的方法和步骤 (6) 4 建立装配模型的运动仿真 (9) 5 装配模型的运动仿真分析 (13) 6 装配模型的运动仿真分析结论 (15) 7 装配模型图集 (16) 7.1 总成图 (16) 7.2 爆炸图 (16) 7.3 零件图 (17) 7.4 主动转盘工程图 (18) 8 总结 (19) 参考文献.......................................... (19)

槽轮机构运动学仿真 学生: (工学院,11-机制4班,学号) 摘要:槽轮机构是将主动拨盘的连续转动转化为从动槽轮的间歇转动,以达到间歇进给、转位和分度等工作要求。运用Pro/E软件对槽轮机构进行三维实体建模及装配,并运用模块进行运动仿真分析,得出机构的角速度、角加速度随时间变化的曲线。 关键词:槽轮机构;间歇运动;运动仿真 1、槽轮机构的结构组成和工作原理 槽轮机构由槽轮和圆柱销组成的单向间歇运动机构,又称马尔他机构。它常被用来将主动件的连续转动转换成从动件的带有停歇的单向周期性转动。槽轮机构有外啮合和内啮合以及球面槽轮等。外啮合槽轮机构的槽轮和转臂转向相反,而内啮合则相同,球面槽轮可在两相交轴之间进行间歇传动。槽轮机构典型结构由主动转盘、从动槽轮和机架组成。 2、零件三维实体模型建立的方法 2.1、主动转盘三维实体模型建立的方法 ②选择模板

槽轮机构的参数及设计

§槽轮机构 4.2.1槽轮机构的类型、工作原理和应用 图槽轮机构 槽轮机构又称马尔他机构,有外啮合和内啮合两种类型,如图所示。本节仅介绍常用的外槽轮机构。槽轮机构由具有径向槽的槽轮2和具有圆销G的拨杆1及机架所组成。原动件l作等速连续转动时.,从动件2时而转动,时而静止。当拨杆l的圆销A未进入槽轮2的径向槽时,由于槽轮2的内凹锁止弧夕被拨杆1的外凸锁止弧卡住,故槽轮2静止不动。图,a所示是圆销A开始进入槽轮2的径向槽时的位置,这时锁止弧卢开始被松开,因而圆销A能驱使槽轮转动。当圆销开始脱离槽轮的径向槽时,槽轮的另一锁止弧又被拨杆1的外凸圆弧卡住,致使槽轮2又静止不转,直至拨杆1的圆销A再次进入槽轮的另一径向槽时,两者又重复上述运动过程。外啮合槽轮机构,原动拨杆1与从动槽轮转向相反;内啮合槽轮机构,原动拨杆l与从动槽轮2转向相同。 图槽轮机构在电影放映机中的应用 槽轮机构具有构造简单、制造容易、工作可靠和机构效率高等特点;但槽轮机构在工作时有冲击,并随着转速的增加及槽数的减少而加剧,故适用范围受到一定的限制。 槽轮机构常用于某些自动机械(如自动机床、电影放映机等)和轻工机械中作转位机构。图所示为槽轮机构在电影放映机中的应用。 4.2.2槽轮机构的主要参数 槽数n和圆销数k是槽轮机构的两个主要参数。 为了使槽轮开始转动和终止转动时的角速度为零以免刚性冲击,圆销进入或脱离槽轮的径向槽时,圆销中心的轨迹圆应与径向槽的中心线相切。由图,a 可得槽轮2转动时拨杆1的转角为 (4-2) 在一个运动循环中,槽轮2的运动时间与原动件1的运动时间之比称为运动系数,用表示。对于单销槽轮机构,若原动件等速转动一周为一个运动循环,则时间比可转换成转角之比,即 (4-3) 由于>0,所以>0,因此z≥3。由上式知,这种单销槽轮机构的运动系数总小于0.5,即槽轮的运动时间总小于静止时间。 如果原动件上均匀地装有k个圆销,那么,原动件每转过/A就是一个运动循环。若原动件转过一周所需时间不变,显然原动件完成一个运动循环所需的时间应为/A;带动槽轮转动一次所需时间仍为td,则 (4-4) 由于槽轮总是作间歇转动的,故运动系数r总小于1,所以由上式可得 (4-5)

机构运动创新设计..

课程设计报告 学生姓名:学号: 学院: 班级: 题目: 机构运动创新设计 指导教师:苏天一 2015 年 1 月5日

目录 一、概述 1 二、课程设计目的 1 三、课程设计要求和内容 1 四、原始数据及技术参数 2 五、设计原理及设备 2 六、机构自由度计算 5 七、机构动力分析与计算 7 八、机构运动分析与计算 9 十、参考文献 12

一、概述: 机构运动方案创新设计是各类复杂机械设计中决定性的一步,机构的设计选型一般先通过作图和计算来进行,一般比较复杂的机构都有多个方案,需要制作模型来试验和验证,多次改进后才能得到最佳的方案和参数。本实验所用搭接试验台能够任意选择平面机构类型,组装调整机构尺寸等功能,能够比较直观、方便的搭接、验证、调试、改进、确定设计方案,较好地改善了在校学生对平面机构的学习和设计一般只停留在理论设计“纸上谈兵”的状况 二、课程设计目的: 1、培养学生对连杆机构的理解掌握与创新设计能力,加强学生的工程实践背景的训练,拓宽学生的知识面,培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力。 2、通过机构的拼接,在培养工程实践动手能力的同时,要求学生在拼装一个已有模型之外,自己通过对现实生产和生活中的连杆机构机械产品的观察和理解,通过试验台设备进行拼装和仿真。通过解决实际问题,促进学生理论联系实际,学以致用;锻炼学生独立思考能力和动手能力。 3、加深学生对连杆机构组成原理的认识,进一步掌握连杆机构的创新设计方法。 4、学习机构运动简图的测绘与自由度的计算。 三、课程设计要求和内容: 实验设备和工具 CQJP-D机构运动创新设计方案拼装及仿真实验台,包括组成机构的各种运动副、构件、动力源及一套实验工具(扳手、螺丝刀)。其中构件包括机架、连杆、圆柱齿轮、齿条、凸轮及从动件、槽轮及拨盘和皮带轮等;运动副包括转动副、移动副、齿轮副、槽轮副等。 实验原理 平面机构是由各个杆组依次联结到机架和原动件上形成的。机构具有确定运动的条件是机构的自由度大于零,且原动件数和机构的自由度相等。所拼接的机构必须满足以上两个条件。将主要由连杆构成的连杆机构(可加入一个其他类型构件如齿轮、凸轮、槽轮等)进行拼装,计算分析其自由度后,输入动力源进行

QJ1E47FMD发动机运动学及动力学仿真计算

QJ147FMD发动机运动学及动力学仿真计算 一、QJ147FMD发动机的参数: 标定转速:6000r/min 曲轴半径:19.6mm 连杆长度:80mm 缸径:47mm 曲柄连杆比:0.245 二、曲柄连杆机构再ADAMS软件中的仿真计算: 上图是燃气的爆发压力和往复惯性力以及合力的曲线图。 上图是用ADAMS软件仿真计算出的往复惯性力和理论计算的比较图。粉色——理论计算,蓝色——仿真计算。理论计算:max=745N,min=-1230N; 仿真计算:max=546.6316N,min=-901.3991N. 出现上诉的原因个人理解是: (1)仿真计算的往复加速度=理论计算的往复加速度,那么产生仿真计算所得到的往复惯性力和理论计算所得到的往复惯性力之所以不同的原因就在于往复质量的计算;(2)在理论计算中,往复质量的计算是由活塞组的质量+连杆小头的质量,而在小头质量的换算过程中教科书上介绍的方法一般有两种,即两质量和三质量系统来等效代替

连杆。并且可以确定的是用三质量系统来代替两质量系统计算的更为精确只是计算起来比较困难。那么我们可以推想如果可以的话用四质量系统来代替连杆所得到的结果应该比三质量系统来代替连杆是不是更为精确?如果答案是肯定的,那么我们就有理由相信:用无数个质量点来代替连杆系统所计算得到的结果将会比2质量系统来代替连杆计算的精度要高很多,这一点用ADAMS软件可以轻松的做到。(3)现在我们来做一个对比,即同一个连杆用两质量系统和三质量系统分别来代替的时候,同一个连杆在换算到连杆小头质量是如何变化的?很容易想到用三质量系统来代替连杆的时候换算到连杆小头的质量应该比两质量换算到连杆小头的质量要小,那么我们有理由相信:当用无数个质量点来代替连杆的时候,换算到连杆小头的质量要比教科书上按两质量系统来代替连杆换算到连杆小头出的往复质量要小。(4)由于摩托车的发动机的转速很高,所以他的往复加速度很大。我们这次所研究的发动机的加速度的数量级:几千。可见,当往复质量减少1%时,则往复惯性力将减少几十牛。(这也是我们在设计高速发动机的时候要注意减少往复惯性质量的原因,而我们按照理论公式来计算的时候,实际上已经人为的增大了往复质量。)由以上的分析,我们有理由认为用ADAMS仿真软件来进行计算,所得到的结果比按纯理论方法所计算的更为精确。 三、主轴径的受力分析: (1)我们用ADAMS软件,将所研究的发动机的轴径作为刚体并且还考虑到了轴承的安装位置以及曲柄系统的质心位置的影响之后所得到的曲轴主轴径的受力分析图。 上图是曲轴的两个轴径受力的极坐标图。

棘轮机构练习题

棘轮机构练习题 一,填空题 1,将主动件的连续运动转换为时动时停的周期性运动的机构,称为间歇动动机构 2,棘轮机构主要由棘轮、棘爪和机架组成 3,槽轮机构的主动件是曲柄,它以等角速度做整周运动,具有径向槽的槽轮是 从动件,由它来完成间歇运动。 4,为保证棘轮在工作中的静止可靠和防止棘轮的反转,棘轮机构应当装有止回棘爪. 5、单圆销外啮合六槽轮机构,曲柄转一周需6秒,则槽轮每次运动转 60 度,每次停歇 5 秒。 6,在间歇运动机构中能将主动件的连续转动变成从动件的间歇转动的是_棘轮机构_和_ 槽轮机构_。 7,单圆销外啮槽轮机构,它是由曲柄_圆柱销_、_带径向槽的槽轮_以及机架等组成。 8,槽轮机构能把主动件的_连续_转动转换为从动件周期性的_间歇_运动。 9、有一双圆销槽轮机构,其槽轮有6条径向槽,当主动件拨盘转二圈时,槽轮完成_4_ 次动作,转过240 度。 10,在槽轮机构中,要使主、从动件转向相同,应采用_内啮合_槽轮机构。 二,判断题 1,间歇齿轮机构是由齿轮传动演变而来的,所以齿轮传动的传动比计算方法同样适用于间 歇齿轮机构。(×) 2,内啮合槽机构中槽轮的旋转方向与曲柄的旋转方向是一致的,而外啮合槽轮机构则相反。 (√) 3,槽轮机构中槽轮的转角大小是可以调节的(×) 4,槽轮机构的停歇和运动时间取决于槽轮的槽数和圆柱拨销数(√) 5,凸轮机构、棘轮机构、槽轮机构都不能实现间歇运动。× 6,单向间歇运动的棘轮机构,必须要有止回棘爪。(√) 三,选择题 1、六角车床的刀架转位机构是采用的( C) A,凸轮机构B,棘轮机构C,槽轮机构D,齿轮机构 2.拨盘转一周,槽轮作一次反向间歇转动的槽轮机构是__A__槽轮机构。 A.单圆销外啮合B.双圆销外啮合C.单圆销内啮合 3,某单圆销六槽外啮合槽轮机构,若主动件曲柄转一周,则槽轮转( C)周 A,1 B,1/4 C,1/6 D,1/8 4,槽轮机构的主动件在工作中做( C) A,往复摆动运动B,往复直线运动C,等速转动D,直线运动

槽轮机构的组成及其特点

槽轮机构的组成及其特点 newmaker (1) 槽轮的组成(Composition of Geneva Mechanism) 如右图所示,主动拨盘上的圆柱销进进槽轮上的径向槽以前,凸锁止弧将凹锁止弧锁住,则槽轮静止不动。圆柱销进进径向槽时,凸、凹锁止弧恰好分离,圆柱销可以驱动槽轮转动。当圆柱销脱离径向槽时,凸锁止弧又将凹锁止弧锁住,从而使槽轮静止不动。因此,当主动拨盘作连续转动时,槽轮被驱动作单向的间歇转动。 (2)槽轮的特点 构造简单,外形尺寸小; 机械效率高,并能较平稳地,间歇地进行转位; 但因传动时存在柔性冲击,故常用于速度不太高的场合。 槽轮机构的类型及应用 (1)槽轮机构的类型(Type of Geneva Mechanism) 外槽轮机构:运动时,拨盘与槽轮为异向回转。 内槽轮机构:运动时,拨盘与槽轮为同向回转。 两种机构均用于平行轴之间的间歇传动。 (2)槽轮机构的应用举例(Application Sample of Geneva Mechanism) 外槽轮机构被广泛应用于电影放映机中。

(3)球面槽轮机构(Sphere Geneva Mechanism) 当需要在两相交轴之间进行间歇传动时,可采用球面槽轮机构。右图为球面槽轮机构。 槽轮机构的运动系数及运动特性 (1)槽轮机构的运动系数k (Motion Factor of Geneva Mechanism) k=td/t 又因拨盘1一般为等速回转,因此时间的比值可以用拨盘转角的比值来表示。可得外槽轮机构运动系数的另一表达式: 由于运动系数k应大于零,所以由上式可知外槽轮径向槽的数目z应大于3。又由上式可知,

第四节棘轮、槽轮机构的工作原理、类型和应用螺旋机构

章 节 内 容 第三章 其他常用机构 §3-1 棘轮、槽轮机构的工作原理、类型和应用 §3-2 螺旋机构 教学 方式 讲 授 教学 时数 2 教学目的 与 要 求 理解棘轮机构和槽轮机构的工作原理,掌握螺旋齿轮的类型和参数,理解几种螺旋机构的特点 教 学 内 容 一、检查人数: 二、复习提问: 1、何谓凸轮轮廓曲线?对心直动从动件盘形凸轮和对心直动滚子从动件盘形凸轮的轮廓有什么区别? 2、凸轮机构r T 、a 、r b 的确定 三、重点与难点: 1.重点:棘轮机构和槽轮机构的工作原理;螺纹的参数 2.难点:棘轮机构和槽轮机构的工作原理 四、新 课: 第三章 其他常用机构 §3-1 棘轮、槽轮机构的工作原理、类型和应用 §3.1.1棘轮机构 一、棘轮机构的工作原理 棘轮机构 双向棘轮机构 棘轮机构由棘轮、棘抓、摇杆及机架组成。工作原理是利用棘爪与棘轮上棘齿的啮合与分离,实现周期性间歇运动的机构。 形式:外啮合、内啮合 轮齿形状:锯齿形、矩形。做单向间歇运动的棘轮用锯齿形齿,可换向的棘轮用矩形齿。 回转棘爪双向棘轮机构 双棘爪棘轮机构

双棘爪棘轮机构,在摇杆上安装两个棘爪,可提高棘轮运动的次数,缩短停歇的时间,又叫快动棘轮机构。 二、棘轮转角的调节 1.调节摇杆摆动角度的大小,控制棘轮的转角 2.用遮板调节棘轮转角 三、棘轮机构的特点与应用 1、送进和输送 2、制动 3、超越

§3.1.2槽轮机构 一、槽轮机构的工作原理 槽轮机构由带圆销的拨盘、具有径向槽的槽轮和机架组成。 拨盘为主动件,做匀速运动。在圆销未进入径向槽时,拨盘的 凸圆弧转入槽轮的凹弧,槽轮因受凹凸两弧锁合,故静止不动。 当拨盘上的凸弧端点A刚好处于槽轮凹弧的中点时,凹凸两弧 的锁止作用终止,圆销恰好进入径向槽驱动槽轮转动;当圆销开始脱离径向槽时,拨盘上的凸弧又开始将槽轮锁住,槽轮又静止不动。 当拨盘1继续转动时,上述过程重复出现。 一、槽轮机构的类型、特点及应用 (1)类型:外槽轮、内槽轮 依据机构中圆销的数目,外槽轮有单元销、双圆销、多圆销之分。 (2)类型特点: 单元销外槽轮机构工作时,拨盘转动一周,槽轮反向转动一次; 双圆销外槽轮机构工作时,拨盘转动一周,槽轮反向转动两次; 内槽轮机构的槽轮转动方向与拨盘转向相同。 单圆销槽轮机构双圆销槽轮机构 内啮合槽轮机

运动学、静力学、动力学概念

运动学、静力学、动力学概念 运动学 运动学是理论力学的一个分支学科,它是运用几何学的方法来研究物体的运动,通常不考虑力和质量等因素的影响。至于物体的运动和力的关系,则是动力学的研究课题。 用几何方法描述物体的运动必须确定一个参照系,因此,单纯从运动学的观点看,对任何运动的描述都是相对的。这里,运动的相对性是指经典力学范畴内的,即在不同的参照系中时间和空间的量度相同,和参照系的运动无关。不过当物体的速度接近光速时,时间和空间的量度就同参照系有关了。这里的“运动”指机械运动,即物体位置的改变;所谓“从几何的角度”是指不涉及物体本身的物理性质(如质量等)和加在物体上的力。 运动学主要研究点和刚体的运动规律。点是指没有大小和质量、在空间占据一定位置的几何点。刚体是没有质量、不变形、但有一定形状、占据空间一定位置的形体。运动学包括点的运动学和刚体运动学两部分。掌握了这两类运动,才可能进一步研究变形体(弹性体、流体等)的运动。 在变形体研究中,须把物体中微团的刚性位移和应变分开。点的运动学研究点的运动方程、轨迹、位移、速度、加速度等运动特征,这些都随所选的参考系不同而异;而刚体运动学还要研究刚体本身的转动过程、角速度、角加速度等更复杂些的运动特征。刚体运动按运动的特性又可分为:刚体的平动、刚体定轴转动、刚体平面运动、刚体定点转动和刚体一般运动。 运动学为动力学、机械原理(机械学)提供理论基础,也包含有自然科学和工程技术很多学科所必需的基本知识。 运动学的发展历史 运动学在发展的初期,从属于动力学,随着动力学而发展。古代,人们通过对地面物体和天体运动的观察,逐渐形成了物体在空间中位置的变化和时间的概念。中国战国时期在《墨经》中已有关于运动和时间先后的描述。亚里士多德在《物理学》中讨论了落体运动和圆运动,已有了速度的概念。

槽轮机构加工工艺设计及编程

摘要 槽轮机构是一种步进间歇运动机构,由于结构简单、制造容易、工作可靠,能准确地控制转角, 机械效率高, 所以在自动和半自动生产线中得到广泛的应用但槽轮在销轴进出槽轮槽口时加速度大,机构产生较大的冲击,而且随着转速的增加和槽轮槽数的减少冲击加剧,因而不适用于高速运转的情况。 本设计以槽数6 、销轮和槽轮中心距6mm、销轴半径3mm、铣刀半径6mm 为例,设计槽槽轮机构,并对槽轮的运动特性进行分析。采用CAM技术对槽轮和拨盘进行数控编程,对零件进行工艺分析,确定刀具和切削用量,最后形成NC指令。 关键词:槽轮机构工艺数控编程 NC

目录 前言 第一章概述 (4) 第一节、槽轮机构概述 (4) 第二节、槽轮机构简介 (4) 第三节、槽轮机构的应用和研究现状 (4) 第二章槽轮机构的设计与分析 (7) 第一节、槽轮机构的工作原理、特点及应用 (7) 第二节、外槽轮机构角速度和角加速度的分析 (8) 第三节、内槽轮机构的角速度和角加速度规律 (10) 第四节、主要几何尺寸的设计 (10) 第五节、本设计的主要几何尺寸的设计 (11) 第三章数控加工技术概述 (17) 第一节、数控加工技术的发展 (17) 第二节、数控加工工艺的特点 (19) 第三节、数控机床与普通机床相比具有的优越性 (20) 第四章槽轮和拨盘的工艺规程设计 (21) 第一节、机械加工工艺规程的作用 (21) 第二节、机械加工工艺规程的制定程序 (21) 第三节、毛坯的选择 (22) 第四节、定位基准的选择 (22) 第五节、加工顺序的安排 (23) 第六节、本零件工艺规程设计 (23) 第五章结论 (33) 第六章致谢 (34) 参考文献 (36)

《运动学与动力学仿真》实验指导书

《运动学与动力学仿真》实验指导书适用专业:机械电子工程 上海电机学院 2014年10月

实验一虚拟样机几何建模 一、实验目的 1、了解虚拟样机建模的目的 2、掌握利用Adams/View 进行几何体建模的方法,熟悉典型几何体的建模命令和相关的属性调整方法 二、实验要求 实验前预习相关知识和实验内容。 三、实验原理 Adams/view 中的几何建模工具集如图1所示。 图1 几何建模工具集 调用几何建模工具通常有两种方法:使用主工具箱上的建模工具集选择工具图标,或通过菜单选择几何建模工具命令。 使用主工具箱建模方法: 1)在主工具箱中,用鼠标右键选择上部的几何建模按钮,屏幕弹出如图1所示的几何建模工具集; 2)用鼠标选择相应的建模工具集的图标; 3)在参数设置对话框,修改参数值。 4)按照屏幕下方状态栏的提示,绘制几何图形。

图形 图2 基本形体图库 四、实验设备 机房,adams软件 五、实验步骤 1)在几何建模工具集中选取所要建的三维实体建模工具图标; 2)在参数设置栏,设置所建立的几何体是新构件(New Part)、添加到现有构件(Add to Part)还是添加到地基上(On Ground); 3)在参数设置栏,选择输入有个尺寸参数。 4)按照屏幕下方状态栏的提示,用鼠标确定起始绘图点; 5)按住鼠标左键,拖动鼠标,屏幕出现所绘图形。可以在参数设置栏设置形体的尺寸; 6)释放鼠标,完成简单形体建模,绘图结束点定义了几何体的方向和部分形体。 六、实验注意事项 无 七、实验报告要求 1、根据原理和要求画出2个基本的形体

实验二约束类型及工具 一、实验目的 1. 了解运动学与动力学分析中常用的约束类型 2. 掌握 Adams/View中添加运动约束的方法 二、实验要求 实验前预习相关知识和实验内容 三、实验原理 ADANMS/View提供了12种常用的运动副工具。作用:可以将两个构件连接起来。条件:被连接的构件可以是刚体构件、柔性构件或者是点质量。常用运动副如图1所示。 图1 常用的运动副 1)在连接工具集或者在连接对话框,选择连接工具图标。

(完整版)曲柄连杆机构运动学仿真

课程设计任务书

目录 1 绪论 (1) 1.1CATIA V5软件介绍 (1) 1.2ADAMS软件介绍 (1) 1.3S IM D ESIGNER软件介绍 (2) 1.4本次课程设计的主要内容及目的 (2) 2 曲柄连杆机构的建模 (3) 2.1活塞的建模 (3) 2.2活塞销的建模 (5) 2.3连杆的建模 (5) 2.4曲轴的建模 (6) 2.5汽缸体的建模 (8) 3 曲柄连杆机构的装配 (10) 3.1将各部件导入CATIA装配模块并利用约束命令确定位置关系 (10) 4 曲柄连杆机构导入ADAMS (14) 4.1曲柄连杆机构各个零部件之间运动副分析 (14) 4.2曲柄连杆机构各个零部件之间运动副建立 (14) 4.3曲柄连杆机构导入ADAMS (16) 5 曲柄连杆机构的运动学分析 (17) 结束语 (22) 参考文献 (23)

1 绪论 1.1 CATIA V5软件介绍 CATIA V5(Computer-graphics Aided Three-dimensional Interactive Application)是法国Dassault公司于1975年开发的一套完整的3D CAD/CAM/CAE一体化软件。它的内容涵盖了产品概念设计、工业设计、三维建模、分析计算、动态模拟与仿真、工程图的生成、生产加工成产品的全过程,其中还包括了大量的电缆和管道布线、各种模具设计与分析、人机交换等实用模块。CATIA V5不但能保证企业内部设计部门之间的协同设计功能而且还可以提供企业整个集成的设计流程和端对端的解决方案。CATIA V5大量应用于航空航天、汽车及摩托车行业、机械、电子、家电与3C产业、NC加工等领域。 由于其功能的强大而完美,CATIA V5已经成为三维CAD/CAM领域的一面旗帜和争相遵从的标准,特别是在航空航天、汽车及摩托车领域。法国的幻影2000系列战斗机就是使用CATIA V5进行设计的一个典范;波音777客机则使用CATIA V5实现了无图纸设计。另外,CATIA V5还用于制造米其林轮胎、伊莱克斯电冰箱和洗衣机、3M公司的粘合剂等。CATIA V5不仅给用户提供了详细的解决方案,而且具有先进的开发性、集成性及灵活性。 CATIA V5的主要功能有:三维几何图形设计、二维工程蓝图绘制、复杂空间曲面设计与验证、三维计算机辅助加工制造、加工轨迹模拟、机构设计及运动分析、标准零件管理。 1.2 ADAMS软件介绍 ADAMS即机械系统动力学自动分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems),该软件是美国MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)开发的虚拟样机分析软件。目前,ADAMS己经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。根据1999年机械系统动态仿真分析软件国际市场份额的统计资料,ADAMS软件销售总额近八千万美元、占据了51%的份额。 ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库,创建完全参数化的机械系统几何模型,其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法,建立系统动力学方程,对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析,输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、

基于ADAMS的玩具飞机的机构运动仿真..

基于ADAMS的玩具飞机的机构运动仿真 摘要:本文首先对目前市场上涉及到的机械玩具进行了一个简要的概括,然后选取一款玩具飞机的模型分析了它的运动规律,并进行测绘利用SolidWorks建立了其总体结构;对玩具飞机的关键部件—发条机构进行了简要介绍,在运动学分析的基础上,运用虚拟样机仿真软件Adams对玩具飞机进行了仿真。结果表明:玩具飞机的运动是稳定的,基本和实际运动状态一致。 关键词:玩具飞机;ADAMS;运动学分析 Dynamic simulation of toy aircraft based on ADAMS Abstract: Firstly,mechanical toys on the market at present involved in a brief summary,and then choose a toy airplane model to analyze the movement rules of it,and mapping of SolidWorks was utilized to establish the overall structure; the key part of the toy plane clockwork mechanism are introduced,on the basis of kinematics analysis last,the application of virtual prototype simulation software Adams simulation of the toy plane. The results show that: the toy plane movement is stable,consistent with the basic and the actual state of motion. Key words:toy aircraft;ADAMS;kinematics analysis 1 引言 中国是世界上最大的玩具制造国和出口国,全球70%的玩具是在我国境内制造的。在琳琅满目的玩具之中,靠发条驱动的纯机械玩具吸引着许多小孩子的眼球这类玩具用塑料做成,价格低廉,体积较小,节能环保,大多模拟某一种动物的动作这类机械玩具在设计方面采用了大量的机械机构,如连杆机构,齿轮机构,凸轮机构,不完全齿轮机构,槽轮机构等,很多玩具的设计思想十分巧妙"对这些商品玩具进行测绘、建模、装配并做仿真,这对玩具的研发和设计,都具有重要的参考价值[2]。 然而,对机械玩具进行仿真的相关研究在国内期刊上很少见到"中科院自动化研究所的张志刚等从仿生学的角度出发,按照一系列步骤,编制了机器鱼的设计与仿真软件,实现了由生物特征到机器鱼实现的过渡,方便了机器鱼的设计[1]。在对玩具市场进行一番调研后发现,一款玩具飞机设计非常巧妙,也很有代表性,这里主要以它为例来阐述玩具的运动机理和y运动学仿真中的一些关键技术。 2 玩具飞机的运动原理及仿真方案 玩具飞机的虚拟仿真研究过程中,零件之间存在着各种相对关系,为得到理想的结 果,首先需要对玩具进行拆卸,然后分析出其零件间的连接关系,测绘出其零件的尺寸, 完成装配,为仿真准备好模型数据。玩具飞机的整体图如下:

槽轮间歇回转机构的设计

编号 无锡太湖学院 毕业设计(论文)题目:槽轮间歇回转机构的设计信机系机械工程及自动化专业 学号: 学生姓名: 指导教师: 2013年5月25日

无锡太湖学院本科毕业设计(论文) 诚信承诺书 本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文)槽轮间歇回转机构的设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果,其内容除了在毕业设计(论文)中特别加以标注引用,表示致谢的内容外,本毕业设计(论文)不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班级: 学号: 作者姓名: 2013 年5 月25 日

无锡太湖学院 信机系机械工程及自动化专业 毕业设计 论文任务书 一、题目及专题: 1、题目槽轮间歇回转机构的设计 2、专题 二、课题来源及选题依据 槽轮机构是由槽轮和圆柱销组成的单向间歇运动机构,又称马尔他机构。它常被用来将主动件的连续转动转换成从动件的带有停歇的单向周期性转动。槽轮机构有外啮合和内啮合以及球面槽轮等。外啮合槽轮机构的槽轮和转臂转向相反,而内啮合则相同,球面槽轮可在两相交轴之间进行间歇传动。 槽轮机构是一种步进间歇运动机构,由于结构简单、制造容易、工作可靠,能准确地控制转角, 机械效率高, 所以在自动和半自动生产线中得到广泛的应用。但是其动程不可调节,转角不能太小,槽轮在起、停时的加速度大,有冲击,并随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧,故不宜用于高速,多用来实现不需经常调节转位角度的转位运动。 三、本设计(论文或其他)应达到的要求: ①阅读外文资料,翻译与所学专业或课题相关的外文文献5000字左

右,语句通顺、流畅、准确。 ②了解槽轮机构的工作原理。 ③根据加工产品具体结构和加工要求,拟定分析设备设计方案。 ④绘制整套零件图,装配图,各零件的精度配合。 ⑤用三维软件进行造型,画出修正槽轮机构的三维图。 ⑥撰写论文,要求符合本科论文的格式要求,语言简洁、流畅、层次分明。整个毕业设计过程的技术工作要严谨、灵活、工作要有主动性,计算方法、计算的程序、计算结果、结论要正确。 四、接受任务学生: 班姓名 五、开始及完成日期: 自2012年11月12日至2013年5月25日 六、设计(论文)指导(或顾问): 指导教师签名 签名 教研室主任 〔学科组组长 〕签名 研究所所长 系主任签名 2012年11月12日

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