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凸轮机构研究及发展趋势综述————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: 凸轮机构研究及发展趋势综述-机械制造论文凸轮机构研究及发展趋势综述 程亚民唐飞龙王志刚杨洋(西华大学机械工程学院,四川成都610039)摘要:主要对凸轮机构的运动规律和轮廓设计作论述。首先对凸轮机构的运动规律和轮廓设计研究进行了介绍,论述其在国内外的发展概况,同时指出凸轮机构在目前应用过程中存在的问题,并提出了相应的解决方案,最后对凸轮机构的发展趋势作了概述。关键词 :凸轮机构;运动规律;轮廓设计0引言凸轮机构由凸轮、从动件及机架组成,通过直接接触将预定的运动传给从动件。凸轮机构不仅结构简单、工作可靠,而且能够实现多种复杂的运动规律和轨迹,在各种机械中得到了广泛的运用,如轻工业机械、纺织机械、包装机械、印染机械、内燃机械等。凸轮机构之所以能在各种自动机械中获得广泛应用,还因为它兼有导引及控制机构的各种功能。虽然现在的计算机技术水平很高,但凸轮机构理论和设计方法仍然是许多数学家、工程技术人员和自然科学家研究的热点。凸轮研究主要包括以下内容:一是凸轮机构的运动规律,二是凸轮机构的轮廓设计。经过多年研究,凸轮机构的运动规律主要有多项式运动、三角函数运动[1],凸轮轮廓设计主要有平面凸轮机构、空间凸轮机构,确定轮廓的方法有瞬心法、包络法、共轭曲面法、等距曲面法[2]、反求法。1凸轮研究历史概述在最近的研究中一些学者还提出了其他类型的机构,如球面分度凸轮机构、内啮合式平行分度凸轮机构和弧面球包络分度机构等,在过去的几十年里凸轮研究工作者对凸轮轮廓设计及凸轮运动规律的研究不仅取得了显著的成就,还拓宽了凸轮的研究领域和方向。(1)对从动件弹性的凸轮机构动力学进行了比较深入的研究,并分析了多种凸轮曲线对机构动力学性能的影响,同时也涉及了有关间隙的运动学、动力学、谐分析、谐综合、振动方面的研究。(2)经过多年积累,凸轮研究已在振动、噪声、磨损等方面取得了一定的成绩。在20世纪,一些研究人员就将数值仿真方法用于研究凸轮从动件磨损,效果良好。在过去的100年里,凸轮机构的发展决定着新的制造工艺的发展。早在20世纪30年代,,当时的研究工作主要集中在低速凸轮,且主要分析运动规律;到40年代,就开始有人对凸轮的振动进行研究,并从经验设计发展到有理论根据的运动学和动力学分析,40年代末,;50年代,又有不少学者运用各种仪器对高速凸轮的动力学影响进行了研究,如高速摄影机、加速度分析仪,Tear对多项式运动规律进行了详细的研究,[3]。日本在凸轮设计方面寻求凸轮的精确解和凸轮的运动曲线多样化,他们还加强了凸轮动力学和振动方面的研究,提高了凸轮的速度,发展了高速凸轮。,传统分析方法都需要进行复杂的计算,工作量很大,分析结果也很难进行详细的描述。计算机的出现给凸轮机构的分析带来了新方法。国外对凸轮机构性能分析的研究已取得了一些成果,研发了具有凸轮机构分析功能的软件