[論文精品] 管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)綜述.doc

畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述1管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要：設(shè)計(jì)并研制一種適用于管類零件或小型圓柱型物件的內(nèi)壁噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)，詳細(xì)介紹了管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)的原理極其結(jié)構(gòu)組成、論述主要核心部件凸輪的設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)原理及過程。關(guān)鍵字：凸輪；噴涂；跟蹤機(jī)構(gòu)；噴涂機(jī)械是涂裝系統(tǒng)不可缺少的重要設(shè)備，隨著時(shí)代進(jìn)步和電子技術(shù)的不斷發(fā)展，噴涂設(shè)備也由最簡單的噴涂機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在的噴涂生產(chǎn)線，涂裝生產(chǎn)線主要是用在家用電器、汽車、摩托車、鋼木家具、建筑五金工具、儀器儀表外殼等金屬屬件、塑料件的表面處理。涂裝系統(tǒng)主要有粉末涂裝系統(tǒng)、自動(dòng)噴漆系統(tǒng)、工業(yè)單機(jī)噴涂設(shè)備及汽車特種噴涂設(shè)備等；設(shè)備主要有線處理生產(chǎn)線、睡蓮噴漆室、自動(dòng)噴粉準(zhǔn)裝置、噴粉機(jī)器人、烘道、烘房、自動(dòng)噴淋裝置懸掛物料輸送設(shè)備等。噴涂作為制品表面處理的一種方法和手段，其發(fā)展方興未艾。目前，國內(nèi)噴涂設(shè)備主要有水平往復(fù)自動(dòng)噴涂機(jī)，垂直往復(fù)自動(dòng)噴涂機(jī)、旋轉(zhuǎn)噴涂機(jī)、多軸頂噴機(jī)、噴涂機(jī)器人等，可用于外表面較大物件的自動(dòng)噴涂。而對(duì)于透明或單色瓶、杯、管類零件等小尺寸的物件，如在其內(nèi)表面進(jìn)行噴涂，可用起到防銹防腐蝕還可以改善觀賞、裝飾美觀性。因此帶動(dòng)了物件內(nèi)壁噴涂的全自動(dòng)噴涂機(jī)的發(fā)展。在物件內(nèi)壁噴涂的全自動(dòng)噴涂機(jī)中噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)占有不可或缺的地位。管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)用于在管類零件連續(xù)輸送過程中，對(duì)管類零件內(nèi)壁噴涂塑料薄膜的機(jī)構(gòu)。管類零件等間距的安裝在特制的鏈帶上，鏈帶由鏈輪帶動(dòng)，沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。在旋轉(zhuǎn)過程中，噴槍徐徐插入殼內(nèi)進(jìn)行噴塑，完成后又迅速退回原始位置，再插入下一管類零件重復(fù)前述動(dòng)作。在本機(jī)構(gòu)中運(yùn)用到二個(gè)凸輪來控制噴槍的運(yùn)動(dòng)。其中一個(gè)凸輪滿足噴槍作軸向往復(fù)移動(dòng)，另一個(gè)凸輪滿足噴槍作往復(fù)擺動(dòng)的跟蹤運(yùn)動(dòng)。所以說本機(jī)構(gòu)中凸輪的設(shè)計(jì)關(guān)系到整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作良好或是否滿足噴涂要求。在各種機(jī)械，特別是自動(dòng)機(jī)和自動(dòng)控制裝置匯總，廣泛采用各種形式的凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪機(jī)構(gòu)是一種由凸輪、從動(dòng)件（又稱推桿）和機(jī)架組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件。被凸輪直接推動(dòng)的構(gòu)件稱為推桿。凸輪通常為主動(dòng)件作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，若凸輪為從動(dòng)件，稱之為反凸輪機(jī)構(gòu)。畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述2凸輪機(jī)構(gòu)有如下的優(yōu)點(diǎn)：1、從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以任意擬定，凸輪機(jī)構(gòu)可用于對(duì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求嚴(yán)格的地方，也可以用于要求從動(dòng)件作間隙運(yùn)動(dòng)的地方，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間與停歇時(shí)間的比例以及停歇次數(shù)都可以任意擬定?？梢愿咚賳?dòng)，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠。2、只要設(shè)計(jì)相應(yīng)的凸輪輪廓，就可以使從動(dòng)件按擬定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)。3、由于數(shù)控機(jī)床及計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，特別是近年來可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造，使凸輪輪廓加工并不十分困難。其最大優(yōu)點(diǎn)是只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且相應(yīng)快速，機(jī)構(gòu)簡單緊湊。正因如此，凸輪機(jī)構(gòu)不可被數(shù)控、電控等裝置完全代替。由于凸輪機(jī)構(gòu)和包含凸輪機(jī)構(gòu)的各種組合機(jī)構(gòu)能夠再現(xiàn)各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，凸輪機(jī)構(gòu)在工程中獲得了廣泛的應(yīng)用。諸如在各種半自動(dòng)和全自動(dòng)金屬切削機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、礦石破碎機(jī)、模鍛機(jī)、冷鐓機(jī)、鋼管冷軋機(jī)、自動(dòng)包裝機(jī)、織機(jī)、家用和工業(yè)用縫紉機(jī)、自動(dòng)繞線機(jī)、點(diǎn)焊機(jī)、印刷機(jī)以及多種農(nóng)業(yè)機(jī)械等，均采用了凸輪機(jī)構(gòu)。在許多自動(dòng)化儀表中。也采用凸輪機(jī)構(gòu)作為輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)。凸輪機(jī)構(gòu)的類型很多，按凸輪的形狀分有盤形凸輪、圓柱凸輪。本機(jī)構(gòu)就運(yùn)用一個(gè)盤形凸輪和一個(gè)圓柱凸輪來滿足。本機(jī)構(gòu)采用圓柱凸輪的繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)噴槍的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并用凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)控制擺桿的擺動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)滑塊支座帶動(dòng)噴槍作反復(fù)擺動(dòng)。一個(gè)盤形凸輪來控制噴槍的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)，是根據(jù)工作要求選定合適的凸輪機(jī)構(gòu)的型式、推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和有關(guān)的基本尺寸，然后根據(jù)選定的推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)出凸輪應(yīng)用的輪廓曲線。凸輪的回轉(zhuǎn)軸心為圓心，以凸輪的最小半徑R0圓稱為凸輪的基圓，R0稱為基圓半徑。凸輪與推桿在一點(diǎn)接觸時(shí)，推桿處于最低位置。當(dāng)凸輪沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，推桿在凸輪廓線的推動(dòng)下，將由最低位置被推到最高位置，推桿運(yùn)動(dòng)的這一過程稱為推程，而相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角0稱為推程運(yùn)動(dòng)角。當(dāng)推桿與凸輪廓線接觸時(shí)，推桿處于最高位置而靜止不動(dòng)，這一過程稱為遠(yuǎn)休止，與之相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角01稱為遠(yuǎn)休止角。當(dāng)推桿與凸輪廓線接觸時(shí)，推桿由最高位置回到最低位置，這一過程稱為回程，相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角0稱為回程運(yùn)動(dòng)角。推桿在最低位置靜止不動(dòng)，這一過程稱為近休止，相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角02稱為近休止角。推桿咋推程或回程中移動(dòng)的距離h稱為推桿的行程。所謂推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是指推桿的位移s，速度v，和加速度a隨時(shí)間t變化的規(guī)律。根據(jù)推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律所用的數(shù)學(xué)表達(dá)式的不同，常用的主要有多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律和三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律兩大類。在本設(shè)計(jì)中主要用到了多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律，所以這里主要介紹一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律。畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述3推桿的多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一般表達(dá)式為s=C0+C11+C22+Cnn,為凸輪轉(zhuǎn)角；s為推桿位移；C0、C1、C2、Cn為待定系數(shù).可利用邊界條件等來確定。一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)凸輪以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，在推程時(shí)，凸輪的運(yùn)動(dòng)角為0,推桿完成行程行程h，當(dāng)采用一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，則有；（在推程時(shí)）s=C0+C1；v=ds/dt=C1；a=dv/dt=0；設(shè)取邊界條件為：在始點(diǎn)處=0，s=0.在終點(diǎn)處=0s=h。（在回程時(shí)）s=h/0；v=-h/0；a=0.由此可知推桿此時(shí)作等速運(yùn)動(dòng)，故又稱其為等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。如果工作中有多種要求，只需把這些要求列成相應(yīng)的邊界條件，并增加多項(xiàng)式中的方次，即可求得推桿相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程式。但當(dāng)邊界條件增多時(shí)，會(huì)使設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)雜，加工精度也難以達(dá)到，故通常不宜采用太高次數(shù)的多項(xiàng)式。除了推桿常用的幾種運(yùn)動(dòng)規(guī)律外，根據(jù)工作需要，還可以選擇其他類型的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，或者幾種運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合使用，以改善推桿的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性。構(gòu)造組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)根據(jù)工作的需要，首先考慮用哪些運(yùn)動(dòng)規(guī)律來參與組合，其次要保證各段運(yùn)動(dòng)規(guī)律在銜接點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的連續(xù)性，并在運(yùn)動(dòng)的起始和終止處滿足邊界條件。選擇推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律，首先需滿足機(jī)器的工作要求，同時(shí)還應(yīng)使凸輪機(jī)構(gòu)具有良好的動(dòng)力特性和使所設(shè)計(jì)的凸輪便于加工等。凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)依據(jù)的基本原理是反轉(zhuǎn)法原理。推桿的軸線與凸輪回轉(zhuǎn)軸心之間有一偏距。當(dāng)凸輪以角速度繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，推桿在凸輪的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)設(shè)想給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)加上一個(gè)公共角速度-，使其繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)凸輪與推桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)并未改變，但此時(shí)凸輪將靜止不動(dòng)，而推桿則一方面隨其導(dǎo)軌以角速度-繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，一方面又在導(dǎo)軌內(nèi)作預(yù)期的往復(fù)移動(dòng)。這樣，推桿在這種復(fù)合運(yùn)動(dòng)中，其尖頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡即為凸輪輪廓曲線，在設(shè)計(jì)凸輪廓線時(shí)，可假設(shè)凸輪靜止不動(dòng)，而使推桿相對(duì)于凸輪沿-方向作反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又在其導(dǎo)軌內(nèi)作預(yù)期的運(yùn)動(dòng)，這樣就作出了推桿的一系列位置，將其尖頂所占據(jù)的一系列位置連成平滑曲線，這就是所要求的凸輪廓線。將滾子中心視為尖頂推桿的尖頂，按前述方法出滾子中心在推桿復(fù)合運(yùn)動(dòng)中的軌跡（稱此軌跡為凸輪的理論廓線），然后以理論廓線上一系列點(diǎn)位圓心，以滾子半徑為半徑，作一系列的圓，再作此圓族的包絡(luò)線，即為凸輪的工作廓線（又稱實(shí)際廓線）。凸輪的基圓半徑若未指明，通常系指理論廓線的最小半徑?？臻g凸輪機(jī)構(gòu)的類型主要分為圓柱凸輪機(jī)構(gòu)和圓錐凸輪機(jī)構(gòu)兩大類。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方式有往復(fù)直動(dòng)和往復(fù)擺動(dòng)兩種。從動(dòng)件與凸輪輪廓的接觸方式大都采用滾子接畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述4觸，也可以采用尖底接觸。機(jī)構(gòu)的工作周期為凸輪一整轉(zhuǎn)的倍數(shù)時(shí)，必須采用曲線狀的導(dǎo)向塊接觸。由于空間凸輪的輪廓曲面上包含內(nèi)凹部分，因此不能采用平底型從動(dòng)件。從動(dòng)件與凸輪的鎖合方式也可分為力鎖合型和幾何鎖合型兩類，凸輪的輪廓曲面可在圓柱體或圓錐體上直接加工而成，也可將輪廓曲面制成允許裝拆的瓦狀塊，用螺釘固定在凸輪基本上。以便調(diào)整和更換，在自動(dòng)機(jī)床中常采用這種結(jié)構(gòu)形式?？臻g凸輪的輪廓是復(fù)雜的空間曲面，欲由從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律計(jì)算輪廓曲面的空間坐標(biāo)是比較復(fù)雜的工作。從制造的角度看，沒有必要按空間曲面的坐標(biāo)施工。因此，就常規(guī)的空間凸輪機(jī)構(gòu)而言，為了簡化空間凸輪輪廓的設(shè)計(jì)和制造過程，通常將圓柱凸輪上的圓柱面展開成矩形平面，將圓錐凸輪的圓錐面展開成扇形平面，然后按平面凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)方法求得展開沒上的輪廓曲線坐標(biāo)。當(dāng)從動(dòng)件是擺動(dòng)從動(dòng)件時(shí)，由于擺角的影響，滾子中心對(duì)于圓柱凸輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)偏離圓柱面，因而這種展開設(shè)計(jì)方法是一種近似的方法。滾子直動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向與凸輪回轉(zhuǎn)軸線平行。設(shè)從動(dòng)件上的滾子與凸輪的輪廓工作面得接觸寬度為b，在b/2處所對(duì)應(yīng)的凸輪圓柱面半徑為凸輪的平均圓柱半徑，稱為基圓柱半徑，乃用Rb表示。凸輪槽深度H的大小應(yīng)保證滾子的端部與槽底之間留有足夠的間隙。若凸輪輪廓采用劃線方法加工，則應(yīng)取凸輪的外圓柱面作為基圓柱面。圓柱凸輪的基圓柱面展開后，得展開的平面移動(dòng)凸輪輪廓。滾子中心Bi的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡0為理論輪廓曲線，1和2為凸輪工作面得兩條展開輪廓曲線，即實(shí)際輪廓曲線。顯然，展開的理論輪廓曲線與從動(dòng)件的位移曲線具有一致性。X軸線代表凸輪的圓周方向，y軸線為從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向，當(dāng)從從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律給定后，理論輪廓曲線隨著Rb的增大而越趨于平坦，使機(jī)構(gòu)的壓力角減小，輪廓曲線上各點(diǎn)的曲率半徑增大（絕對(duì)值）。因此，基圓半徑的確定依據(jù)是許用壓力角條件和展開面上的曲率半徑條件。通常直動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的許用壓力角=25到30。機(jī)構(gòu)采用幾何鎖合方式時(shí)，回程許用壓力角與推程相同。通過理論輪廓曲線上任意點(diǎn)作法線nn，nn與y軸夾角即為機(jī)構(gòu)的許用壓力角。顯然，該店的斜