高速凸轮动态性能实验研究

论文摘要

在凸轮机构高速运转时，动态误差、振动、噪声、磨损等一系列问题随之出现。为了解决这些问题，国内外学者从不同的角度对凸轮机构进行了广泛深入地研究。 本文通过自制高速凸轮实验台，从实验的角度，通过将测试数据和理论分析相结合，讨论了凸轮机构的动力学参数对凸轮机构的影响。本论文大致可分为三大部分：实验台的设计、建模与分析、实验与数据采集分析。 首先对实验台进行了系统的设计，对所需要研究的运动规律设计了相应的凸轮。然后对实验台进行了设计、制造，在加工、装配、试运行期间，不断对实验台进行了改进和优化，使得实验台更加合理。 其次在理论方面，采用简单的单自由度系统作为模型，用集中质量和刚度，采用解析法对系统进行动力学分析。并计算出本实验台所使用的三种凸轮的静态曲线和在不同转速下的动态响应曲线。 然后使用自行设计制造的凸轮实验台和自主开发的相应的数据采集系统进行了相关实验，并对实验数据进行了处理，同时讨论了数据的精度和误差的影响。对采集到的数据和理论计算的曲线进行对比分析，讨论了凸轮轴转速波动、凸轮加工误差等对输出响应的影响，最后得出结论。 最后对本论文的工作做出总结，同时指出问题所在，并对下一步的工作给出了建设性的意见。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1研究高速凸轮动态性能的意义
• 1.2 国内外研究现状及以后发展趋势
• 1.2.1 国内对这方面的研究
• 1.2.2 国外对这方面的研究
• 1.2.3 凸轮机构的研究发展趋势
• 1.3 课题来源及本文主要解决的问题
• 第二章 实验平台的设计与制造
• 2.1 凸轮运动情况分析
• 2.2 预期完成的实验项目
• 2.3 实验平台相关参数的确定
• 2.3.1 对高速凸轮的定义
• 2.3.2 相关因素对实验台的影响的分析
• 2.3.3 实验台的参数选定
• 2.4 实验台结构简图
• 2.5 系统的数据采集与数据显示部分的设计
• 2.5.1 传感器和旋转编码器的参数
• 2.5.2 采集系统的软件界面及使用方法
• 第三章 对实验平台建模及理论分析计算
• 3.1 构件的动力学模型
• 3.1.1 摆动滚子推杆的动力学模型
• 3.1.2 直动推杆的动力学模型
• 3.2 动力学模型的建立及其动力学方程式
• 3.2.1 实验台动力学模型的建立
• 3.2.2 动力学方程的建立
• 3.3 实验台系统阻尼的确定
• 3.4 实验台所配凸轮的运动规律
• 3.4.1 圆偏心凸轮
• 3.4.2 等加速等减速运动规律凸轮
• 3.4.3 正弦加速度运动规律（摆线运动规律）凸轮
• 3.5 实验台输出端理论动态响应
• 3.5.1 圆偏心凸轮的动态响应
• 3.5.2 等加速等减速运动规律凸轮的动态响应
• 3.5.3 正弦加速度运动规律（摆线运动规律）凸轮的动态响应
• 3.5.4 余振响应
• 第四章 实验数据处理及分析
• 4.1 实验数据处理
• 4.2 实验数据与理论计算的对比与分析
• 4.2.1 凸轮轴速度波动对响应的影响
• 4.2.2 数据精度及数据处理对响应的影响
• 4.2.3 凸轮加工精度对响应的影响
• 4.2.4 阻尼的选取对响应的影响
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文