板式行星分度凸轮机构的动力学和强度分析.pdf

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1、第6期组合机床与自动化加工技术N0．62013年6月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueJun．2013文章编号：1001—2265(2013)06—0023—04板式行星分度凸轮机构的动力学和强度分析关伟，田广才，王敏(1．西安启源机电装备股份有限公司研发中心，西安710018；2．军事交通学院军事物流系，天津300161)摘要：利用商用软件Solidworks2010建立了环板式行星分度凸轮机构的三维模型，并采用Solidworks201

2、0运动插件进行了动力学仿真分析，获得了凸轮与针齿的接触力；建立了凸轮与针齿接触二维有限元模型，并对系统一个运动周期进行离散，接触分析计算得到凸轮与针齿接触的应力及应变。将分析结果与理论方法进行比较，表明有限元模型具有较高的分析精度，并能够准确地揭示受力状态和最大应力发生部位，为凸轮强度计算提供了可靠的依据。关键词：板式行星分度凸轮机构；动力学分析；有限元分析；强度分析中图分类号：TP319文献标识码：ADynamicsandStrengthAnalysisofRing-platePlanetaryInde

3、xingCamMechanismGUANWei，TIANGuang—cai．WANGMin(1．Research&DesignCenter，xi’anQiyuanMechancial&ElectricalEquipmentCo．，Ltd，Xi’an710018，China；2．TheDepartmentofMilitaryLogistics，TheAcademyofMilitaryTransportation，Tianjin300161．China)Abstract：AprototypemodelofRi

4、ng—platePlanetaryIndexingCamMechanism(RPICM)isdevelopedwiththecommercialSOftwareofSolidworks20l0．ThedynamicssimulationusingSolidworks2010，SMO．tionmoduleisca~iedout，andthecontactforceofthecamandthepingearisreceived．A2Dfiniteele．mentmodeloftheRPICMisestabli

5、shedwithMatlabandANSYSSOftware．ThispaperisaimedatthestrainanalysisofthecamWiththefiniteelementanalysis(FEA)．Thecomputationsandanalysesshowthestressdistributionandtheplaceofthemoststress．TheresultsofFEAwillprovideavaluablerefer．enceforthestructuredesignand

6、thestrengthcalculationinfutureresearch．Keywords：ring—plateplanetaryindexingcammechanism；dynamics；FEA；intensity图示的平行四边形机构中，有动力输入的曲柄0引言轴称为输入轴，无动力输入的曲柄轴称为支承轴。环板式行星分度凸轮机构是一种新型的凸轮型平行四边形机构的连杆称为内凸轮环板，其上制有间歇机构，具有结构简单、分度数大、承载能力强、体内凸轮，与输出轴上的外针轮组成凸轮——针轮啮积小、无输出机构等优点⋯

7、。以机构学的观点分析，合副。当输入轴逆时针等速回转时，带动内凸轮环环板式行星分度凸轮机构是平行四边形机构和凸轮板做平动，通过凸轮——针轮副推动输出轴做顺时机构的串联组合，其组成原理如图1所示。针间歇回转，其运动规律可由具体应用场合确定。输入轴内凸轮输出轴外针轮支承轴1动力学分析1．1SolidWorks模型利用SolidWorks2010建立环板式行星分度凸轮机构三维模型，见图2。为便于观察，对其上箱体作消隐处理。1．2Motion运算结果SolidWorks2010的“Motion分析”模块加载约束，图

8、1传动原理图收稿日期：2012—10—16；修回日期：2012—11—23作者简介：关伟(1979一)，男，辽宁开原人，西安启源机电装备股份有限公司工程师，硕士，从事非标设备开发工作，(E—mail)davidguanwei@·26·组合机床与自动化加工技术第6期力云图，如图11所示。由图可知最大应力为11．3Mpa。图13所示(篇幅所限，紧列出部分针齿的啮合力和总啮合力)。图中，右侧为有限元方法得到的啮合力，左侧图为理论分析