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弧面凸轮数控转台的设计——3D建模与装配摘要：弧面凸轮机构是一种高速装置，广泛的应用于各种机械传动中。
为适应当代社会对弧面凸轮制造加工精度等方面的要求，本设计利用UG强大的二次开发功能，通过运用UG/API语言进行编程，从而开发出弧面凸轮的建模命令，使得弧面凸轮的3D建模与装配变得简单。
关键词：弧面凸轮，UG二次开发，3D建模，装配The Design Of Globoidal Indexing Cam NC rotate table——3Dconstruction mode and AssemblyAbstract：Globoidal indexing cam mechanism is a high speed indexing drivingdevice,it is widely used in many kinds of mechanical transmission .In order to fit the social request of Arc Cam manufacturing and processing precision, this Design used a strong secondary development function of UG. By using UG/API programming, therefore, to develop a modeling command Arc Cam. And make it easy to 3D Modeling and assembling.Keywords:Globoidal indexing cam, Secondary development function of UG, 3D Modeling and assembling.1 / 56第1章绪论1．1课题的研究背景弧面凸轮减速器是一种新型、高效的减速器，在国内尚属于研究阶段。
弧面凸轮数控转台的设计概要引言弧面凸轮数控转台是一种用于控制工件运动轨迹的设备，广泛应用于机械加工、自动化生产线和航空航天等领域。
本文将介绍弧面凸轮数控转台的设计概要，包括设计目标、结构和功能、工作原理、控制系统以及预期效果等方面。
设计目标弧面凸轮数控转台的设计目标是实现精确控制工件在平面内的旋转运动，并能根据需求调整转速、加速度和减速度。
同时，转台需要具备稳定性高、精度高、耐磨损、可靠性好等特点，以适应各种工件的加工需求。
结构与功能弧面凸轮数控转台由转台主体、传动系统、控制系统和工作台四个部分组成。
转台主体转台主体由底座、主轴、工作台和传感器等组成。
底座负责支撑整个设备，主轴是工件的转动轴线，工作台则是工件放置的平台。
传感器用于感知工件的旋转位置和状态。
传动系统传动系统是弧面凸轮数控转台的核心部件，它通过齿轮传动、伺服电机和减速器等组件，实现转台主体的旋转运动。
传动系统能够根据控制信号调整转速、加速度和减速度，精确控制工件的运动轨迹。
控制系统控制系统用于实现对转台的精确控制。
它包括电路板、微控制器、编码器和计算机等组件。
电路板负责控制信号的输入和输出，微控制器负责指令的执行和数据的处理，编码器用于测量转台的位置和速度，计算机则通过软件控制转台的运动。
工作台工作台是工件的放置平台，它与转台主体相连，承载工件的重量，同时还可以提供各种辅助功能，如工件夹持、自动进给等。
工作原理弧面凸轮数控转台的工作原理基于数控技术和传动系统。
当控制信号输入后，控制系统会发送指令给传动系统，传动系统根据指令驱动转台主体实现对工件的旋转运动。
同时，传感器会不断感知工件的位置和状态，反馈给控制系统，使其能够实时调整控制信号，以实现精确控制。
控制系统弧面凸轮数控转台的控制系统采用闭环控制方式，具备自动化程度高、精度高等特点。
它通过编写控制程序，实现对转台的运动控制，可以调整转速、加速度和减速度，满足不同工件加工的需求。
预期效果弧面凸轮数控转台设计的预期效果包括以下几个方面：•实现对工件的精确控制，能满足各种复杂加工需求；•提高工件加工的精度和效率，减少人为操作的误差；•提高设备的稳定性和可靠性，降低故障率；•根据控制程序的调整，转台可以适应不同工序的加工要求。
弧形板凸轮的数控加工实践冯正奎毕长波（秦皇岛职业技术学院,，河北秦皇岛066000）摘要：阐述了在立式加工中心上，利用普通立铣刀加工带状曲面的工艺过程。
包括UG/NX的曲面建模、生成曲面加工程序和工件的装夹与对刀方法等。
解决了由于工件刚性差引起的切削振动、生产率低和刀具费用高等问题。
关键词：弧形板凸轮UG/NX 单向提刀切削NC Machining Practice for Arc plate CamFENG Zhengkui, BI Changbo(Qinhuangdao Vocational College, Qinhuangdao 066000,CHN)弧形板凸轮（如图一所示）相当于圆柱凸轮的一部分。
凸轮的工作面是一条带状曲面，包括左侧的上升部分、中间的平坦部分和右侧的下降部分，各部分之间有过渡圆弧。
该凸轮为葡萄酒灌装机的主控凸轮，用来驱动酒瓶的升、降，从而使注酒管进入和退出酒瓶。
加工凸轮工作面重点保证轮廓形状准确、表面光滑，从而保证凸轮机构的运动精度和平稳性；其次是保证曲面与从动件滚子的接触精度，滚子轴线沿凸轮径向布置，所以在曲面建模时要特别注意曲面法线的方向。
凸轮工作曲面的加工工艺则重点研究：刀具选用、刀具路径、工件的装夹和对刀操作等。
图一用不锈钢板卷制成钢圈作为工件的毛坯，经车削加工后，钢圈的内、外圆柱面和上、下端面都已达到零件图纸尺寸和表面质量要求（外径840mm，壁厚20mm，高136mm）。
然后，将钢圈沿斜线切割，一个钢圈分割出三个零件毛坯。
再经过进一步的切割，各斜面留3—10mm的加工余量。
需要注意的是：由于钢圈经过卷板、焊接和车削加工，存在内应力。
切割分开后，圆弧半径有变化，需要矫正，保证圆弧半径偏差在2mm之内，待切削加工后再进一步矫正。
弧形板凸轮可以像一般圆柱凸轮一样，在四轴铣床上加工工作曲面，这种方法的加工原理、编程和机床运动各方面都很简单，而且容易保证曲面轮廓形状和曲面法线方向。
自动车床凸轮设计详解日志分类：天下杂侃 | 发表于：自动机床上有一种特别的轴叫凸轮轴,由安装在凸轮轴上的凸轮实现自动化.凸轮的运动决定加工顺序、加工时间、工具的进刀、停止等,是不借助人力进行一系列加工的.这样,在自动机床上凸轮发挥的作用就非常大了,凸轮设计的精确极大地影响作业效率和产品的品质.尤其工程顺序,主轴旋转数,进刀量三要素成为凸轮设计的根本,给作业效率、产品品质带来直接地很大地影响.为了决定这些,必须充分地研究产品的形状、精度材质等条件.并且,该公司使用的自动机床一般是被叫作走心型自动机床.此文本凸轮设计需要的机械数据是以T-7为基准作成的.目录1. 一般说明2. 凸轮的种类3. 不切削运转4. 切削运转5. 尺寸调整6. 设计书的作成7. 凸轮设计的实例(附表) 凸轮设计符号一览表1. 一般说明1. 切削原理走心型万能自动机床,刀具仅在半径方向运转,材料一边旋转一边和主轴台共同向轴方向运转.两个组合在一起运转,可以加工成各种各样的形状.以下是各种加工方式：1.由刀具的移动切削（主轴台不动）如图12.由主轴台的运转切削（刀具不动）如图23.刀具和主轴台组合运动切削。
如图3图1 图2 图3刀具台和主轴台,由各自的凸轮控制运转,通常,凸轮旋转一回就作成一个产品,因此凸轮的设计,计算刀具和主轴的正确运转及其绕主轴360°旋转的正确分布两个作业要大致地区分开来.2. 运转的种类刀具台和主轴台的旋转,包含以下几个意义.(1) 不切削运转非生产角刀具一点也不接触工作物的运转.刀具和主轴台从最初的作业位置向其他作业位置移动运转,主轴台为进刀作业前进，后退运转.弹簧的开闭伴随着此运转.这些运转和必要时间由机械的重要项目来决定.不切削运转为了提高生产率,必须尽可能快速运转提速,把加工时间缩小到最小限度.(2) 切削运转生产角是由一个或两个以上的刀具进行加工的运转.这跟工作物的材质,精加工精度,切削面粗糙度,使用刀具的材质等有直接联系.3. 主轴台的运转HS凸轮主轴台的前进是从板凸轮主轴推动进行,后退由一根弹簧进行.对于主轴台的运转,凸轮的设计可以从1∶1到1∶3的任意值来设定.为了减少不切削运转的时间,选择1∶1更好,但是短的产品和要求特别高精度的部品则选定1∶2或者1∶3.高级精密的设计根据产品选1∶2的多.该公司通常使用1∶2.4. 刀具台的运转(1) 刀番号标准刀具台有5个如图4称为1号刀具台,..5号刀具台.(2) 天平刀架1号刀具台和2号刀具台安装在摆动杆上.此刀具的运转是凸轮运转高度的1/3,构造方面也比其他刀具台好,所以主要用于精度较高的重要部分的精加工切削.并且凸轮的上升有使2号刀具台前进切入,同时使1号刀具台后退的作用.凸轮的下降有与其相反的效果.因此除了主轴台以及1号刀具台的其他所有的刀具台随凸轮上升而前进,(随凸轮)下降而后退.但是,只有1号刀具台与此相反,1号刀具台前进凸轮下降,1号刀具台后退凸轮上升.这是在凸轮设计中必须要注意的事项.(3) VT刀架刀具台3,4,5号刀具台能够由各自的凸轮单独前进、后退运转.这些VT刀架刀具台主要用于粗加工,倒角,突切等作业,必要的话也可以用于精加工切削.3号刀具台的杆比为1∶1(刀具和凸轮的运转相同),4,5号刀具台则变成1∶2(刀具的运转是凸轮运转的1/2),根据情况调整杆比稍微变更也是可以的.附件的杆比,除了特别的部品外一般为1∶1.主轴台HS 1：1～1：3天平刀架NO。
弧面凸轮数控转台的设计摘要：弧面分度凸轮机构是由美国人C.N.Neklutin于20世纪20年代发明的，并由其所创建的Ferguson公司首先进行了系列化、标准化生产。
该机构是用于两垂直交错轴间的间歇分度步进传动。
由弧面分度凸轮、从动转盘以及在从动转盘径向均布的滚子组成。
由于弧面分度机构具有传动速度高、分度精度和动力学性能好、承载能力大、可靠性好等优点，所以广泛应用于各种自动机械，如烟草机械、包装机械、加工中心换刀机械手等。
分度凸轮机构具有结构简单，能自动定位以及动静比可任意选择的特点，与棘轮机构、槽轮机构、针轮机构等几种传统的间歇运动机构相比，更适合于要求高速、高分度精度的场合，因而广泛应用于各种多工位自动机械、直线步进机械中。
随着自动机械向高速化、精密化、轻量化的方向发展，现有分度凸轮机构已难满足更高要求的需要。
关键词：弧面分度凸轮，参数分析，运动仿真The globoidal indexing cam rotary tableAbstract:The globoidal indexing cam mechanism,which consists of a driving globoidal indexing cam and driven turret with four or six cylindrical rollers was firstly designed by an American,C.N.Neklutin,in 1920s and was manufactured by his own company in series and standard.The globoidal indexing cam mechanism has been using in many kinds of automatic machinery.It has great advantage over other indexing mechanisms,such as high speed、precise index and excellent kinetics.The indexing cam mechanisms are more suitable to the work conditions where high speed and accurate output precision are needed,and have been widely used in all kinds of multi-steps machines,linear intermittent machines due to their advantages of simple structure,automatic positioning compared with other intermittent mechanisms. However,existing indexing cam mechanisms can’t meet the requirements of the fast development of automatic machines.Key words：globoidal indexing cam,Parameter analysis,Motion simulation.第一章绪论1.1引言在当代机械制造业飞速发展过程中，现代机床制造业正在向“高速、精密、复合、智能和环保”的方向前进，而高速、高效加工在其中扮演着重要角色。
毕业设计题目弧面分度凸轮的设计学院机械工程学院专业工业工程姓名冯堃学号 ***********指导教师王红岩二OO九年六月十日弧面分度凸轮的设计The Design of Roller Gear Indexing Cam专业：工业工程学生：冯堃指导教师：***济南大学机械工程学院二零零九年六月目 录摘 要 ............................................................i ABSTRACT .. (ii)第一章 绪论 ...................................................- 1 -1.1课题研究的背景和意义 .................................................................. - 1 - 1.2分度运动 .......................................................................................... - 1 - 1.3从动系统的工作原理 ...................................................................... - 2 - 1.4 凸轮驱动系统分度机构 .................................................................. - 3 -1.4.1精密分度凸轮机构的基本类型 ............................................... - 3 -第二章 弧面凸轮设计中基本参数的确认 .............................- 5 -2.1 弧面分度凸轮机构的基本形式与工作特点 ..................................... - 5 -2.2 运动的必要条件——凸轮曲线的选择 ............................................. - 6 -2.3 选择曲线时考虑的运动学参数 ......................................................... - 8 -2.4 弧面分度凸轮机构的主要运动参数 ................................................. - 9 -2.4.1 凸轮分度廓线头数Ｈ、转盘滚子数Ｚ与转盘分度书Ｉ之间的关系 .................................................................................................................... - 9 -2.4.2 凸轮与转盘在分度期与停歇期的运动参数 .......................... - 9 -2.4.3动停比k 与运动系数τ ......................................................... - 10 -2.4.4 啮合重叠系数ε .................................................................... - 10 -2.5弧面分度凸轮机构的主要几何尺寸计算 ........................................ - 11 -2.5.1凸轮节圆半径1p r ，转盘节圆半径2p r 与中心距C ............... - 11 -2.5.2许用压力角p a ...................................................................... - 11 -2.5.3转盘节圆半径2p r .................................................................... - 11 -2.5.4滚子数z 、相邻两滚子轴线间夹角z φ、滚子半径ρ与宽度b . -11 -2.5.5凸轮的主要尺寸 ..................................................................... - 12 -2.5.6装上滚子后转盘的尺寸 ......................................................... - 13 -第三章 弧面分度凸轮工作曲面的设计原理和方法 ....................- 14 -3.1空间共轭曲面设计时必须满足的基本条件 .................................... - 14 -3.2坐标系的选取 .................................................................................... - 14 -3.2.1坐标系中各个方程式的确定 ................................................. - 15 -3.2.1求解凸轮工作轮廓的三维坐标值 ......................................... - 16 -3.3弧面分度凸轮的压力角 .............................................................. - 17 -3.3.1最大压力角max α及降低max α的措施 ..................................... - 18 -第四章 弧面分度凸轮机构的结构设计 ............................- 19 -4.1箱体的结构设计 ................................................................................ - 20 -4.1.1箱体结构设计原则 ................................................................. - 20 -4.1.2箱体的主要结构尺寸 ............................................................. - 20 -4.1.3设计的箱体的结构特点 ......................................................... - 21 -4.2 输出轴的设计 ................................................................................... - 21 -4.2.1轴的设计原理 ......................................................................... - 21 -4.2.2轴的结构设计 ......................................................................... - 22 -4.3分度盘的结构设计 ............................................................................ - 23 -4.4输出轴偏心套的设计图 .................................................................... - 24 -4.5轴承端盖的设计、输出支撑套 ........................................................ - 24 -第五章 弧面分度凸轮机构设计应该考虑的问题 ....................- 26 -5.1凸轮的尺寸 ........................................................................................ - 26 -5.1.1凸轮体宽度b .......................................................................... - 26 -5.1.2凸轮体最大、最小外径 ......................................................... - 26 -5.1.3凸轮轴直径 ............................................................................. - 26 -5.1.4凸脊厚度 ........................................................................................ - 27 -5.2精密的凸轮从动件 ............................................................................ - 27 -5.3润滑与磨损 ........................................................................................ - 27 -5.3.1 胶合现象 ................................................................................ - 28 -5.3.2 粘性磨损 ................................................................................ - 28 -5.3.3 成品腐蚀 ................................................................................ - 28 -5.3.4 表面疲劳 ................................................................................ - 28 -5.3.5 材料和热处理 ........................................................................ - 29 -致 谢 .......................................................- 30 -参考文献.......................................................- 31 -附录.......................................................- 32 -摘要本文简要介绍了弧面分度凸轮机构的工作原理与发展历程，并从几何学与运动学、动力学、制造、检测及误差分析等方面对弧面分度凸轮的设计过程进行了阐述，我们看到弧面分度凸轮机构具有传动平稳、分度准确、结构简单紧凑等优点, 它已被广泛用于高速高精度的自动机械中, 同时凭借自己的独特优势吸引了国内外许多学者对它进行详细地研究。
弧面凸轮数控加工的算法研究弧面凸轮数控加工的算法研究摘要：弧面凸轮是一种常见的机械传动装置，其加工精度对机械传动的稳定性和寿命有着重要影响。
本文通过分析弧面凸轮的特点，研究了弧面凸轮数控加工的算法，探讨了实现高精度加工的方法，并对算法进行了验证。
关键词：弧面凸轮，数控加工，算法，精度1. 引言弧面凸轮广泛应用于各种机械传动装置中，如汽车发动机、工业机械等。
其作用是将曲轴的旋转运动转化为凸轮的滑动运动，以驱动其他机械部件。
由于凸轮的运动轨迹是复杂的弧形，因此需要使用数控机床进行加工。
2. 弧面凸轮的特点弧面凸轮具有以下特点：（1）复杂的运动曲线：弧面凸轮的运动曲线不是简单的直线或圆弧，而是复杂的曲线，因此加工难度较大。
（2）高要求的加工精度：弧面凸轮的运动曲线决定了其加工精度需要很高，以确保机械传动的平稳运行。
3. 弧面凸轮数控加工的算法为了实现弧面凸轮的高精度加工，需要设计适用于数控机床的算法。
基于弧面凸轮的特点，我们提出了以下算法：（1）曲线拟合算法：通过将弧面凸轮的曲线拟合成一系列线段或圆弧，以减少加工复杂度。
拟合算法可以采用最小二乘法或其他曲线拟合方法。
（2）加工路径生成算法：根据弧面凸轮的曲线拟合结果，生成数控机床加工路径。
路径生成算法要考虑加工过程中的刀具姿态，避免碰撞和超出加工范围。
（3）轨迹优化算法：针对加工路径中的曲线段或圆弧，优化刀具轨迹，以提高加工效率和精度。
优化算法可以使用遗传算法、粒子群算法等。
4. 弧面凸轮加工精度的控制为了保证弧面凸轮的加工精度，需要考虑以下几个方面：（1）数控机床的精度：数控机床的定位精度和刀具运动精度决定了加工的最终精度。
因此，在数控机床的选择和使用中，要考虑其精度特性。
（2）加工刀具的选择：不同的加工刀具对于加工精度有较大影响，选择合适的刀具可以提高加工质量。
（3）切削参数的优化：切削速度、进给量和切削深度等切削参数的选择对于加工精度有一定影响，需要进行优化。
弧面凸轮数控转台的设计概要弧面凸轮数控转台是一种常用于数控加工的设备，它可以精确地控制凸轮的旋转和和摆动角度，以实现凸轮的加工和制造。
本文将介绍弧面凸轮数控转台的设计概要，包括其参数设计、结构设计和控制系统设计等方面。
参数设计弧面凸轮数控转台的参数设计是其设计的最重要的一步，这些参数将直接影响到设备的使用效果和加工精度。
以下是几个基本的参数设计：1. 额定负载能力：这是设备的核心设计参数，影响设备加工的最大能力。
额定负载能力也应该考虑设备的安全系数和工作环境等外部因素。
2. 工作台面积：工作台面积应该根据设备的负载能力来进行设计，以确认设备是否能够加工特定大小和形状的工件。
3. 可实现的最大加工精度：这是相对于加工工件的凸轮头部形状而言的。
实现的最大加工精度应该能够满足设备在工作中所需的加工精度。
4. 控制系统稳定性：控制系统的稳定性是设备性能的基础，应该根据设备的设计要求对其进行设计。
结构设计弧面凸轮数控转台的结构设计应该确保设备在工作过程中的稳定性和可靠性。
下面是对结构设计进行的基本说明：1. 设备的底部和支撑结构：这些组件应该被设计成能够承受整个机体的重量，并通过优化设计可以减小机身的重量。
2. 工作台和夹持装置：加工设备的工作台和夹持装置应该便于不同大小和形状的工件在设备上进行固定，同时也要考虑设备在加工工件时的稳定性和可靠性。
3. 旋转结构和摆动结构：这些结构应该能够在设备工作过程中确保准确度和精度。
其设计中应考虑到设备的负载能力，工作台面积和可以实现的加工精度，以确保设备在加工时能够完成极高的质量。
控制系统设计弧面凸轮数控转台的控制系统应当依其负载能力，加工精度要求和全部程序需求来进行设计。
设计时，还需要考虑以下因素：1. 控制系统的精度：随着设备在性能上的要求增加，考虑到设计的控制系统的精度会变得更为关键。
2. 程序执行速度和运行时间：设计控制系统时应该考虑到处理程序所需的速度和时间，以确保操作设备时，操作的传输和待处理程序的实时性。
试谈弧面凸轮数控转台的设计弧面凸轮数控转台是一种生产制造中常用的机械设备，广泛应用于制造汽车零部件等领域。
它通过数控技术控制凸轮运动，实现零部件的高精度加工。
本文将从设计层面探讨弧面凸轮数控转台的设计要点和注意事项，希望对读者有所启发。
首先，弧面凸轮数控转台的设计需要考虑以下几个方面。
一、设计凸轮运动学曲线。
凸轮运动学曲线是决定零件加工精度的关键因素。
在设计中需要选择合适的凸轮曲线，使得转台在运作过程中凸轮的运动轨迹能够满足加工要求，同时也要考虑加工效率和机器的稳定性。
二、选择合适的伺服系统。
伺服系统是控制凸轮运动的关键，直接影响到机器的准确度和稳定性。
在选择伺服系统时要考虑运动控制器的性能、驱动电机的扭矩和速度等因素，以及伺服系统的调试、维护和升级等方面的考虑。
三、选择合适的机床结构。
弧面凸轮数控转台需要满足高刚性性、高精度、高速度等要求，因此需要选择合适的机床结构。
在机床结构的设计中，需要考虑机床自身的重量、机床的稳定性以及机床零件的加工精度等因素。
四、设计合适的操作界面。
操作界面是与机器交互的关键界面，需要考虑操作的易用性和功能的完备性。
在操作界面的设计中，需要考虑机器运行状态的监控和控制、操作人员的安全和便利性等因素。
除了以上四个方面外，弧面凸轮数控转台的设计还需要考虑诸如加工精度测量、自动化控制和维护等问题。
其中维护问题尤为重要，合适的维护措施可以延长机器的使用寿命，提高生产效率。
此外，在弧面凸轮数控转台的设计过程中，还需要注意以下几个问题。
一、注重机器的性能和稳定性。
弧面凸轮数控转台需要满足高精度和高稳定性的要求，因此在设计过程中需要注重机器的各项性能指标以及机器运行的稳定性和安全性。
二、做好自动化控制。
弧面凸轮数控转台需要实现自动化控制，需要考虑伺服系统、控制系统和机床的配置等方面。
在控制系统方面，需要注意控制算法、控制逻辑和控制参数等问题。
三、确保操作人员安全。
操作人员的安全不可忽视，需要在机器运行状态监测、紧急停机和报警等方面考虑操作人员的安全。
弧面凸轮数控转台的设计D建模与装配在工业自动化领域中，数控技术在机械加工行业中发挥越来越重要的作用，其中弧面凸轮数控转台是一种常见的机床设备，它主要用于汽车、航空、航天等工业中的金属零件加工。
本文将从设计、建模以及装配三个方面对弧面凸轮数控转台进行介绍。
设计弧面凸轮数控转台的设计是前期工作的重中之重。
根据加工要求和机械机构原理，首先需要对其结构进行初步设计，主要包括转台主体、凸轮轴承、驱动装置、夹紧装置等。
在此基础之上，要对每个部件的形状、尺寸、材质以及精度要求进行详细的制定。
在设计过程中，需要注重各个部件的协同作用，以达到加工质量和效率的最佳匹配。
建模在完成初步设计之后，就需要进行建模。
数控转台的建模需要采用三维CAD软件进行创建，这些软件可以精确地呈现机械结构的形态、尺寸和运动轨迹等。
此外，它还能进行零件间的碰撞检测、材料分析和装配模拟等功能。
在建模过程中需要根据设计要求对各个部件进行准确的建模，除了机械结构的制定外，还需要注意其他相关因素，例如操作界面的设计。
装配完成弧面凸轮数控转台的建模之后，就需要对各个部件进行装配。
数控转台的装配是一个十分繁琐的过程，因为其中涉及到的部件十分复杂，需要严格按照设计要求进行组装。
装配过程中主要包括安装凸轮轴承、安装夹紧装置、安装驱动装置以及操作界面的装配等。
在此过程中，需要用到各种专用工具和设备，以保证装配的精度和质量，最终制作出符合设计要求的数控转台。
总结弧面凸轮数控转台的设计建模与装配是一个复杂的过程，需要设计人员有丰富的专业知识和操作技能。
其中涉及到的部件准确性、材质、精度要求等方面都需要严格掌握。
只有在这些方面得到严格的把控，才能最终制作出高质量的数控转台。
多曲面段弧面凸轮机构研究与设计多曲面段弧面凸轮机构研究与设计摘要：随着工业自动化的发展，机械工程领域对于高精度、高效率的运动传动装置的需求日益增加。
多曲面段弧面凸轮机构是一种能够实现复杂运动轨迹的传动装置，具有结构简单、运动平稳等优点，在机械制造和自动化控制领域具有广泛的应用前景。
本文围绕多曲面段弧面凸轮机构的研究与设计展开，介绍其基本原理、设计方法以及工程应用。
1. 引言多曲面段弧面凸轮机构是一种由凸轮、摇杆和从动件等组成的传动装置，通过凸轮的转动，使从动件实现复杂的运动轨迹。
在工程实践中，该机构可用于实现产品的复杂加工工艺，如高精度部件的加工、自动切割等。
因此，对于多曲面段弧面凸轮机构的研究与设计具有重要的理论和应用价值。
2. 多曲面段弧面凸轮机构的基本原理多曲面段弧面凸轮机构的基本原理是通过凸轮的几何形状和位置合理选择，使摇杆和从动件能够实现所需的复杂运动轨迹。
凸轮的形状是根据从动件所需的运动规律进行设计的，可以是任意的多曲面段弧面，通过不同曲面段的拼接，可以实现多样化的运动轨迹。
3. 多曲面段弧面凸轮机构的设计方法多曲面段弧面凸轮机构的设计方法主要包括凸轮形状设计和从动件运动规律设计两个方面。
在凸轮形状设计中，需要根据从动件所需的运动轨迹，选择合适的曲面段，并通过数学建模和仿真验证，确定凸轮的几何参数。
在从动件运动规律设计中，需要根据凸轮的几何参数，结合凸轮与从动件的接触关系，通过运动学分析和仿真计算，确定从动件的位置、速度和加速度等运动规律。
4. 多曲面段弧面凸轮机构的工程应用多曲面段弧面凸轮机构在机械制造和自动化控制领域具有广泛的应用前景。
例如，在高精度部件的加工中，可以通过该机构实现复杂的刀具运动轨迹，提高零件加工的精度和效率；在自动化设备中，可以通过该机构实现复杂的工件搬运、装配等动作，提高生产线的自动化程度。
5. 结论多曲面段弧面凸轮机构是一种能够实现复杂运动轨迹的传动装置，具有结构简单、运动平稳等优点。
自动车床主要靠凸轮来控制加工过程，能否设计出一套好的凸轮，是体现自动车床师傅的技术高低的一个标准。
凸轮设计计算的资料不多，在此，我将一些基本的凸轮计算方法送给大家。
凸轮是由一组或多组螺旋线组成的，这是一种端面螺旋线，又称阿基米德螺线。
其形成的主要原理是：由A点作等速旋转运动，同时又使A点沿半径作等速移动，形成了一条复合运动轨迹的端面螺线。
这就是等速凸轮的曲线。
凸轮的计算有几个专用名称：1、上升曲线——凸轮上升的起点到最高点的弧线称为上升曲线2、下降曲线——凸轮下降的最高点到最低点的弧线称为下降曲线3、升角——从凸轮的上升起点到最高点的角度，即上升曲线的角度。
我们定个代号为φ。
4、降角——从凸轮的最高点到最低点的角度，即下降曲线的角度。
代号为φ1。
5、升距——凸轮上升曲线的最大半径与最小半径之差。
我们给定代号为h，单位是毫米。
6、降距——凸轮下降曲线的最大半径与最小半径之差。
代号为h1。
7、导程——即凸轮的曲线导程，就是假定凸轮曲线的升角（或降角）为360°时凸轮的升距（或降距）。
代号为L，单位是毫米。
8、常数——是凸轮计算的一个常数，它是通过计算得来的。
代号为K。
凸轮的升角与降角是给定的数值，根据加工零件尺寸计算得来的。
凸轮的常数等于凸轮的升距除以凸轮的升角，即K=h/φ。
由此得h＝Kφ。
凸轮的导程等于360°乘以常数，即L＝360°K。
由此得L＝360°h/φ。
举个例子：一个凸轮曲线的升距为10毫米，升角为180°，求凸轮的曲线导程。
(见下图) 解：L＝360°h/φ=360°×10÷180°＝20毫米升角(或降角)是360°的凸轮，其升距(或降距)即等于导程。
这只是一般的凸轮基本计算方法，比较简单，而自动车床上的凸轮，有些比较简单，有些则比较复杂。
在实际运用中，许多人只是靠经验来设计，用手工制作，不需要计算，而要用机床加工凸轮，特别是用数控机床加工凸轮，却是需要先计算出凸轮的导程，才能进行电脑程序设计。
试谈弧面凸轮数控转台的设计(doc 52页)弧面凸轮数控转台的设计摘要：弧面分度凸轮机构是由美国人C.N.Neklutin于20世纪20年代发明的，并由其所创建的Ferguson 公司首先进行了系列化、标准化生产。
该机构是用于两垂直交错轴间的间歇分度步进传动。
由弧面分度凸轮、从动转盘以及在从动转盘径向均布的滚子组成。
由于弧面分度机构具有传动速度高、分度精度和动力学性能好、承载能力大、可靠性好等优点，所以广泛应用于各种自动机械，如烟草机械、包装机械、加工中心换刀机械手等。
分度凸轮机构具有结构简单，能自动定位以及动静比可任意选择的特点，与棘轮机构、槽轮机构、针轮机构等几种传统的间歇运动机构相比，更适合于要求高速、高分度精度的场合，因而广泛应用于各种多工位自动机械、直线步进机械中。
随着自动机械向高速化、精密化、轻量化的方向发展，现有分度凸轮机构已难满足更高要求的需要。
关键词：弧面分度凸轮，参数分析，运动仿真The globoidal indexing cam rotary tableAbstract:The globoidal indexing cam mechanism,which consists of a driving globoidal indexing cam and driven turret with four or six cylindrical rollers was firstly designed by an American,C.N.Neklutin,in 1920s and was manufactured by his own company in series and standard.The globoidal indexing cam mechanism has been using in many kinds of automatic machinery.It has great advantage over other indexingmechanisms,such as high speed、precise index and excellent kinetics.The indexing cam mechanisms are more suitable to the work conditions where high speed and accurate output precision are needed,and have been widely used in all kinds of multi-steps machines,linear intermittent machines due to their advantages of simple structure,automatic positioning compared with other intermittent mechanisms. However,existing indexing cam mechanisms can’t meet the requirements of the fast development of automatic machines.Key words：globoidal indexing cam,Parameter analysis,Motion simulation.第一章绪论1.1引言在当代机械制造业飞速发展过程中，现代机床制造业正在向“高速、精密、复合、智能和环保”的方向前进，而高速、高效加工在其中扮演着重要角色。
在发达国家，围绕高速、高效的新型的机构，不仅在技术开发方面投入了大量精力，而且在应用推广方面取得了前所未有的进展。
弧面凸轮分度机构是由输入轴上的弧面凸轮与输出轴分度轮上的滚动轴承无间隙垂直啮合，从而实现间歇输出的新型传动机构。
采用弧面凸轮分度机构的弧面凸轮分度箱，它已成为当今世界上精密驱动的主流装置。
它具有高速性能好，运转平稳，传递扭矩大，定位时自锁，结构紧凑、体积小，噪音低、寿命长等显著优点，是代替槽轮机构、棘轮机构、不完全齿轮机构等传统间歇机构的理想产品，产品广泛应用配套于各种组合机械、机床加工中心、烟草机械、化工灌装机械，印刷机械、电器制造装配自动生产线等需把连续运转转化为步进动作的各种自动化机械上的必备的理想功能部件。
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目前己广泛应用在烟草机械、包装机械、加工中心换刀机械手等自动机械中。
1.3国内外发展状况概述弧面分度凸轮机构是由美国人C.N.Neklutin于20世纪20年代发明的，并由其所创建的Ferguson公司首先进行了系列化标准化生产。
之后，前苏联、英国、匈牙利、瑞士、日本等国也相继对弧面分度凸轮机构进行了研究，并成立有专门的生产厂家和研究机构。
在弧面分度凸轮的几何学与运动学方面，英国的C.J.Backhouse首次采用微分几何与包络原理等方法对弧面分度凸轮的几何学进行了深入研究。
而目前，在日本、德国、俄罗斯和瑞士等国家已实现弧面凸轮的标准化系列化生产。
由于弧面分度机构具有传动速度高、分度精度和动力学性能好、承载能力大、可靠性好等优点，所以广泛应用于各种自动机械，如烟草机械、包装机械、加工中心换刀机械手等。
在加工制造方面，国外和台湾地区大都采用范成法在数控机床上加工。
范成法的理论和加工技术已经非常成熟。
在数字化加工方面也有所探索。
但可查到文献不多。
国外学者在弧面分度凸轮的应用方面也开展了大量的工作。
我国对弧面分度凸轮的研究起步较晚，直到20世纪70年代末期才开始相关的研究工作，但经过20多年的努力，目前已在弧面分度凸轮的设计、检测、制造等方面取得了丰硕的成果，在弧面凸轮的制造方面，国内也都是采用范成法，另外对两重包络法、刀位补偿法和自由曲面法也做了理论研究。
其中，西北科技大学(原西北轻工业学院)、山东轻工业学院、大连轻工业学院、天津大学、山东诸诚恒瑞精密机械有限公司、西安科达凸轮制造有限公司等高等院校和厂家都做了大量的研究，例如西北科技大学的曹西京等人研制了一种专门用于弧面凸轮磨削的数控磨头，山东轻工业学院的刘兴国开发了一种五坐标数控机床XH756来加工空间弧面凸轮，这种机床可以用较小的中心距来加工大中心距的弧面分度凸轮，南方航空动力机械公司从国外引进的一台五轴加工中心，并配置了行星磨削装置，可实现弧面凸轮的行星磨削。
但是，这些研究大多集中在普通弧面分度凸轮方面。
1.4弧面凸轮及弧面凸轮机构的研究展望与传统的间歇分度机构相比，弧面凸轮机构在动力学性能、承载能力、分度的精度以及分度的速度方面均有不可比拟的优越性，被誉为是最理想的间歇传动机构，具有广阔的市场前景。
从目前弧面凸轮机构的研究与发展分析，弧面凸轮机构未来的研究重点与方向可分为如下几个方面:1、弧面凸轮机构的结构改进与创新针对与圆柱滚子共扼啮合的弧面凸轮机构在实际应用中存在的缺陷，结合其他理论已相对成熟的传动机构，如蜗轮蜗杆传动机构、齿轮传动机构、滚珠丝杆传动机构等，对弧面凸轮机构在原理上和结构上进行改进，以拓宽弧面凸轮机构的应用领域。
2、弧面凸轮机构的动力学研究弧面凸轮机构主要是运用于高速、高精度的分度与传动场合，动力学性能的好坏将是弧面凸轮设计与制造质量的主要评价指标之一。
有关弧面凸轮机构的动力学研究一直是该领域的一个难题，也将是该领域的重要研究方向。
基于弧面凸轮啮合传动过程中的摩擦、磨损与润滑状态分析，改进弧面凸轮机构的设计参数，进行弧面凸轮机构的摩擦学设计，以改善其动力学特性，以及设计有效的动力学性能测试装置，将是一个值得研究的课题。
3、弧面凸轮CAD弧面凸轮是种结构复杂的空间凸轮，计算机辅助设计是实现弧面凸轮精确设计的唯一手段。
自从我国对弧面凸轮机构进行研究以来，弧面凸轮的CAD一直是研究的重点，特别是九十年代以来，随着三维以D软件的问世，开发操作界面良好的弧面凸轮三维以D软件和弧面凸轮机构的运动仿真系统，以对运动过程进行模拟与仿真，进行装配干涉检查和加工误差的虚拟检测将是个很有价值的研究课题。
4、弧面凸轮的制造及其廓面修形的研究弧面凸轮对表面质量和加工精度的要求非常高，在装配过程中，弧面凸轮机构对加工误差特别敏感，容易出现装配干涉。
进行弧面凸轮的廓面修形研究，提高弧面凸轮机构的装配性能和降低其装配对加工误差的敏感性，是一个很有意义的研究课题;改进弧面凸轮的加工手段，提高弧面凸轮加工精度与表面质量也一直是人们思考的主要课题;此外，从加工原理上进行改进，探索弧面凸轮的单侧加工、刀具补偿加工、两重包络法加工，将是一个重要的研究方向。
5、目前，弧面凸轮机构还没有完善的精度评价指标体系，也没有专门的检测工具。
对于弧面凸轮的精度评价体系的完善以及检测方法与手段的探索将是一个重要的研究课题。
第二章总体分析设计弧面凸轮减速器的传动原理是基于弧面凸轮分度机构。
它一改涡轮蜗杆减速器的摩擦传动副为滚动副，使得传动效率大为提高H>90%单级传动I=10-60传动功率0.5-100kw。
其特点是传动效率高,能耗低，发热小，传动平衡，灵敏度高，其传动效率雄踞各类减速器之首。
设计要求：工作台面直径小于400mm，工作台面垂直时中心高为260mm，中心定位孔尺寸φ50H6⨯20，工作台T型槽宽度14mm，总传动比i=180，分度定位精度15'，重复定位精度5'，最大允许驱动力矩3000N/m。
i=62，第二级为弧面凸轮传动，现设减速器为二级传动，第一级为蜗轮蜗杆传动，1i=3。
选用电机型号Y112M-4，转速1500r/min，额定功率4kw。
22.1弧面凸轮分度机构的基本结构和工作原理弧面凸轮分度机构类似于弧面蜗杆传动，主动凸轮为轮廓呈凸脊状的圆弧回转与蜗杆一样可制成单头、双头或多头，大于三头的一般较少使用。
从动转盘上装有沿周向均匀分布的滚子。
凸轮凸脊的旋向也与蜗杆旋向定义相同，分为左旋和右旋用L 表示，右旋用R 表示，在实际应用当中一般采用左旋较多。
