MATLAB旋转运动间歇机构设计(2)
而实现药室旋转并精确定位的核心技术就是把连续运动转化为间歇运动的间歇运动机构。间歇机构类型有很多，根据结构和运动原理的不同，大致可以分成两类：第一类是实现步进运动的间歇运动机构，比如说几轮机构、针轮机构、槽轮机构、共轭盘形分度凸轮机构、不完全齿轮机构、圆柱分度凸轮机构和弧面分度凸轮机构；第二类则是实现瞬间停歇或是实现停歇区的间歇机构，常见的这类机构有凸轮-连杆组合机构和差动链轮机构[16]。
本次设计使用的是间歇运动机构中的第一类，实现步进运动。此类机构中的棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和针轮机构这几种机构，除了棘轮机构采用一些特殊措施可以使它用在中速的运动场合，其他几种一般应用于低速场合，而共轭盘形分度凸轮机构、圆柱盘形分度凸轮机构和弧面分度凸轮机构则可以应用在中高速的工作场合[15]。
旋转药室机构要求药室的定位精度高、定位可靠、运转速度在中高速，而弧面分度凸轮这种机构具有很高的定位精度、分度期运动规律可控，这样它的动力学性能可以保证，并且圆盘滚子的刚度也比圆柱分度凸轮机构的要好，在这种特殊的高速、重载场合比较适用，所以在本次设计中选择了弧面分度凸轮机构。
1.1 国内外分弧面度凸轮机构的发展状态
1.1.1 国外的发展状态
1.1.2 国内的发展状态
1.2 本文的主要工作
本课题主要针对埋头弹火炮的药室转动机构进行设计，通过运动分析、机构建模、运动学仿真等环节实现药室的准确可靠旋转和定位。本设计主要利用弧面分度凸轮的旋转间歇运动规律来实现药室的旋转定位，因此，弧面分度凸轮机构的设计是本论文的关键环节。弧面分度凸轮机构具有很高的分度精度和良好的定位作用，其在选用合适的运动规律的情况下动力学性能优越，在运动规律、时间分配上选择范围大，冲击震动小，适合于中高速、重载的工作场合。因此，采用弧面分度凸轮能较好的实现药室的转动规律。本论文开展的主要工作有：
1.结合课题要求，分析药室的转动规律；
2.研究弧面分度凸轮机构，并结合药室的转动规律得出凸轮机构的参数；
3.基于MATLAB7.0和PROE5.0对弧面分度凸轮进行三文建模；
4.对药室转动机构进行运动学仿真。
2. 弧面分度凸轮介绍和设计方法
2.1 弧面分度凸轮机构的基本形式及其工作特点
弧面分度凸轮机构是一种应用于两垂直交错轴间的间歇分度步进传动机构。如图2.1所示（图为本次毕业设计所做的双头左旋分度凸轮的cad截图，相关参数都是参照本次设计的尺寸计算画出），图中1为主动凸轮，它的基体为圆弧回转体，凸轮轮廓制成突脊状用于对于圆盘滚子的定位。从动件圆盘2上装有若干个沿圆盘圆周均匀分布的滚子，滚子的轴线沿圆盘的径向线。当凸轮旋转时，其分度段轮廓轮廓曲面推动滚子，使得圆盘实现分度期的旋转，如图2.1 a、b所示。当凸轮转到其间歇段轮廓时，圆盘上的两个相邻的滚子跨夹在凸轮的圆环面突脊上，使圆盘停止转动，如2.1 c所示，这样类似于几何封闭的配合，使得这种机构不需要附加其他装置，就能获得精确的定位作用，并且可以通过调整中心距来消除滚子与凸轮突脊之间的间隙及补偿磨损。圆盘在分度期的运动规律的选择可以按转速、负载等工作条件进行设计，所以这种机构特别适用于高速、高精度分度、重载传动场合。弧面分度凸轮是一种类似于具有变螺旋角的弧面蜗杆，而圆盘相当于涡轮，圆盘的滚子类似于涡轮的齿，所以弧面分度凸轮也有左旋和右旋以及单头、双头和多头之分，凸轮和圆盘间转动受力方向的关系的判定，可以类比于蜗轮蜗杆传动的方法来进行判断。图2.1所示为双头左旋弧面分度凸轮。弧面分度凸轮机构在国外又称为涡旋凸轮分度机构或滚子齿轮分度机构。这种机构中，主动凸轮一般做等速连续旋转，但有时根据需要，转盘有较长的停歇时间，也可以让凸轮做间断性的旋转，以此来增加分度期的凸轮转角，有利于凸轮机构的运转[15]。
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