旋轉(zhuǎn)、升降運(yùn)動(dòng)舞臺(tái)設(shè)計(jì)【升降舞臺(tái)設(shè)計(jì)】【含CAD圖紙、UG三維模型】

— 0 —畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 外 文 資 料 翻 譯學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 外文出處： Design and investigation of gear drives with non-circular gears applied for speed variation and generation of functions附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 指導(dǎo)教師評(píng)語：翻譯較為通順、邏輯基本合理、無明顯翻譯錯(cuò)誤、翻譯質(zhì)量較高。簽名： 2015年 4月 22日— 1 —附件 1：外文資料翻譯譯文研究和設(shè)計(jì)應(yīng)用于變速和函數(shù)生成的非圓齒輪傳動(dòng)Faydor L. Litvin a， Ignacio Gonzalez-Perez b， Alfonso Fuentes b， Kenichi Hayasaka ca 機(jī)械工程系，伊利諾伊大學(xué)在芝加哥，美國b機(jī)械工程系，卡塔赫納理工大學(xué)，西班牙c 齒輪的研發(fā)部門，研發(fā)業(yè)務(wù)，雅馬哈電機(jī)有限公司，日本摘要：論文介紹了非圓齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)和函數(shù)生成的非圓齒輪：(a) 通過一個(gè)偏心漸開線齒輪的齒輪傳動(dòng)形成非圓齒輪;(b)通過函數(shù)生成非圓齒輪。并且用數(shù)值例子描述了開發(fā)理論。關(guān)鍵詞：齒輪的設(shè)計(jì) 非圓齒輪 用函數(shù)生成偏心齒輪1 介紹隨著非圓齒輪函數(shù)的發(fā)展(12，23-28)使生產(chǎn)非圓形齒輪和圓齒輪一樣簡(jiǎn)單。因此非圓齒輪的傳動(dòng)和非圓齒輪的設(shè)計(jì)成為許多學(xué)科專家研究的主題也就不足為奇了[1-37]。以下是論文的主要內(nèi)容的：(1) 偏心齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和生成是通過一個(gè)偏心平面和螺旋漸開線齒輪或共軛圓齒輪形成的。偏心漸開線齒輪的主要特征是其旋轉(zhuǎn)中心與幾何中心不重合的。螺旋齒輪和直齒齒輪可以用于設(shè)計(jì)的主動(dòng)輪傳動(dòng) (見圖 1)，接觸軸承需要固定，以及通過小偏心設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)器可以應(yīng)用在減速器(作為齒輪傳動(dòng)敏感性降低失調(diào))。(2) 函數(shù)生成非圓齒輪的應(yīng)用 (第四節(jié))以下是函數(shù)應(yīng)用的步驟：(1)在其中獲得不同信號(hào)下函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，(2)瞬心跡是一條不閉合的曲線，(3)生成兩對(duì)齒輪。在(3)中，這個(gè)設(shè)計(jì)需應(yīng)用一個(gè)函數(shù)。是給定的已知函數(shù)， 一關(guān)于對(duì)非圓齒輪傳動(dòng)的函數(shù)— 2 —(3) 橢圓齒輪可以被應(yīng)用如下的修改設(shè)計(jì) (A.1.6 節(jié))：(1)與非對(duì)稱函數(shù)的齒輪進(jìn)行傳動(dòng)；(2)葉(被修改瞬心跡的橢圓形)。(4) 非圓齒輪的齒面可以通過插齒機(jī)床或滾刀生成。有一個(gè)簡(jiǎn)單的方法可以避免非圓齒輪發(fā)生齒根圓相切現(xiàn)象。應(yīng)用一個(gè)可以觀察并可以檢測(cè)配合的瞬心跡函數(shù)。下面圖和圖紙數(shù)值例子描述了開發(fā)理論。圖1 偏心漸開線齒輪和共軛非圓齒輪:(a)螺旋驅(qū)動(dòng) (b)平面驅(qū)動(dòng)；O 1，O 2旋轉(zhuǎn)中心,O 幾何中心。2 非圓齒輪和偏心漸開線齒輪形成的齒輪傳動(dòng)2.1 偏心齒輪傳動(dòng)瞬心跡2.1.1 前言下面討論的齒輪傳動(dòng)(是偏心齒輪傳動(dòng)的縮寫)是由一個(gè)偏心漸開線齒輪 1和共軛非圓齒輪 2組成。通過設(shè)計(jì)一個(gè)偏心齒輪的傳動(dòng)由直齒螺旋齒輪嚙合生成非圓齒輪(圖1)。偏心輪傳動(dòng)相比橢圓齒輪傳動(dòng)更具有競(jìng)爭(zhēng)性，本文提出了滾刀（對(duì)于凸瞬心跡）和插齒機(jī)（如果瞬心跡是凹凸行）生成非圓齒輪的方法?！?3 —進(jìn)行的研究主要涵蓋了幾何，設(shè)計(jì)和偏心輪傳動(dòng)。2.1.2 中心配合軌跡方程在圖 2中，a 和 b顯示的是瞬心跡 r1和 r2在初始和當(dāng)前的位置，瞬心跡 r1的偏心圓半徑在極坐標(biāo)中表示的形式，如下(圖 2b)其中參數(shù) 可以確定極軸 相對(duì) 的位置(圖 2b)。因此我們將使用導(dǎo)數(shù) 表示瞬心跡(見附錄部分 A.1.2)在 處，瞬心跡的旋轉(zhuǎn)角；參數(shù) 可以確定極軸 相對(duì) 的位置 (見部分 A.1.2)。我們已知瞬心跡 r2 、r1 是由以下兩個(gè)方程表示圖 2 派生的瞬心跡：(a)初始位置；(b)當(dāng)前位置。在這里，導(dǎo)函數(shù)為— 4 —其中要確定傳遞函數(shù) 需要進(jìn)行其的數(shù)值積分。瞬心跡 r1是一個(gè)已知的封閉的曲線半徑?希爾(一圈)。瞬心跡 r2可能被觀察是一個(gè)封閉的曲線形式方程：其中 n是齒的數(shù)量，運(yùn)行的偏心齒輪 1是生成的非圓齒輪之一。瞬心跡 r1和 r2的推導(dǎo)，可以設(shè)計(jì)一個(gè)中心距不變的凸輪機(jī)構(gòu)需要一個(gè)偏心圓和一個(gè)由函數(shù)生成的凸輪。偏心非圓齒輪傳動(dòng)的瞬心線是由凸輪確定的。2.1.3 中心軌跡 r2的曲率和應(yīng)用2.1.3.1 基本的推導(dǎo)。中心軌跡 r2的曲率的必要條件：(1)通過滾刀和插齒機(jī)選擇生成齒輪的方法；(2)為避免根切齒?？紤]到由極坐標(biāo)曲線 的瞬心跡，我確定其曲率半徑(20、27)：極曲線的凸性條件可以表示為或另一種不等式這里，角度 由位置矢量 和切線極曲線 t見[27])確定的； 是極軸的曲率曲線。在本文中，考慮到瞬心線的曲率 r1是已知的，測(cè)定 2利用歐拉–薩瓦公式里的方程（18） ，偏心齒輪傳動(dòng)的中心軌跡的 r1和 r2的曲率與曲率 1和 2的關(guān)系（圖3）如下：— 5 —這里當(dāng) （圖 3）方程式（11）變形保證瞬心跡 r2的是凸性的條件：圖 3 推導(dǎo)的曲率半徑 瞬心跡 r2。圖 4說明了齒輪傳動(dòng)的函數(shù) ：(a)凸瞬心跡 r2；(b)凸凹形 r2。曲率半徑的 的位置是可視化的—人通過應(yīng)用一個(gè)四連桿的機(jī)構(gòu)（圖 3）的鏈接：（a）鏈接 1為 O1A1， （b）鏈接 2為 A1A2， （C）鏈接 3為 O2A2，和（D）鏈接 4為 O1O2，當(dāng) 。— 6 —從已知的四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)（F 點(diǎn)擴(kuò)展鏈接 1和 3路口）就是瞬時(shí)中心對(duì)鏈接 2相對(duì)于 4旋轉(zhuǎn)連接。向量 如果是垂直于它的大小被確定為 O1O2，它的大小被確定：2.1.3.2 避免根切。圖紙的圖 5表示漸開線齒輪齒形角的齒條刀的變化瞬心跡是齒條刀的中線，齒輪的瞬心跡節(jié)圓半徑 rp。為了避免漸開線齒輪發(fā)生根切需要在其中安裝齒條刀[27]防止偏心非圓的齒輪發(fā)生根切是基于以下考慮：（1）主動(dòng)齒輪 2有各種不同的齒面，但它們可能被抽象的表示為曲率半徑（大約）自的環(huán)形齒面（圖 6） 。（2）曲率中心 r2的半徑 是點(diǎn) A在齒面處的集合 。同樣，齒面 表示為直齒圓柱齒輪的半徑 ，等等（圖 6） 。（3）當(dāng)一個(gè)最小半徑為 的圓柱直齒輪發(fā)生根切時(shí)，就用一個(gè)半徑為 的齒輪替代（4）圖 6a表示齒輪 2的剖視圖其中心軌跡 r2是根據(jù)一個(gè) n=3的齒輪設(shè)計(jì)的，這里的 n是偏心齒輪 1嚙合的齒數(shù)，偏心齒輪 1是根據(jù)主動(dòng)齒輪 2的中心軌跡發(fā)生改變的。（5）這個(gè)用圓齒輪代替的方法，可能會(huì)應(yīng)用在所有中心軌跡為 r1和 r2的偏心齒輪上，為的是防止根切。因?yàn)檫@個(gè)原因，必須獲得函數(shù) ，這個(gè)函數(shù) 表示最小的曲率半徑；A 是中心軌跡 r2上的點(diǎn)（圖 6a） ，當(dāng) （見等式（6） ） 。（6）為了避免所有主動(dòng)齒輪發(fā)生根切，要選擇性的建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型，該模型是函數(shù) 開平方與頂點(diǎn) 的成積。 （圖 6b ）— 7 —圖 4 函數(shù) 的插圖和偏心齒輪驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)參數(shù)— 8 —圖 5 對(duì)一個(gè)圓柱漸開線齒輪的根切的條件回避插圖— 9 —圖 6 插圖：（a）非圓齒輪 2剖視圖的表示（M 是瞬心線 R2和 N代圓弧齒輪瞬心線） ；（b）當(dāng) 的根切線2.2 通過插齒和滾刀生成非圓齒輪2.2.1 介紹本節(jié)的目的是證明主動(dòng)輪所產(chǎn)生的非圓齒輪和成型刀具（插齒，滾刀）的運(yùn)動(dòng)算法關(guān)系。這種關(guān)系是非線性方程組的代表，計(jì)算機(jī)是對(duì)非圓齒輪的生成的基礎(chǔ)。該主動(dòng)偏心齒輪通過觀察制作的過程和相對(duì)于旋轉(zhuǎn)中心的幾何中心位置的裝配，可以產(chǎn)生一個(gè)傳統(tǒng)的漸開線齒輪。此外，為接觸軸承定位的目的，有必要采用偏心齒輪式。這有通過一個(gè)插齒機(jī)床產(chǎn)生非圓齒輪的可能，和用偏心漸開線齒輪產(chǎn)生是一樣的。通過觀察用插齒機(jī)床生產(chǎn)非圓齒輪，只要在插齒機(jī)和被生產(chǎn)的非圓齒輪之間設(shè)定一個(gè)不變的的中心距。然而，這對(duì)于插齒機(jī)和偏心漸開線齒輪本身是不利的限制所以還沒有被作者采用。2.2.2 由非偏心插齒機(jī)生產(chǎn)的非圓齒輪2.2.2.1 插齒機(jī)所生產(chǎn)的非圓齒輪表面 的推導(dǎo)。我們要提醒的是，插齒機(jī)不是與主動(dòng)偏心輪漸開線相同的，基于以下步驟進(jìn)行推導(dǎo)：（1）被連接到插齒機(jī)和齒輪被確定的表面的兩個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)的 SS和 S2被認(rèn)為是剛性的?！?10 —（2）一個(gè)漸開線齒面 是通過一個(gè)節(jié)圓半徑 的插齒機(jī)進(jìn)成的，這可能與有所不同。（3）坐標(biāo)系統(tǒng)的 SS坐標(biāo)系是旋轉(zhuǎn)的而坐標(biāo)系 S2是旋轉(zhuǎn)和平移。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的坐標(biāo)系 SS和 S2是由運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系和中心軌跡決定的(見圖 7b)。圖 7。對(duì)用漸開線插齒機(jī)生成非圓齒輪的齒面 R2的推導(dǎo)。而坐標(biāo)系 SS是圍繞 旋轉(zhuǎn)的， 是與極角 的相關(guān)的函數(shù)：— 11 —在式子中， 是一個(gè)關(guān)于偏心齒輪的極角 的函數(shù)（4）坐標(biāo)系 SN可以被分解為大小為 ， 的坐標(biāo)系 S2，而而坐標(biāo)系 S2是圍繞矢量 旋轉(zhuǎn)的，這矢量表示是關(guān)于極角 的函數(shù)。函數(shù) 和 用極角 表達(dá)的函數(shù)表達(dá)式（5）通過考慮矩陣變化獲得非圓齒輪面嚙合方程然而，該方法是基于矩陣的推導(dǎo)（見下文） ，需要用計(jì)算機(jī)推導(dǎo)。2.2.2.2 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，將坐標(biāo)系 SS轉(zhuǎn)換成 S2. 公式（28）推導(dǎo)的過程如下：在這里— 12 —2.2.2.3 嚙合矩陣方程 0的推導(dǎo)。矩陣變化式（30）用笛卡爾坐標(biāo)系表達(dá)是下面給出的 3 X 3矩陣 R，是從 4 X 4的 M矩陣中獲得的其中相關(guān)的速度 被給出如下以下是列出的是推導(dǎo)出導(dǎo)數(shù) 和 ?？垂剑?8）的推導(dǎo)過程，很容易得到導(dǎo)數(shù) 和導(dǎo)數(shù) 。然后，對(duì)嚙合方程可確定為或者為附件 2：外文原文（復(fù)印件）— 13 —