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摆动输出活齿凸轮机构是一种新型式的活齿凸轮机构。目前研究的活齿凸轮机构主要是围绕连续的匀速旋转输入-输出传动,为了满足实际生产中复杂多变的非匀速摆动输出运动规律的要求,通过改变摆动盘端面上封闭槽齿廓,可以实现将匀速旋转输入运动转化为多种形式的往复摆动输出运动。这种传动形式综合了钢球活齿传动和凸轮机构的特点,具有结构紧凑、承载能力强及输出多种摆动运动规律等优点,可以应用于包装机械、农业机械、纺织机械和印刷机械等工程领域。本文主要研究了摆动输出活齿凸轮机构齿廓方程推导与齿形性质分析、啮合副受力与强度分析以及主要啮合件三维建模与有限元分析等方面的内容。 介绍了活齿传动和凸轮机构的基本组成和传动原理,以及国内外研究现状,并分析了各种活齿传动啮合副受力分析的发展现状。分析了连续往复摆动输出活齿凸轮机构的基本结构和传动原理。根据输入-输出运动规律,并基于无量纲时间以及坐标变换,建立激波盘和摆动盘转角之间任意时刻的对应关系,从而得到激波盘、摆动盘端面封闭槽的理论齿廓方程和工作齿廓方程。在此基础上,推导了间歇往复摆动输出活齿凸轮机构和远、近端休止往复摆动输出活齿凸轮机构的激波盘齿廓方程。推导了激波盘齿廓的曲率和压力角公式,并给出了避免激波盘封闭槽发生齿廓干涉需要满足的设计条件。 受力分析方面,首先基于力/矩平衡、赫兹接触理论建立了啮合副接触力分析的模型及算法,并对啮合副进行强度计算。然后,以相同负载和等摆角的往复摆动输出运动为例,分析了不同传动钢球数和不同输出运动规律下活齿凸轮机构啮合副之间接触力、接触变形、接触应力的变化规律曲线。 在理论分析的基础上,提出了摆动输出活齿凸轮机构整体的设计方案,根据输入-输出运动规律,在设计出激波盘和摆动盘封闭槽齿廓曲线的基础上,利用三维设计软件SolidWorks对主要啮合件进行三维实体仿真,通过虚拟装配,整机无干涉。利用有限元分析软件对其进行强度分析,得到了应力和应变的分析结果。