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本文围绕自动化机械实现高速分度的工程需求,提出一种新型的凸轮-连杆组合分度机构。该机构在输入轴回转一周过程中,输出轴可实现多次分度;并且采用输入、输出同轴的五杆机构与共轭凸轮封闭组合的结构形式,使得该机构具有结构紧凑的特点,从而该类机构具有广阔的应用前景。本文针对提出的新型分度机构做了以下研究: 在分度机构创新设计方面,基于颜氏机械装置的创造性设计方法,以前接式凸轮连杆分度机构为原机构,分析了该类分度机构的拓扑结构特点,构造了该类分度机构的一般化链图谱,经过特定化后得到了多种具有相同结构形式的新构型方案,为该类分度机构的创新设计提供了借鉴。 在分度机构尺度综合方面,在系统分析了分度机构结构与传动原理的基础上,建立了分度机构的几何特性及传力特性约束方程;分析了机构的结构参数对几何及传力特性的影响规律;以传力特性最优为目标,提出了该种机构运动学设计的一般方法;建立了新型分度机构的虚拟样机模型,进行了运动仿真,验证了新型分度机构的有效性。 在运动学分析方面,采用多刚体笛卡尔运动学分析方法,建立了新型分度机构的运动学分析模型,得到了分度机构位移、速度及加速度运动规律,为后续的动力学分析奠定了基础,并且运动学分析的方法可为同类机构的运动学分析提供借鉴。 在动力学分析方面,基于作用线增量法,建立了输出轴转角误差与凸轮和滚子的运动副间隙的对应关系,在此基础上,采用“接触-分离”两状态间隙模型,建立了考虑凸轮与滚子间隙的多刚体动力学模型,得到了一个分度周期内凸轮与滚子间作用力的变化规律,研究了当选取不同凸轮运动规律时,接触力的变化规律,此分析可为凸轮运动规律的选取提供依据。