弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊、精度高、性能可靠等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、數(shù)控機(jī)床等領(lǐng)域。但是,由于其關(guān)鍵零件弧面分度凸輪廓面的復(fù)雜性,加工和檢測十分困難,目前我國弧面分度凸輪的加工制造水平與國外相比還有較大差距,導(dǎo)致國產(chǎn)弧面分度凸輪承載能力差、可靠性差、使用壽命短,嚴(yán)重制約了國產(chǎn)弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)品的推廣與應(yīng)用。因此,迫切需要對弧面分度凸輪的加工誤差進(jìn)行全面深入研究,通過掌握加工系統(tǒng)包括工藝方法、工裝誤差、刀具誤差、編程誤差等因素對凸輪廓面誤差的影響規(guī)律,可為有效抑制和消減加工誤差,提高弧面分度凸輪的加工精度和加工質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù)。 為此,本文以圓柱滾子弧面分度凸輪多軸加工誤差為研究對象,從其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、嚙合特性入手,以空間嚙合原理和旋轉(zhuǎn)變換矩陣為工具推導(dǎo)了弧面分度凸輪廓面方程,在此基礎(chǔ)上,探索范成法和單側(cè)面法加工的工藝系統(tǒng)誤差的影響規(guī)律,同時(shí)對范成法加工的編程誤差進(jìn)行了較深入研究。具體研究工作如下: 1)綜述了弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)制造基本理論的研究現(xiàn)狀和存在的問題,尤其對弧面分度凸輪廓面的加工方法進(jìn)行了較系統(tǒng)的歸納。 2)分析了基于范成法加工的弧面分度凸輪工藝系統(tǒng)誤差,并建立了范成法加工的綜合廓面誤差預(yù)測模型,以數(shù)字實(shí)驗(yàn)實(shí)例揭示了單因素誤差以及綜合因素誤差對凸輪廓面法向誤差的影響規(guī)律。 3)研究了基于單側(cè)面加工的弧面分度凸輪工藝系統(tǒng)誤差,同時(shí),建立了單側(cè)面加工的綜合廓面誤差預(yù)測模型,并以數(shù)字實(shí)驗(yàn)實(shí)例揭示了單因素誤差以及綜合因素誤差對凸輪廓面法向誤差的影響規(guī)律。 4)針對范成法,通過編程誤差分析,綜合考慮加工精度和加工效率,建立了基于進(jìn)給速度恒定和弓高誤差有效控制的非等步長弧面分度凸輪數(shù)控編程算法,并以實(shí)例仿真驗(yàn)證算法的正確性。 綜上,本文對弧面分度凸輪的多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工誤差進(jìn)行了較全面系統(tǒng)的分析研究,所建立的誤差預(yù)測模型將為抑制和消減加工誤差,進(jìn)一步提高弧面分度凸輪的加工精度和加工質(zhì)量奠定了有效的理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TH132.47
【部分圖文】：

凸輪機(jī)構(gòu)或者包含凸輪機(jī)構(gòu)的組合機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)幾乎所有簡單的、復(fù)雜械動(dòng)作。因此，凸輪機(jī)構(gòu)是目前機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備中的關(guān)鍵零部件，輪機(jī)構(gòu)由凸輪體、從動(dòng)件及機(jī)架組成。一般情況下，凸輪做勻速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，期的輸出運(yùn)動(dòng)。與其它機(jī)構(gòu)相比，凸輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠以及可雜的運(yùn)動(dòng)形式等特點(diǎn)，在眾多領(lǐng)域中起著不可替代的作用。目前機(jī)械行業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的凸輪機(jī)構(gòu)就是弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)。弧面分度Globoidal Indexing Cam Mechanism 或 Ferguson Drive For Indexing Mec滾子齒形凸輪分度機(jī)構(gòu)、圓弧面凸輪步進(jìn)機(jī)構(gòu)或蝸桿式凸輪機(jī)構(gòu)。如圖 1.1帶有凸脊的空間凸輪和在徑向放射狀等分裝有滾子的從動(dòng)盤兩部分組成。這機(jī)構(gòu)是由美國人 C.N.Neklutin 在 20 世紀(jì) 20 年代發(fā)明的，并由他創(chuàng)建的 Fer先開始標(biāo)準(zhǔn)化、系列化生產(chǎn)。隨后，前蘇聯(lián)、英國、德國、瑞士、日本等國弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行了研究，并成立有專門的生產(chǎn)廠家和研究機(jī)構(gòu)。我國研究起步比較晚，直到 20 世紀(jì) 70 年代才開始相關(guān)的工作。經(jīng)過 30 多年的目前在弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造、檢測等方面取得了一定成果。

第2章 弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)制造基本理分度凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)基本理論分度凸輪機(jī)構(gòu)的基本構(gòu)造和工作原理度凸輪機(jī)構(gòu)是一種用于兩垂直交錯(cuò)軸間的分度步進(jìn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)盤組成。如圖 2.1，主動(dòng)凸輪基體 1 為圓弧回轉(zhuǎn)體，按溝槽型；從動(dòng)轉(zhuǎn)盤 2 上裝有若干個(gè)沿圓周均勻分布的滾子，向。由于滾子可以繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)，因此弧面分度凸輪機(jī)摩檫，它相對于蝸桿傳動(dòng)摩檫小，傳動(dòng)效率更高。

接觸都是相切的，它們可能相切于一條線（線接觸），也可能相切于一個(gè)點(diǎn)（無論是哪一種情況，它們在切點(diǎn)處總有公共的切平面和公共的法線。所以可間包絡(luò)曲面的共軛原理來建立它們之間的關(guān)系。根據(jù)共軛曲面原理，弧面分度作曲面與從動(dòng)盤的滾子曲面在接觸點(diǎn)處必須滿足以下三個(gè)條件[27]：（1）在共軛接觸點(diǎn)處，兩曲面上相對應(yīng)的一對共軛接觸點(diǎn)必須重合。（2）在共軛接觸點(diǎn)處，兩曲面間的相對運(yùn)動(dòng)速度必須垂直于其公法線。（3）兩曲面在共軛接觸點(diǎn)處必須相切，不產(chǎn)生干涉，且在共軛接觸點(diǎn)處亦無曲.2 坐標(biāo)系的建立[70]弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)的坐標(biāo)系設(shè)置如圖 2.2 所示。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 劉杰梅;弧面凸輪廓面加工誤差高效虛擬測量技術(shù)的研究[D];湘潭大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2816720