【摘要】：本文以運(yùn)動幾何學(xué)理論為基礎(chǔ),以離散測試數(shù)據(jù)為對象,研究了移動副彈性誤差運(yùn)動的不變量及其性質(zhì);開展了不變量在移動副測試評價、精度分析、工藝調(diào)整和參數(shù)標(biāo)定中的應(yīng)用。主要研究內(nèi)容如下:(1)提出了移動副誤差運(yùn)動的不變量評價方法。推導(dǎo)了剛體直線運(yùn)動的充要條件,討論了剛體上直母線與剛體動軸線軌跡的整體幾何性質(zhì)。將移動副真實運(yùn)動向理想運(yùn)動逼近,獲得了準(zhǔn)定/動軸線的優(yōu)化模型,提煉了誤差運(yùn)動的全局不變量,并以此定義了移動副的不變量精度,使評價結(jié)果不再受測量功能點(diǎn)及其坐標(biāo)系的影響。(2)建立了移動副彈性誤差約束模型。綜合考慮了導(dǎo)軌幾何誤差、動結(jié)合面剛度、零部件彈性變形、外載等影響因素,研究了移動副零部件特征狀態(tài)與真實誤差運(yùn)動的映射關(guān)系,揭示了移動副在彈性約束條件下的變形協(xié)調(diào)規(guī)律,從而實現(xiàn)不變量精度及其特性的準(zhǔn)確分析,并為裝配工藝的優(yōu)化與移動運(yùn)動鏈的誤差標(biāo)定提供了依據(jù)。(3)建立了移動副高效裝配工藝參數(shù)優(yōu)化模型。采用超靜定固支梁等效導(dǎo)軌的實際約束狀態(tài),分析其在位移載荷作用下的全行程彈性變形函數(shù)。以提升移動副不變量精度為目標(biāo),建立導(dǎo)軌單點(diǎn)/多點(diǎn)工藝參數(shù)優(yōu)化模型,求解了含調(diào)整段螺釘分布、調(diào)整位置、調(diào)整量等多項參數(shù)的導(dǎo)軌工藝調(diào)整方案,為移動副高效高質(zhì)量裝配提供了理論指導(dǎo)。(4)建立了機(jī)床移動運(yùn)動鏈的誤差運(yùn)動模型。以移動副彈性約束結(jié)構(gòu)和誤差運(yùn)動的不變量理論為基礎(chǔ),界定了運(yùn)動鏈結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)動副誤差的概念。研究了幾何、物理和外載作用下,各誤差項的傳遞與轉(zhuǎn)化規(guī)律,推導(dǎo)了運(yùn)動鏈的輸出誤差運(yùn)動函數(shù)。以三軸移動運(yùn)動鏈為對象,通過誤差運(yùn)動模型的正反解,實現(xiàn)了多類變載工況下的運(yùn)動鏈誤差特性的分析,以及功能點(diǎn)空間運(yùn)動軌跡的補(bǔ)償。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG502
【圖文】：

及Ｄａｒｂｏｕｘ標(biāo)架中的各坐標(biāo)軸求導(dǎo)，可得微分運(yùn)算公式［３］：逡逑ｄｓ逡逑—＝ｋｃ９，ｎ邋－ｋｓｄ．ｖ逡逑，ｄ５邐＾—－—ｋｃＯ．ａ邋＋邋｛ｒ邋＋邋ｄ．）ｖ逡逑ｄｓ逡逑—＝ｋｓ０．ａ邋－（ｔ邋＋邋０．邋）／ｉ逡逑字母ｓ和ｃ為三角函數(shù)ｓｉｎ和ｃｏｓ的縮寫；Ａ：、ｔ分別為準(zhǔn)線的曲率ｓ的函數(shù)，且僅與準(zhǔn)線的局部幾何性質(zhì)有關(guān)。逡逑ａ；邋？；邋ｖ｝與ｚｍ｝的相對姿態(tài)關(guān)系可知，后者各坐標(biāo)軸方向自由度分量分別為：逡逑NB邋＝叫ａ邋＋邋ｓ０，ｖ逡逑＜邋ｙｍ邋＝ｓ６＾６１ａＪｔ－ｃ，６１ｎ－Ｑ，ｄｉｓｄ１ｖ＝－ｓ０ｌｃ０１ａ＋ｓ０１ｎ＋ｅ０ｌｃ０２ｖ逡逑

任意點(diǎn)八？，其運(yùn)動速度Ｆｐ矢量可表達(dá)為：逡逑（２．１３）逡逑其中，ｖｓ為剛體沿瞬軸的平移速度，？ｓ為剛體繞瞬軸的回轉(zhuǎn)速度，如圖２．２所示。圖中，逡逑點(diǎn)在固定坐標(biāo)系中的軌跡及ｐ／可參照式（２．３）給出。逡逑■zi逡逑Ｚｆ＼邋／／＾逡逑＼邋ｉ／＾＂＇邋Ｓ0ｆ邋Ｓ0ｆ逡逑圖２．２剛體上任意點(diǎn)運(yùn)動速度的表達(dá)逡逑Ｆｉｇ．邋２．２邋Ｖｅｌｏｃｉｔｙ邋ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ邋ｏｆ邋ａｎｙ邋ｐｏｉｎｔ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｒｉｇｉｄ邋ｂｏｄｙ逡逑對一般的剛體空間運(yùn)動，其瞬軸隨弧長５而變化，所有瞬時瞬軸在固定坐標(biāo)系和運(yùn)逡逑動坐標(biāo)系中分別形成定瞬軸面和動瞬軸面。其中，定瞬軸面２Ｖ如圖２．３所示，任意時刻逡逑的定瞬軸線由點(diǎn)和單位矢量確定，并對應(yīng)于剛體上的點(diǎn)＆？）和４＾，？１。由于通過逡逑】２逡逑

任意點(diǎn)八？，其運(yùn)動速度Ｆｐ矢量可表達(dá)為：逡逑（２．１３）逡逑其中，ｖｓ為剛體沿瞬軸的平移速度，？ｓ為剛體繞瞬軸的回轉(zhuǎn)速度，如圖２．２所示。圖中，逡逑點(diǎn)在固定坐標(biāo)系中的軌跡及ｐ／可參照式（２．３）給出。逡逑■zi逡逑Ｚｆ＼邋／／＾逡逑＼邋ｉ／＾＂＇邋Ｓ0ｆ邋Ｓ0ｆ逡逑圖２．２剛體上任意點(diǎn)運(yùn)動速度的表達(dá)逡逑Ｆｉｇ．邋２．２邋Ｖｅｌｏｃｉｔｙ邋ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ邋ｏｆ邋ａｎｙ邋ｐｏｉｎｔ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｒｉｇｉｄ邋ｂｏｄｙ逡逑對一般的剛體空間運(yùn)動，其瞬軸隨弧長５而變化，所有瞬時瞬軸在固定坐標(biāo)系和運(yùn)逡逑動坐標(biāo)系中分別形成定瞬軸面和動瞬軸面。其中，定瞬軸面２Ｖ如圖２．３所示，任意時刻逡逑的定瞬軸線由點(diǎn)和單位矢量確定，并對應(yīng)于剛體上的點(diǎn)＆？）和４＾，？１。由于通過逡逑】２逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2790285