本文關鍵詞：雙銑頭數控螺桿銑床徑向進給系統動力學分析與研究

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【摘要】：雙銑頭數控螺桿銑床是一種新開發(fā)的螺桿加工設備,采用雙銑頭同時加工,加工長度為3.6m螺桿的時間由原18小時縮短為10小時,縮短了生產周期,大大提高了生產效率。課題在總結和分析雙銑頭數控銑床結構設計的基礎上,針對銑床加工精度需要提高的問題,選擇徑向進給系統為研究對象,對徑向進給系統主傳動機構進行運動學分析,建立徑向進給系統動力學模型,并利用ADAMS軟件進行仿真分析,最終通過現場測試實驗和數據分析驗證理論分析方案的正確性,為提高銑床加工精度提供改進依據。論文主要研究內容包括:首先,分析國內外機床動力學發(fā)展現況;針對被加工螺桿相對徑向進給方向存在加工誤差問題,研究雙銑頭數控銑床結構設計方案、加工工藝和誤差情況,確定銑床徑向進給系統為研究對象,選擇ADAMS軟件為動力學分析平臺。其次,實際測繪徑向進給系統結構尺寸數據;了解雙銑頭數控螺桿銑床徑向進給系統機構技術參數,建立Pro/E三維模型;根據螺桿加工工藝和實際工況對徑向進給系統進行簡化受力分析。第三,對齒輪傳動機構和絲杠傳動機構進行運動學分析,根據實際情況分析機構參數誤差對機構傳動的誤差傳遞函數;以Hertz接觸理論和動摩擦理論為基礎,依據拉格朗日方程建立徑向進給系統動力學模型;分析滑塊安裝螺栓擰緊力矩大小對系統輸入扭矩和動力學特性的影響,最終得到系統更優(yōu)阻尼特性和加工穩(wěn)定性。第四,將徑向進給系統Pro/E三維模型導入ADAMS仿真軟件中,通過ADAMS軟件對徑向進給系統進行運動學和動力學仿真分析,分析獲取徑向進給系統運動學和動力學模型參數曲線。第五,選擇徑向進給系統齒輪傳動機構輸出角度、絲杠傳動機構徑向位移量和系統徑向加速度三個參數進行現場測試實驗。根據系統結構特點和實驗參數,合理設計實驗方案和選擇實驗參數測點;編寫LabVIEW數據采集程序;通過工控機與數據采集卡以及各傳感器的連接,實現了角度、位移和加速度信號數據的采集與保存。第六,實驗數據處理與分析。將角度數據和位移數據與理論值對比,直觀分析齒輪傳動機構和絲杠傳動機構傳動誤差情況;利用MATLAB對加速度數據進行頻域積分,得到系統位移信號曲線,通過分析系統位移波動量變化情況反映系統加工穩(wěn)定性,分析結果表明系統位移波動量隨滑塊安裝螺栓擰緊力矩的減小呈現先減小后增大趨勢,與仿真分析結果趨勢一致。課題分析結果對銑床徑向進給系統加工精度的提高和銑床整體加工精度提高具有重要參考價值。
【關鍵詞】：數控螺桿銑床 動力學 ADAMS 動態(tài)測試 數據處理
【學位授予單位】：五邑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG547
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題概述11-12
• 1.1.1 課題研究背景與基礎11
• 1.1.2 課題研究目標與意義11-12
• 1.2 機床動力學研究現狀12-14
• 1.3 研究的技術路線和關鍵技術14-15
• 1.3.1 研究的技術路線14
• 1.3.2 研究的關鍵技術14-15
• 1.4 章節(jié)安排15-17
• 第二章 雙銑頭數控螺桿銑床徑向進給系統結構及受力分析17-33
• 2.1 雙銑頭數據螺桿銑床簡介17-21
• 2.1.1 螺桿功能及參數說明17-18
• 2.1.2 雙銑頭數控螺桿銑床結構簡介18-20
• 2.1.3 雙銑頭數控螺桿銑床加工工藝及工況20-21
• 2.2 雙銑頭數據螺桿銑床徑向進給系統21-27
• 2.2.1 徑向進給系統運動鏈21-22
• 2.2.2 徑向進給系統運動副及相關參數22-25
• 2.2.3 徑向進給系統三維建模25-27
• 2.3 雙銑頭數控螺桿銑床徑向進給系統受力分析27-32
• 2.3.1 切削力27-29
• 2.3.2 各部分質量29
• 2.3.3 主要機構受力分析29-32
• 2.4 本章小結32-33
• 第三章 雙銑頭數控螺桿銑床徑向進給系統動力學特性分析33-46
• 3.1 徑向進給系統運動學分析33-39
• 3.1.1 誤差傳遞函數33-34
• 3.1.2 齒輪傳動機構運動學分析34-37
• 3.1.3 絲杠傳動機構運動學分析37-39
• 3.2 徑向進給系統動力學分析39-45
• 3.2.1 拉格朗日動力學方程39
• 3.2.2 徑向進給系統激振力分析39-42
• 3.2.3 徑向進給系統子結構劃分42-43
• 3.2.4 徑向進給系統動力學模型43-45
• 3.4 本章小結45-46
• 第四章 雙銑頭數控螺桿銑床徑向進給系統仿真分析46-57
• 4.1 ADAMS簡介46-47
• 4.2 徑向進給系統ADAMS仿真分析47-56
• 4.2.1 徑向進給系統ADAMS模型47
• 4.2.2 齒輪傳動機構運動學仿真分析47-49
• 4.2.3 絲杠傳動機構運動學仿真分析49-51
• 4.2.4 徑向進給系統動力學仿真分析51-56
• 4.3 本章小結56-57
• 第五章 雙銑頭數控螺桿銑床徑向進給系統動態(tài)測試實驗57-75
• 5.1 測試實驗方案與步驟57-59
• 5.2 測試實驗對象及參數59-60
• 5.3 測試實驗儀器選用與標定60-68
• 5.3.1 角度傳感器60-64
• 5.3.2 電渦流位移傳感器64-66
• 5.3.3 加速度傳感器66-67
• 5.3.4 數據采集卡67-68
• 5.4 LabVIEW數據采集程序68-71
• 5.5 測試實驗測點布置和儀器連接71-74
• 5.6 本章小結74-75
• 第六章 數據處理與分析75-84
• 6.1 數據處理方法75
• 6.2 實驗數據分析75-83
• 6.2.1 角度數據分析76-77
• 6.2.2 位移數據分析77-79
• 6.2.3 加速度數據分析79-83
• 6.3 本章小結83-84
• 結論與展望84-86
• 1 結論84-85
• 2 展望85-86
• 參考文獻86-90
• 致謝90-91
• 讀學位期間發(fā)表的學術論文91-92
• 附錄 192-94

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前7條

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中國碩士學位論文全文數據庫 前2條

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本文編號：1015109