發(fā)布時(shí)間：2017-10-11 22:26

  本文關(guān)鍵詞：雙銑頭數(shù)控螺桿銑床徑向進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析與研究

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【摘要】：雙銑頭數(shù)控螺桿銑床是一種新開發(fā)的螺桿加工設(shè)備,采用雙銑頭同時(shí)加工,加工長(zhǎng)度為3.6m螺桿的時(shí)間由原18小時(shí)縮短為10小時(shí),縮短了生產(chǎn)周期,大大提高了生產(chǎn)效率。課題在總結(jié)和分析雙銑頭數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,針對(duì)銑床加工精度需要提高的問(wèn)題,選擇徑向進(jìn)給系統(tǒng)為研究對(duì)象,對(duì)徑向進(jìn)給系統(tǒng)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,建立徑向進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,并利用ADAMS軟件進(jìn)行仿真分析,最終通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證理論分析方案的正確性,為提高銑床加工精度提供改進(jìn)依據(jù)。論文主要研究?jī)?nèi)容包括:首先,分析國(guó)內(nèi)外機(jī)床動(dòng)力學(xué)發(fā)展現(xiàn)況;針對(duì)被加工螺桿相對(duì)徑向進(jìn)給方向存在加工誤差問(wèn)題,研究雙銑頭數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案、加工工藝和誤差情況,確定銑床徑向進(jìn)給系統(tǒng)為研究對(duì)象,選擇ADAMS軟件為動(dòng)力學(xué)分析平臺(tái)。其次,實(shí)際測(cè)繪徑向進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù);了解雙銑頭數(shù)控螺桿銑床徑向進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)構(gòu)技術(shù)參數(shù),建立Pro/E三維模型;根據(jù)螺桿加工工藝和實(shí)際工況對(duì)徑向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化受力分析。第三,對(duì)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,根據(jù)實(shí)際情況分析機(jī)構(gòu)參數(shù)誤差對(duì)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的誤差傳遞函數(shù);以Hertz接觸理論和動(dòng)摩擦理論為基礎(chǔ),依據(jù)拉格朗日方程建立徑向進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型;分析滑塊安裝螺栓擰緊力矩大小對(duì)系統(tǒng)輸入扭矩和動(dòng)力學(xué)特性的影響,最終得到系統(tǒng)更優(yōu)阻尼特性和加工穩(wěn)定性。第四,將徑向進(jìn)給系統(tǒng)Pro/E三維模型導(dǎo)入ADAMS仿真軟件中,通過(guò)ADAMS軟件對(duì)徑向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析,分析獲取徑向進(jìn)給系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)曲線。第五,選擇徑向進(jìn)給系統(tǒng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出角度、絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)徑向位移量和系統(tǒng)徑向加速度三個(gè)參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)。根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)參數(shù),合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和選擇實(shí)驗(yàn)參數(shù)測(cè)點(diǎn);編寫LabVIEW數(shù)據(jù)采集程序;通過(guò)工控機(jī)與數(shù)據(jù)采集卡以及各傳感器的連接,實(shí)現(xiàn)了角度、位移和加速度信號(hào)數(shù)據(jù)的采集與保存。第六,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析。將角度數(shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)與理論值對(duì)比,直觀分析齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)誤差情況;利用MATLAB對(duì)加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域積分,得到系統(tǒng)位移信號(hào)曲線,通過(guò)分析系統(tǒng)位移波動(dòng)量變化情況反映系統(tǒng)加工穩(wěn)定性,分析結(jié)果表明系統(tǒng)位移波動(dòng)量隨滑塊安裝螺栓擰緊力矩的減小呈現(xiàn)先減小后增大趨勢(shì),與仿真分析結(jié)果趨勢(shì)一致。課題分析結(jié)果對(duì)銑床徑向進(jìn)給系統(tǒng)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(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)控螺桿銑床 動(dòng)力學(xué) ADAMS 動(dòng)態(tài)測(cè)試 數(shù)據(jù)處理
【學(xué)位授予單位】：五邑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(chǔ)11
• 1.1.2 課題研究目標(biāo)與意義11-12
• 1.2 機(jī)床動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 研究的技術(shù)路線和關(guān)鍵技術(shù)14-15
• 1.3.1 研究的技術(shù)路線14
• 1.3.2 研究的關(guān)鍵技術(shù)14-15
• 1.4 章節(jié)安排15-17
• 第二章 雙銑頭數(shù)控螺桿銑床徑向進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及受力分析17-33
• 2.1 雙銑頭數(shù)據(jù)螺桿銑床簡(jiǎn)介17-21
• 2.1.1 螺桿功能及參數(shù)說(shuō)明17-18
• 2.1.2 雙銑頭數(shù)控螺桿銑床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介18-20
• 2.1.3 雙銑頭數(shù)控螺桿銑床加工工藝及工況20-21
• 2.2 雙銑頭數(shù)據(jù)螺桿銑床徑向進(jìn)給系統(tǒng)21-27
• 2.2.1 徑向進(jìn)給系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)鏈21-22
• 2.2.2 徑向進(jìn)給系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)副及相關(guān)參數(shù)22-25
• 2.2.3 徑向進(jìn)給系統(tǒng)三維建模25-27
• 2.3 雙銑頭數(shù)控螺桿銑床徑向進(jìn)給系統(tǒng)受力分析27-32
• 2.3.1 切削力27-29
• 2.3.2 各部分質(zhì)量29
• 2.3.3 主要機(jī)構(gòu)受力分析29-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 雙銑頭數(shù)控螺桿銑床徑向進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析33-46
• 3.1 徑向進(jìn)給系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析33-39
• 3.1.1 誤差傳遞函數(shù)33-34
• 3.1.2 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析34-37
• 3.1.3 絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析37-39
• 3.2 徑向進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析39-45
• 3.2.1 拉格朗日動(dòng)力學(xué)方程39
• 3.2.2 徑向進(jìn)給系統(tǒng)激振力分析39-42
• 3.2.3 徑向進(jìn)給系統(tǒng)子結(jié)構(gòu)劃分42-43
• 3.2.4 徑向進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型43-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第四章 雙銑頭數(shù)控螺桿銑床徑向進(jìn)給系統(tǒng)仿真分析46-57
• 4.1 ADAMS簡(jiǎn)介46-47
• 4.2 徑向進(jìn)給系統(tǒng)ADAMS仿真分析47-56
• 4.2.1 徑向進(jìn)給系統(tǒng)ADAMS模型47
• 4.2.2 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析47-49
• 4.2.3 絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析49-51
• 4.2.4 徑向進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析51-56
• 4.3 本章小結(jié)56-57
• 第五章 雙銑頭數(shù)控螺桿銑床徑向進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn)57-75
• 5.1 測(cè)試實(shí)驗(yàn)方案與步驟57-59
• 5.2 測(cè)試實(shí)驗(yàn)對(duì)象及參數(shù)59-60
• 5.3 測(cè)試實(shí)驗(yàn)儀器選用與標(biāo)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(shù)據(jù)采集卡67-68
• 5.4 LabVIEW數(shù)據(jù)采集程序68-71
• 5.5 測(cè)試實(shí)驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置和儀器連接71-74
• 5.6 本章小結(jié)74-75
• 第六章 數(shù)據(jù)處理與分析75-84
• 6.1 數(shù)據(jù)處理方法75
• 6.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析75-83
• 6.2.1 角度數(shù)據(jù)分析76-77
• 6.2.2 位移數(shù)據(jù)分析77-79
• 6.2.3 加速度數(shù)據(jù)分析79-83
• 6.3 本章小結(jié)83-84
• 結(jié)論與展望84-86
• 1 結(jié)論84-85
• 2 展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 致謝90-91
• 讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文91-92
• 附錄 192-94

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1015109