【摘要】： 本文以空間凸輪機構(gòu)為研究對象，從工程實際出發(fā)，以空間嚙合原理和旋轉(zhuǎn)變換矩陣為工具，從結(jié)構(gòu)特點、嚙合特性入手，對空間凸輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、加工誤差、單側(cè)面加工工藝及廓面檢測技術(shù)進行了深入地理論分析和實驗研究。 對空間凸輪的加工工藝進行了深入地分析和研究。結(jié)合現(xiàn)在空間凸輪的加工工藝，給出了廓面誤差的計算方法，以具體實例計算了各單項誤差對凸輪廓面法向誤差影響的大小和變化規(guī)律，該方法適用于任何形式的空間凸輪，解決了空間凸輪加工廓面誤差計算的難題。 重點研究了空間凸輪單側(cè)面加工刀具控制問題。提出了單側(cè)面加工刀位控制新方法，系統(tǒng)地論述了單側(cè)面加工刀位控制機理，給出了刀具控制的數(shù)學(xué)模型，解決了空間凸輪廓面單側(cè)面加工刀位控制的難題，即使刀具的尺寸小于滾子的尺寸，也能夠加工出高精度的空間凸輪，并通過實驗驗證了該理論的正確性、可行性和經(jīng)濟性。 詳細研究了空間凸輪廓面檢測技術(shù)。提出了以三坐標(biāo)測量機為工具，適合于任何形式空間凸輪廓面檢測的接觸點回歸法，給出了數(shù)據(jù)處理的數(shù)學(xué)模型和誤差計算方法，解決了空間凸輪廓面檢測與誤差計算的難題。 系統(tǒng)分析了空間凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)及嚙合特性。在凸輪廓面采用單側(cè)面加 工工藝基礎(chǔ)上，提出了結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進形式，結(jié)合廓面修形方法，實現(xiàn)了 空間凸輪機構(gòu)點接觸的純滾動副傳動，顯然提高了機構(gòu)的傳動精度、效 率、使用壽命、運動性能和動力性能。 研究了空間凸輪機構(gòu)傳動瞬時嚙合效率。在對空間凸輪機構(gòu)進行受 力分析的基礎(chǔ)上，提出了計算空間凸輪機構(gòu)瞬時嚙合效率的基圓壓力角 法，分析了影響瞬時嚙合效率的因素，進一步完善了空間凸輪機構(gòu)的設(shè) 計理論。 最后，基于上述空間凸輪單側(cè)面加工理論研究結(jié)論，在五坐標(biāo)加工中 心上，成功地加工出了空間凸輪，并應(yīng)用三坐標(biāo)鋇l量機對其進行了廓面檢 測和誤差計算。實驗結(jié)果表明，空間凸輪單側(cè)面加工工藝原理正確、經(jīng)濟 可行。證明了本文所提出的理論的正確性，具有重要的理論意義和實際應(yīng) 用價值。
【圖文】：

凸輪廓面為法向直廓，如圖3一4理，定位段的法向誤差△n=0。心距、，將刀角幾子半徑這樣就刀位“)圖3一5單側(cè)面加工刀具控制作廓面方程一5所示。刀具任意截面(h+氣)內(nèi)，刀具

點處的兩側(cè)，產(chǎn)生向相反方向打滑的現(xiàn)象，從而使接觸面產(chǎn)生不均勻的磨損和撕裂，機構(gòu)的傳動精度和使用壽命降低，在定位段要好些，在分度期間最為嚴(yán)重，如圖4一1、4一2所示。滾子a圖4一1分度段滾子嚙合情況圖4一2定位段滾子嚙合情況現(xiàn)在國內(nèi)生產(chǎn)的弧面分度凸輪機構(gòu)的使用壽命遠遠低于國外的，遠沒達到設(shè)計使用壽命，在運動過程中振動和噪聲較大，主要原因是:(l)凸輪廓面加工的原因。由于不能磨削，凸輪廓面粗糙度大，使用一段時間后，嚙合間隙加大，從而造成振動和噪聲較大;(2)凸輪材料的原因。由于不能磨削，凸輪材料只能選用氮化鋼，精銑后氮化處理，氮化層很薄，，其耐磨和抗疲勞的特性得不到充分發(fā)揮，影響其使用壽命;一47-
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號】：TH112

【引證文獻】

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1 劉興亮;曹巨江;;弧面凸輪的單側(cè)磨削加工研究[J];機械設(shè)計與制造;2009年01期

2 尹明富 ,趙鎮(zhèn)宏 ,于楷;圓柱分度凸輪單側(cè)面加工原理及刀位控制方法研究[J];機械傳動;2004年03期

3 尹明富,趙鎮(zhèn)宏;弧面分度凸輪單側(cè)面加工原理及刀位控制方法研究[J];中國機械工程;2005年02期

4 王紅敏;;基于三坐標(biāo)測量機的凸輪測量技術(shù)研究[J];制造技術(shù)與機床;2009年09期

5 王紅敏;;三坐標(biāo)測量機測頭半徑補償技術(shù)及應(yīng)用[J];制造技術(shù)與機床;2010年06期

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1 陳俊華;擺動從動件空間凸輪設(shè)計及非等徑加工研究[D];南昌大學(xué);2011年

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本文編號：2703315