滾珠型弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及動(dòng)力學(xué)分析
本文關(guān)鍵詞:滾珠型弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及動(dòng)力學(xué)分析,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:基于回轉(zhuǎn)變換張量法和空間嚙合理論,結(jié)合點(diǎn)嚙合處理技術(shù)以及球面包絡(luò)弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理,推導(dǎo)出雙圓弧滾道弧面凸輪的廓面方程,給出了雙圓弧滾道凸輪壓力角及螺旋升角的計(jì)算方法,分析和研究了該機(jī)構(gòu)的幾何特點(diǎn)、靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)特性,提出了一種新型的滾珠型弧面分度凸輪機(jī)構(gòu),歸納出壓力角和螺旋升角與中心距、分度盤回轉(zhuǎn)半徑及角速度比之間的影響規(guī)律,得出了減小壓力角的有效措施。 通過對(duì)該機(jī)構(gòu)靜力學(xué)和運(yùn)動(dòng)特性的分析與研究,發(fā)現(xiàn)了滾珠的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)潤滑性能及摩擦力的影響關(guān)系,推導(dǎo)出了凸輪和分度盤的軸向力、徑向力和圓周力的計(jì)算方法。針對(duì)該機(jī)構(gòu)的幾何特點(diǎn),給出了凸輪與滾珠在嚙合點(diǎn)的誘導(dǎo)主曲率,為揭示該機(jī)構(gòu)的嚙合特性奠定了理論基礎(chǔ)。利用Hertz理論,得出了該機(jī)構(gòu)的接觸壓力的分布規(guī)律,總結(jié)出接觸點(diǎn)處壓力角和分度盤回轉(zhuǎn)半徑對(duì)機(jī)構(gòu)接觸特性的影響規(guī)律是:接觸點(diǎn)處壓力角增大則接觸應(yīng)力逐漸減小,分度盤回轉(zhuǎn)半徑越小則最大接觸應(yīng)力越小。 基于已建立的雙圓弧滾道弧面凸輪的廓面方程,利用現(xiàn)行流行的三維實(shí)體建模軟件,對(duì)其進(jìn)行三維實(shí)體造型。通過實(shí)體模型,結(jié)合龍格-庫塔算法并利用Adams動(dòng)力學(xué)仿真軟件建立了機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)模型,有效、直觀地進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性的仿真驗(yàn)證。仿真的結(jié)果表明:本文所提出的幾何特點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和靜力學(xué)理論正確,所給出的改進(jìn)壓力角的措施可行,該課題所提出的相關(guān)結(jié)論具有較好的理論參考價(jià)值,該機(jī)構(gòu)具有極好的實(shí)際應(yīng)用意義。
【關(guān)鍵詞】:滾珠型弧面分度凸輪 幾何特性 動(dòng)力學(xué) ADAMS仿真
【學(xué)位授予單位】:安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:TH112.2
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-14
- 引言14-16
- 1 緒論16-22
- 1.1 課題提出的背景及意義16-17
- 1.2 空間分度凸輪機(jī)構(gòu)的類型17-19
- 1.3 課題研究現(xiàn)狀及存在的問題19-21
- 1.3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀19-20
- 1.3.2 機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀20-21
- 1.4 主要研究?jī)?nèi)容21-22
- 2 滾珠型弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)幾何設(shè)計(jì)與分析22-38
- 2.1 滾珠型弧面凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)22-25
- 2.1.1 結(jié)構(gòu)介紹22-24
- 2.1.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)24-25
- 2.2 滾珠型弧面凸輪機(jī)構(gòu)的嚙合原理25-29
- 2.2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定25
- 2.2.2 機(jī)構(gòu)坐標(biāo)系的建立25-26
- 2.2.3 建立雙圓弧滾道空間廓面方程26-28
- 2.2.4 空間嚙合方程28-29
- 2.3 壓力角的分析29-32
- 2.3.1 壓力角的計(jì)算公式29-30
- 2.3.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)壓力角的影響30-32
- 2.3.3 減小壓力角的方法32
- 2.4 螺旋升角的分析32-33
- 2.5 弧面凸輪連續(xù)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的三維建模33-36
- 2.5.1 創(chuàng)建空間嚙合曲線33-35
- 2.5.2 創(chuàng)建凸輪基體35-36
- 2.5.3 建立凸輪實(shí)體36
- 2.6 本章小結(jié)36-38
- 3 滾珠運(yùn)動(dòng)及機(jī)構(gòu)的接觸特性分析38-50
- 3.1 滾珠運(yùn)動(dòng)分析38-39
- 3.1.1 嚙合點(diǎn)處的相對(duì)滑動(dòng)速度38-39
- 3.1.2 滾珠回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分析39
- 3.2 機(jī)構(gòu)受力分析39-41
- 3.3 弧面凸輪的曲率分析41-44
- 3.3.1 弧面凸輪的曲率41-43
- 3.3.2 誘導(dǎo)主曲率43-44
- 3.4 基于赫茲理論的接觸特性分析44-48
- 3.4.1 赫茲接觸理論44-45
- 3.4.2 接觸應(yīng)力的計(jì)算45-46
- 3.4.3 設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)接觸特性的影響46-48
- 3.5 本章小結(jié)48-50
- 4 滾珠弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析50-64
- 4.1 滾珠型弧面凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特征50-53
- 4.1.1 機(jī)構(gòu)的特征50-51
- 4.1.2 模型假定51-52
- 4.1.3 動(dòng)力學(xué)模型的建立52-53
- 4.2 計(jì)算等效參數(shù)53-56
- 4.2.1 等效原理53-54
- 4.2.2 等效剛度和等效質(zhì)量的推導(dǎo)54-56
- 4.2.3 參數(shù)計(jì)算56
- 4.3 動(dòng)力學(xué)方程求解56-62
- 4.3.1 龍格-庫塔算法簡(jiǎn)介57-58
- 4.3.2 結(jié)果與分析58-62
- 4.4 本章小結(jié)62-64
- 5 基于ADAMS的機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)仿真分析64-74
- 5.1 動(dòng)態(tài)仿真分析的意義64-67
- 5.1.1 虛擬樣機(jī)技術(shù)的含義64-65
- 5.1.2 ADAMS軟件簡(jiǎn)介65-67
- 5.2 建立虛擬樣機(jī)模型67-69
- 5.2.1 建立機(jī)構(gòu)的三維模型67-68
- 5.2.2 定義機(jī)構(gòu)中各零件的屬性68
- 5.2.3 創(chuàng)建約束和施加載荷68-69
- 5.3 機(jī)構(gòu)的仿真結(jié)果與分析69-72
- 5.3.1 分度盤的運(yùn)動(dòng)分析70-71
- 5.3.2 凸輪的受力分析71-72
- 5.4 本章小節(jié)72-74
- 結(jié)論與展望74-76
- 結(jié)論74
- 展望74-76
- 參考文獻(xiàn)76-80
- 致謝80-81
- 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果81
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號(hào):295595
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