本文關鍵詞：精密軸系回轉(zhuǎn)精度幾何建模與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：精密軸系是精密主軸系統(tǒng)的簡稱,是數(shù)控機床及精密測量儀器的重要組成部件之一。精密軸系的回轉(zhuǎn)精度決定了機器、設備的性能及價值,隨著超精密加工技術及測控技術的發(fā)展,要求精密軸系具有更高的回轉(zhuǎn)精度,對精密軸系的回轉(zhuǎn)精度進行建模與分析是軸系精度設計過程中必不可少的一步,對提高精密軸系精度具有重要意義。本文以精密軸系結構為研究對象,提出了基于矢量表示的零件幾何特征精度建模方法,建立了靜態(tài)聯(lián)接結構幾何誤差映射的有限元分析模型和軸承-軸系回轉(zhuǎn)精度分析模型。以光電編碼器軸系結構為例,建立了軸系回轉(zhuǎn)精度的矢量表示模型并對其進行精度分析。(1)對幾何特征精度模型中的特性矢量作出定義,建立平面要素、圓柱面要素的形狀公差、方向公差和位置公差的矢量表示及公差約束不等式。簡述了精度模型中的坐標變換并分別建立了精密軸系結構中轉(zhuǎn)軸與軸套的幾何精度模型。(2)對精密軸系結構中的靜態(tài)聯(lián)接結構進行分析,建立描述圓柱面、圓環(huán)平面幾何形狀的矢量方程。建立靜態(tài)聯(lián)接結構幾何誤差映射分析的有限元模型,并采用節(jié)點偏移法模擬零件表面的幾何誤差,研究轉(zhuǎn)軸與軸承內(nèi)圈的過盈聯(lián)接結構及安裝定位面與軸承端面的平面聯(lián)接結構對軸承溝道的幾何誤差映射。以深溝球軸承溝道各軸向截面最小二乘擬合輪廓的曲率中心及曲率半徑表述溝道的幾何形狀,并提出了溝道形狀誤差的評定方法。研究分析了不同的軸承裝配參數(shù)對軸承溝道映射誤差的影響關系。(3)以深溝球軸承為研究對象,分析軸承回轉(zhuǎn)精度的影響因素并介紹了軸承回轉(zhuǎn)過程中的運動幾何關系。從深溝球軸承內(nèi)部滾珠與內(nèi)外圈溝道的接觸狀態(tài)入手,考慮軸承元件的幾何誤差及內(nèi)部結構參數(shù),建立軸承回轉(zhuǎn)精度分析模型。分析研究不同影響因素對軸承回轉(zhuǎn)精度的影響,并建立表征軸系回轉(zhuǎn)精度的坐標變換矩陣。(4)簡要介紹了光電編碼器及其原理,建立了光電編碼器軸系回轉(zhuǎn)精度的矢量表示模型。以軸系零件設計精度為基礎,利用蒙特卡羅模擬法對裝配后軸系回轉(zhuǎn)精度進行分析,并研究關鍵幾何特征誤差對軸系精度的影響系數(shù)。
【關鍵詞】：精密軸系 幾何精度建模 誤差映射 精度分析
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG659;TH703
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 課題背景及研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究綜述10-12
• 1.2.1 軸系回轉(zhuǎn)精度的理論研究10
• 1.2.2 軸系回轉(zhuǎn)精度測試方法的研究10-11
• 1.2.3 軸系回轉(zhuǎn)精度建模方法的研究11-12
• 1.3 本文的研究工作12
• 1.4 本章小結12-13
• 2 軸系零件幾何精度建模13-26
• 2.1 幾何特征精度建模13-20
• 2.1.1 空間幾何要素的表示13-15
• 2.1.2 平面要素的幾何精度建模15-17
• 2.1.3 圓柱面要素的幾何精度建模17-20
• 2.2 零件幾何精度建模20-25
• 2.2.1 幾何精度模型中的坐標變換20-21
• 2.2.2 轉(zhuǎn)軸的幾何精度建模21-23
• 2.2.3 軸套的幾何精度建模23-25
• 2.3 本章小結25-26
• 3 軸系靜態(tài)聯(lián)接結構幾何誤差映射分析26-41
• 3.1 靜態(tài)聯(lián)接面幾何形狀的表示26-29
• 3.1.1 圓柱面幾何形狀的表示26-28
• 3.1.2 圓環(huán)平面幾何形狀的表示28-29
• 3.2 靜態(tài)聯(lián)接結構的有限元建模29-32
• 3.2.1 有限元節(jié)點偏移法29
• 3.2.2 過盈聯(lián)接的有限元分析29-31
• 3.2.3 軸系靜態(tài)聯(lián)接結構有限元建模31-32
• 3.3 深溝球軸承溝道幾何精度32-34
• 3.3.1 軸承溝道幾何形狀描述32-33
• 3.3.2 軸承溝道幾何精度評定33-34
• 3.4 裝配參數(shù)對幾何誤差映射的影響34-39
• 3.4.1 過盈量與映射誤差之間的關系34-35
• 3.4.2 軸承安裝預緊力及定位面幾何誤差對映射誤差的影響35-37
• 3.4.3 軸承安裝面形狀誤差與映射誤差之間的關系37-39
• 3.5 本章小結39-41
• 4 軸承-軸系回轉(zhuǎn)精度模型建立41-52
• 4.1 軸承回轉(zhuǎn)精度的影響因素41
• 4.2 深溝球軸承回轉(zhuǎn)精度模型41-47
• 4.2.1 深溝球軸承的運動幾何關系42-43
• 4.2.2 滾珠與溝道之間的距離43-45
• 4.2.3 軸承內(nèi)圈方位姿態(tài)確定45-47
• 4.3 軸承回轉(zhuǎn)精度的影響分析47-49
• 4.3.1 溝道形狀誤差對回轉(zhuǎn)精度的影響47-48
• 4.3.2 軸承滾珠數(shù)目對回轉(zhuǎn)精度的影響48-49
• 4.3.3 軸承游隙對回轉(zhuǎn)精度的影響49
• 4.4 軸系回轉(zhuǎn)精度的坐標變換矩陣49-51
• 4.5 本章小結51-52
• 5 光電編碼器軸系回轉(zhuǎn)精度建模與分析52-63
• 5.1 光電編碼器簡介52-53
• 5.2 光電編碼器軸系回轉(zhuǎn)精度建模53-57
• 5.2.1 軸系回轉(zhuǎn)精度的概念53
• 5.2.2 軸系回轉(zhuǎn)精度模型的建立53-56
• 5.2.3 光電編碼器軸系回轉(zhuǎn)精度的表示模型56-57
• 5.3 光電編碼器軸系回轉(zhuǎn)精度分析57-62
• 5.3.1 蒙特卡羅的精度分析57-58
• 5.3.2 編碼器軸系回轉(zhuǎn)精度分析58-60
• 5.3.3 幾何特征精度對軸系精度的影響60-62
• 5.4 本章小結62-63
• 結論63-64
• 參考文獻64-66
• 攻讀碩士學位間發(fā)表學術論文情況66-67
• 致謝67-68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 馬宏;;精密軸系的回轉(zhuǎn)精度[J];長春光學精密機械學院學報;1983年04期

2 楊將新，，吳昭同;機械加工成本──公差建模技術的研究[J];浙江大學學報(自然科學版);1996年05期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 徐旭松;基于新一代GPS的功能公差設計理論與方法研究[D];浙江大學;2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 魏坤;機床主軸回轉(zhuǎn)精度的數(shù)字化建模與分析方法[D];重慶理工大學;2013年

  本文關鍵詞：精密軸系回轉(zhuǎn)精度幾何建模與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：305888