發(fā)布時(shí)間：2018-07-29 06:57

【摘要】：隨著自動(dòng)化生產(chǎn)線在智能制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用,其整機(jī)平穩(wěn)性對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的影響日益顯著。推進(jìn)機(jī)(又稱送料機(jī))作為自動(dòng)化生產(chǎn)線的重要組成部分,其運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性直接影響整機(jī)性能。本文以某膠囊自動(dòng)化生產(chǎn)線的推進(jìn)機(jī)為研究對(duì)象,綜合考慮機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)特性與齒輪嚙合特性對(duì)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能的影響,以提高機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性為目標(biāo),提出將NSGA-Ⅱ遺傳算法應(yīng)用于齒輪連桿機(jī)構(gòu)的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)中。同時(shí),探討了齒廓修形參數(shù)對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性的影響。論文主要工作及結(jié)論如下:首先,根據(jù)推進(jìn)機(jī)的工作要求,采用曲柄齒輪齒條機(jī)構(gòu)作為推進(jìn)機(jī)的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu),在不改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的情況下,實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的自動(dòng)換向與長(zhǎng)距離輸送功能;針對(duì)曲柄齒輪齒條機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),在考慮機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)特性與齒輪嚙合特性的基礎(chǔ)上,以齒輪擺角、角加速度和齒輪齒條重合度作為優(yōu)化目標(biāo),建立了機(jī)構(gòu)的多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型;并利用NSGA-Ⅱ遺傳算法對(duì)該模型進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化,得到一個(gè)Pareto最優(yōu)解集,進(jìn)而確定了一組最優(yōu)設(shè)計(jì)方案;基于Matlab仿真軟件對(duì)優(yōu)化前后機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:在保證機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)的前提下,優(yōu)化后機(jī)構(gòu)的齒輪擺角由優(yōu)化前的7.365 rad增至9.875 rad,提高了該機(jī)構(gòu)作長(zhǎng)行程往復(fù)運(yùn)動(dòng)的能力。其次,結(jié)合ANSYS有限元技術(shù)與ADAMS虛擬樣機(jī)技術(shù),對(duì)優(yōu)化后的機(jī)構(gòu)進(jìn)行了剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)仿真分析;基于有限元接觸分析確定了齒輪的最大修形量,并提出了長(zhǎng)修形與短修形兩種修形方案;然后從動(dòng)力學(xué)與靜力學(xué)角度出發(fā),分析和探討了齒輪在不同載荷工況下,兩種修形方案對(duì)其傳動(dòng)特性的影響。結(jié)果表明:本文機(jī)構(gòu)中的齒輪更適合采用短修形方案,其修形長(zhǎng)度為1 mm,修形量為0.02 mm,修形后齒輪的嚙合沖擊得到明顯改善,提高了機(jī)構(gòu)的整體平穩(wěn)性。最后,對(duì)齒輪座固有頻率、輸出軸靜力學(xué)特性以及推送過程的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性進(jìn)行了分析,并對(duì)比了定速推送、優(yōu)化前推進(jìn)機(jī)推送和優(yōu)化后推進(jìn)機(jī)推送時(shí),推爪與模條在初始時(shí)刻的接觸情況,以此驗(yàn)證推進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)的合理性。結(jié)果表明:優(yōu)化后的推進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)能保證安全承載,且具有加速穩(wěn)定、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)及推送初始時(shí)刻瞬時(shí)沖擊力小等優(yōu)點(diǎn),滿足自動(dòng)化設(shè)備的工作要求。綜上所述,本文針對(duì)推進(jìn)機(jī)的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu),從尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)與齒廓修形兩方面進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn),提高了機(jī)構(gòu)的整體平穩(wěn)性,減小了振動(dòng)沖擊。結(jié)論可為齒輪-連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研究提供理論參考依據(jù)。
[Abstract]:With the wide application of automatic production line in intelligent manufacturing industry, the influence of machine stability on product quality is becoming more and more significant. As an important part of automatic production line, propulsion machine (also called feed machine) has a direct impact on the performance of the whole machine. In this paper, taking the propulsion machine of a capsule automatic production line as the research object, the effect of kinematics and gear meshing characteristics on the transmission performance of the mechanism is considered synthetically, and the aim is to improve the kinematic stability of the mechanism. NSGA- 鈪，

本文編號(hào)：2151885