基于单侧面加工理论的圆锥滚子弧面分度凸轮机构的研究

发布时间：2017-11-05 22:07

  本文关键词：基于单侧面加工理论的圆锥滚子弧面分度凸轮机构的研究

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【摘要】：弧面分度凸轮机构作为实现间歇分度功能的核心部件在各种自动机械中有着广泛的应用。它虽然脱胎于传统的凸轮机构,但其发展到今天,在设计理论与方法,凸轮体的制造以及工程应用等方面已经很大程度上的区别于传统的凸轮机构,这也正是弧面分度凸轮机构的发展和创新所在。在现代凸轮机构应用场合日益广泛的前提下,弧面分度凸轮机构也需要进行改变,来克服自身的缺点,以适应新的需求。其应用范围已不仅仅局限于低速作为导向机构和控制机构,在中高速场合的应用也越来越多。而在中高速场合中,传统的圆柱滚子弧面分度凸轮机构因其滚子形状设计及加工方法方面存在问题,导致滚子和凸轮廓面磨损严重,分度精度下降,使用成本增加。而国内学者,对这些问题的研究较少,且大多是分块分散进行的,没有对方法步骤进行有效的总结归纳。本论文主要对弧面分度凸轮机构的数学建模、CAD技术、运动学分析及数控加工仿真方面进行了研究。首先应用微分几何理论、矢量数学和空间包络曲面的共轭原理,推导出圆锥滚子弧面凸轮理论工作廓面方程,并对机构的结构参数进行设计。然后用PRO/E软件进行三维仿真建模,而通过建立三维模型及理想运动轨迹曲线去模拟其理想运动可以更直观的发现凸轮设计中存在的问题,找出发生干涉的曲面并对其进行修正,从而使机构更好的实现预期运动。接着应用ADAMS软件对机构的三维模型进行运动仿真,并对从动盘的角位移、角速度及角加速度进行分析,看其是否能够完成预期的运动,以验证方程推导、参数设计及三维建模的正确性。随后,对基于圆锥滚子弧面分度凸轮机构单侧面加工理论的刀位控制方程进行推导,并用MATLAB软件对其加工误差进行分析计算,用以验证其加工方法的可行性。最后,利用Creo软件中的数控加工模块对弧面分度凸轮进行加工仿真,直观的观测加工效果,并生成了用于实际加工的NC代码,最终探索出了一种适用于圆锥滚子弧面分度凸轮数控加工的编程方法。本论文集理论计算、三维建模、运动仿真、单侧面加工、数控加工仿真于一身,步步衔接,实现了圆锥滚子弧面分度凸轮机构设计、制造的一体化。
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH112.2

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本文编号：1146070