弧面凸轮加工的廓面误差分析与测量方案设计

发布时间：2017-12-04 23:14

  本文关键词：弧面凸轮加工的廓面误差分析与测量方案设计

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【摘要】：随着机械装备正朝着精密化、自动化和智能化的方向发展,以弧面凸轮机构作为核心部件的自动化机械具有承载能力大、分度精度高、结构紧凑、寿命长等优点,在烟草机械、食品包装机械、自动换刀系统等领域得到广泛应用。但弧面凸轮的廓面属空间不可展曲面,其廓面加工精度、表面加工质量对机构的传动精度有着直接影响,决定了该机构的工作性能。弧面凸轮廓面的复杂性,导致其加工和测量难度都很大,一直是制约弧面凸轮机构广泛应用的一个重要瓶颈。因此,如何实现对弧面凸轮廓面加工误差的有效控制和高效精确测量具有重要的工程应用价值和现实指导意义。为此,本文以弧面凸轮加工的廓面误差分析及廓面误差测量方案设计为对象,综合运用空间曲面共轭啮合原理、牛顿迭代法、矢量分析法、基于误差建模仿真法等理论和方法,利用UG建模、ADMAS仿真、Matlab编程等工具,深入探究了弧面凸轮廓面误差对机构传动精度的综合影响规律及原始误差溯源方法,并应用等距曲面理论设计了一套廓面误差测量方案,具体研究工作如下:1)相关理论研究。运用范成法加工理论、空间曲面共轭啮合原理和坐标变换法,推导了弧面凸轮理论廓面方程和含加工原始误差的实际廓面预测模型,系统阐述了加工工艺系统误差传递原理及误差溯源理论,为后续研究奠定理论基础。2)加工原始误差对弧面凸轮廓面法向误差及机构传动精度的影响分析。运用牛顿迭代法和矢量分析法探究了加工工艺系统误差对廓面法向误差及机构传动精度的影响规律,推导相应的理论分析模型,并利用Matlab进行分析。基于凸轮实际廓面预测模型,利用UG建立弧面凸轮三维误差模型,在ADAMS中进行运动仿真,验证上述两种方法的正确性。3)弧面凸轮廓面加工误差溯源研究。基于全系统误差传递理论,针对弧面凸轮加工系统误差传递“白化”模型,建立了一种基于粒子群算法的误差溯源方法,利用实际凸轮分度曲线坐标数据求得加工系统各项原始误差,并运用Matlab进行实例验证。4)弧面凸轮廓面误差测量装置方案设计。基于以上研究和弧面凸轮等距曲面理论,设计了一套凸轮廓面误差测量装置。通过测量原理分析,完成了测量装置的总体方案和硬件设计,最后应用仿真建模方法对该装置进行可行性验证。综上,本文的研究为弧面凸轮廓面加工误差分析和测量提供了有效理论依据和可行的测量方案。
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.47

【参考文献】

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1 唐学飞;贺炜;刘言松;;一种新的弧面分度凸轮廓面精加工方法[J];制造技术与机床;2009年02期

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本文编号：1252701