钢带长距离传动的刚柔耦合动力学研究

发布时间：2017-12-25 16:27

  本文关键词：钢带长距离传动的刚柔耦合动力学研究　出处：《杭州电子科技大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：钢带传动作为摩擦传动的一种,已被应用于多种领域,如食品输送、精密机械、印刷、农机、焊接机器人等。钢带短距离传动时,已达到较高传动精度,然而,长距离传动时依然存在诸多问题,其传动优势未得到充分体现,尤其在大中心距的承载精密传动方面。为此,本文从工程应用实际出发,分析钢带长距离传动的理论,结合仿真及实验,研究其长距离精密传动特性。本文首先从欧拉公式出发,研究了钢带长距离传动的力学理论,分析了钢带传动过程中的预紧力、弯曲应力、滑动率及传动精度等参数的计算方法。然后采用刚柔耦合系统动力学分析方法,结合动力学建模理论,建立了钢带长距离传动数学模型,包括刚性轮模型和柔性带模型,通过分析数学模型得到传动系统的刚柔耦合动力学方程,为后续刚柔耦合动力学仿真提供基础。在理论研究的基础上,利用Solid Edge建模,导入多体动力学软件RecurDyn中,经处理及分析设定合理的动力学参数,建立中心距为4.5m的刚柔耦合动力学分析模型。分别分析了钢带传动在负载为0N?mm、5000N?mm、10000N?mm、15000N?mm、20000N?mm、25000N?mm、30000N?mm时钢带的最佳预紧力,传动系统的传动精度和钢带的应力,得到了预紧力与负载、传动精度与负载、钢带应力与负载的特性曲线。研究表明,钢带长距离传动时可实现一定载荷、高精度的传动,且预紧力和钢带应力与负载呈正比关系,传动精度与负载呈反比关系。为验证仿真结果,搭建了一套大中心距钢带传动试验平台,它具有中心距可调、速度可调、负载可调可测、预紧力可调可测、传动精度可测等功能。同时,运用AT89C52单片机及相应的数据采集传感器开发了一套实时检测系统,对带轮转速、预紧力及动态负载等参数进行在线检测。从实验出发对钢带长距离传动的预紧力与负载关系、传动精度、钢带应变和应力等特性进行研究。通过实验结果与仿真结果的对比分析,得到了钢带长距离传动系统的有效预紧力拟合函数,验明了钢带长距离传动的一些动力学参数与特性,并利用实验结果修正刚柔耦合动力学分析模型。本文研究成果有利于钢带长距离传动刚柔耦合动力学分析的参数识别,并为其应用提供理论及实验指导。
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH132.2

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本文编号：1333576