用于数控加工中心的弧面凸轮的理论研究

发布时间：2017-05-05 20:14

  本文关键词：用于数控加工中心的弧面凸轮的理论研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：弧面分度凸轮机构是一种用于两垂直交错轴间的间歇分度步进传动机构。由于定位精度高、可靠性好等特点,弧面分度凸轮机构被广泛应用于各种自动机械上,例如传送机械、机床、压力机送料装置以及装配系统等等。弧面分度凸轮的工作廓面是空间不可展曲面,很难用常规的方法进行测绘,也不能用展开成平面廓线的方法进行设计,因此其设计和制造都比较复杂,在一定程度上限制了其发展。论文首先在空间啮合理论的基础上,采用坐标变换法推导出弧面分度凸轮的工作廓面方程、啮合方程和压力角计算公式,并对弧面分度凸轮的啮合特性进行了深入的分析研究,对判断曲面能否正确啮合的依据如根切界限方程、啮合界限方程、诱导主曲率进行推导,并给出算例。对弧面分度凸轮的轴向齿形和法向齿形进行了分析,得出了弧面分度凸轮工作廓面与轴截面和法截面的交线均为曲线的结论。通过对弧面分度凸轮加工中的廓面误差原因的分析,对弧面分度凸轮加工中的各单项误差的计算建立数学模型。文章对弧面分度凸轮的刀位补偿加工法进行了重点的介绍,推导出刀位补偿法加工时理论误差的计算公式,并用matlab编程计算了用刀位补偿法加工ATC 用弧面凸轮时的理论误差以及当给定最大理论误差时,允许使用的最大刀具半径。最后用Pro/E 进行弧面分度凸轮的三维设计,以Visual C++为计算工具,应用Pro/Engineer 强大的曲面造型功能设计出弧面分度凸轮的工作廓面。通过与实物对比,证实了该弧面分度凸轮的设计计算及其三维CAD 仿真都是正确的。
【关键词】：弧面分度凸轮 啮合特性 Pro/Engineer 曲面造型 三维设计
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 弧面分度凸轮机构的发展9-10
• 1.2 弧面分度机构的研究现状10-12
• 1.2.1 国外及台湾的研究情况10
• 1.2.2 国内的研究情况10-12
• 1.3 弧面分度凸轮的研究展望12-13
• 1.4 课题来源及意义13-15
• 1.4.1 课题来源13
• 1.4.2 课题研究的背景13-14
• 1.4.3 课题研究的意义14-15
• 第2章 弧面分度凸轮的曲面设计及啮合特性15-39
• 2.1 弧面分度凸轮机构的结构形式及工作原理15-16
• 2.2 弧面分度凸轮的主要运动参数和几何尺寸16-17
• 2.2.1 弧面分度凸轮的主要运动参数16
• 2.2.2 弧面分度凸轮的几何参数16-17
• 2.3 弧面分度凸轮工作廓面的设计17-21
• 2.3.1 共轭曲面17-18
• 2.3.2 坐标系的选取18-19
• 2.3.3 弧面分度凸轮的曲面方程19-21
• 2.4 弧面分度凸轮机构的啮合方程21-23
• 2.4.1 啮合点的相对速度21-22
• 2.4.2 啮合点的公法线22-23
• 2.5 弧面分度凸轮机构的压力角23-27
• 2.5.1 压力角的定义及计算公式23-24
• 2.5.2 最大压力角24
• 2.5.3 实例计算24-27
• 2.6 弧面分度凸轮机构的两类界限线和法曲率27-33
• 2.6.1 共轭的界限条件27-30
• 2.6.2 诱导主曲率30-31
• 2.6.3 计算实例31-33
• 2.7 弧面分度凸轮的轴向齿形和法向齿形33-38
• 2.7.1 弧面分度凸轮的轴向齿形33-35
• 2.7.2 弧面分度凸轮的法向齿形35-38
• 2.8 本章小结38-39
• 第3章 弧面分度凸轮机构的运动规律39-50
• 3.1 分度凸轮机构常用的运动规律特点39-40
• 3.2 弧面分度凸轮机构运动规律的选择40-49
• 3.2.1 余弦加速度运动规律41
• 3.2.2 正弦加速度运动规律41-42
• 3.2.3 五次多项式运动规律42-43
• 3.2.4 修正等速运动规律43-44
• 3.2.5 修正梯形加速度运动规律44-46
• 3.2.6 修正正弦加速度运动规律46-49
• 3.3 本章小结49-50
• 第4章 弧面分度凸轮机构的误差分析50-63
• 4.1 弧面分度凸轮加工方法简介50-51
• 4.2 误差来源51
• 4.3 弧面分度凸轮加工中各单项误差的分析51-55
• 4.3.1 刀具摆角误差51-55
• 4.3.2 中心距误差和刀具半径误差55
• 4.4 刀位补偿加工时的误差55-62
• 4.4.1 刀位补偿加工法介绍55-56
• 4.4.2 刀位补偿加工时的误差计算56-59
• 4.4.3 Matlab软件简介59-60
• 4.4.4 计算实例60-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第5章 弧面分度凸轮的三维 CAD63-73
• 5.1 Pro/E 软件介绍63-64
• 5.2 Pro/E 曲面造型功能64-66
• 5.2.1 基本曲面造型64-65
• 5.2.2 高级曲面造型65
• 5.2.3 自由曲面造型65-66
• 5.2.4 曲面的修改与编辑66
• 5.3 弧面分度凸轮工作廓面的曲面造型66-71
• 5.3.1 数据文件的生成67-68
• 5.3.2 计算实例68-71
• 5.4 本章小结71-73
• 结论73-75
• 参考文献75-78
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文78-79
• 致谢79

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 李丙才;吴小伟;杨青年;;弧面分度凸轮的实体造型及数控加工[J];兰州理工大学学报;2008年03期

2 杨冬香;阳大志;;基于不同滚子从动件类型的弧面凸轮CAD集成系统开发[J];机电工程技术;2009年06期

3 杨冬香;胡自化;徐宏;孔马斌;张平;;基于数据采样的弧面凸轮自适应直接插补算法[J];机械科学与技术;2008年03期

4 胡自化;杨冬香;徐宏;孔马斌;;弧面凸轮多轴数控加工编程系统的研究[J];湘潭大学自然科学学报;2007年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

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中国硕士学位论文全文数据库 前6条

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4 刘明;弧面分度凸轮机构参数优化设计及其动力学研究[D];大连交通大学;2008年

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6 张丹丹;弧面凸轮式自动换刀装置凸轮机构的设计与研究[D];内蒙古工业大学;2010年

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本文编号：347035