蜗轮蜗杆驱动转台的结构可靠性设计及结合部参数识别

发布时间：2017-06-05 19:13

  本文关键词：蜗轮蜗杆驱动转台的结构可靠性设计及结合部参数识别，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：作为机床的重要组成部件,转台起着固定和支撑试件的作用,同时进行直线和回转运动以配合刀具进行复杂形状的加工。回转系统传动链是否可靠将直接影响转台回转运动,进而影响机床的加工：另一方面转台结构中含有大量的结合部,这些结合部对转台结构的动态性能产生较大的影响,因此结合部参数的识别为转台结构进行进一步的动态性能分析提供数据。鉴于此本文围绕转台回转系统传动链和转台结合部开展了以下工作：构建了转台回转系统传动链的结构可靠性设计流程。分析了转台回转系统传动链的组成和受力情况,计算了机加工扭矩和转台启动扭矩,选定数值较大的启动扭矩为整个传动链设计的依据,建立了整个转台回转系统传动链的可靠性模型并按照部件重要程度的不同进行可靠度的分配,对传动链中的蜗轮蜗杆副、YRT滚动轴承采用四阶矩法进行可靠度的计算,对螺钉连接按照其参数服从正态分布,进行对称循环应力下的疲劳可靠性设计,对蜗杆支承轴承认为其疲劳特性服从二参数威布尔分布,进行了可靠性设计,按照传动链各部件功能上的串联和并联关系进行了传动链的可靠性预测。对转台结合部的刚度阻尼采用数学模型和实验的方法进行了识别。其中对螺钉结合部采用吉村允孝法进行识别；YRT轴承结合部被视为两个轴向滚子轴承和一个径向轴承的复合体,采用数学模型进行了参数的识别；对滚珠丝杆副结合部采用赫兹接触理论对螺母组件和支承轴承的轴向刚度进行计算。对导轨结合部采用实验的方法进行了识别,其中导轨法向采用频响函数法进行求取,即是通过测量两子结构分离状态下和装配之后的频响函数,然后采用最小二乘法计算得到刚度阻尼值,最小二乘法的运用避免了噪声的干扰；对导轨切向采用动刚度法,按照二自由度模型对导轨切向刚度值进行求取。基于可靠性的应力强度模型对转台回转系统传动链进行了重新设计,对转台回转运动精度可靠性分析奠定了基础；识别出了转台结合部的参数为转台的动态性能分析提供了数据。
【关键词】：转台回转系统传动链 可靠性设计 可靠性预测 结合部参数识别
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG502
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 研究情况11-16
• 1.2.1 机械零部件的可靠性设计11-13
• 1.2.2 机械结构结合部参数识别研究13-16
• 1.3 论文研究内容16-18
• 第2章 蜗轮蜗杆驱动转台的结构可靠性设计18-46
• 2.1 引言18-22
• 2.2 基于四阶矩法的可靠度及灵敏度计算22-25
• 2.3 转台回转传动链可靠性模型的建立及可靠度分配25-26
• 2.4 转台回转传动链的外加载荷分析26-28
• 2.4.1 机加工扭矩均值的计算27
• 2.4.2 启动扭矩均值的计算27-28
• 2.5 传动链的可靠性设计及可靠度预测28-44
• 2.5.1 电动机选型与可靠度计算28
• 2.5.2 联轴器的选型与可靠度计算28
• 2.5.3 蜗轮蜗杆的可靠性设计及灵敏度分析28-36
• 2.5.4 螺钉连接可靠性设计36-38
• 2.5.5 YRT轴承可靠性设计38-39
• 2.5.6 蜗杆支承轴承可靠性设计39-43
• 2.5.7 回转系统的可靠度预测43-44
• 2.6 本章小结44-46
• 第3章 转台结合部的刚度计算46-58
• 3.1 引言46-49
• 3.2 螺钉结合部的刚度计算49-51
• 3.3 YRT轴承结合部刚度计算51-52
• 3.4 滚珠丝杆副结合部刚度计算52-57
• 3.4.1 丝杆轴向刚度53-54
• 3.4.2 螺母组件轴向刚度54-56
• 3.4.3 支撑轴承轴向刚度计算56-57
• 3.5 本章小结57-58
• 第4章 转台结合部参数识别的实验研究58-80
• 4.1 参数识别方法58-69
• 4.1.1 频响函数法59-68
• 4.1.2 动刚度识别法68-69
• 4.2 参数识别实验及结果分析69-77
• 4.2.1 频响函数法结合面法向参数识别69-75
• 4.2.2 动刚度识别法结合面切向参数识别75-77
• 4.3 本章小结77-80
• 第5章 总结与展望80-82
• 致谢82-84
• 参考文献84-92
• 附录1 攻读硕士阶段发表的论文92-94
• 附录294-98
• 附录398

【参考文献】

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本文编号：424438