滚珠型弧面分度凸轮机构的设计及动力学分析

发布时间：2017-04-09 16:03

  本文关键词：滚珠型弧面分度凸轮机构的设计及动力学分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：基于回转变换张量法和空间啮合理论,结合点啮合处理技术以及球面包络弧面分度凸轮机构的结构特点和工作原理,推导出双圆弧滚道弧面凸轮的廓面方程,给出了双圆弧滚道凸轮压力角及螺旋升角的计算方法,分析和研究了该机构的几何特点、静力学、运动学及动力学特性,提出了一种新型的滚珠型弧面分度凸轮机构,归纳出压力角和螺旋升角与中心距、分度盘回转半径及角速度比之间的影响规律,得出了减小压力角的有效措施。 通过对该机构静力学和运动特性的分析与研究,发现了滚珠的回转运动对润滑性能及摩擦力的影响关系,推导出了凸轮和分度盘的轴向力、径向力和圆周力的计算方法。针对该机构的几何特点,给出了凸轮与滚珠在啮合点的诱导主曲率,为揭示该机构的啮合特性奠定了理论基础。利用Hertz理论,得出了该机构的接触压力的分布规律,总结出接触点处压力角和分度盘回转半径对机构接触特性的影响规律是：接触点处压力角增大则接触应力逐渐减小,分度盘回转半径越小则最大接触应力越小。 基于已建立的双圆弧滚道弧面凸轮的廓面方程,利用现行流行的三维实体建模软件,对其进行三维实体造型。通过实体模型,结合龙格-库塔算法并利用Adams动力学仿真软件建立了机构的虚拟样机模型,有效、直观地进行动态特性的仿真验证。仿真的结果表明：本文所提出的几何特点、运动学、动力学和静力学理论正确,所给出的改进压力角的措施可行,该课题所提出的相关结论具有较好的理论参考价值,该机构具有极好的实际应用意义。
【关键词】：滚珠型弧面分度凸轮 几何特性 动力学 ADAMS仿真
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH112.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 引言14-16
• 1 绪论16-22
• 1.1 课题提出的背景及意义16-17
• 1.2 空间分度凸轮机构的类型17-19
• 1.3 课题研究现状及存在的问题19-21
• 1.3.1 结构设计的研究现状19-20
• 1.3.2 机构的动力学研究现状20-21
• 1.4 主要研究内容21-22
• 2 滚珠型弧面分度凸轮机构的结构几何设计与分析22-38
• 2.1 滚珠型弧面凸轮机构的结构与特点22-25
• 2.1.1 结构介绍22-24
• 2.1.2 结构特点24-25
• 2.2 滚珠型弧面凸轮机构的啮合原理25-29
• 2.2.1 设计参数的确定25
• 2.2.2 机构坐标系的建立25-26
• 2.2.3 建立双圆弧滚道空间廓面方程26-28
• 2.2.4 空间啮合方程28-29
• 2.3 压力角的分析29-32
• 2.3.1 压力角的计算公式29-30
• 2.3.2 结构参数对压力角的影响30-32
• 2.3.3 减小压力角的方法32
• 2.4 螺旋升角的分析32-33
• 2.5 弧面凸轮连续传动机构的三维建模33-36
• 2.5.1 创建空间啮合曲线33-35
• 2.5.2 创建凸轮基体35-36
• 2.5.3 建立凸轮实体36
• 2.6 本章小结36-38
• 3 滚珠运动及机构的接触特性分析38-50
• 3.1 滚珠运动分析38-39
• 3.1.1 啮合点处的相对滑动速度38-39
• 3.1.2 滚珠回转运动分析39
• 3.2 机构受力分析39-41
• 3.3 弧面凸轮的曲率分析41-44
• 3.3.1 弧面凸轮的曲率41-43
• 3.3.2 诱导主曲率43-44
• 3.4 基于赫兹理论的接触特性分析44-48
• 3.4.1 赫兹接触理论44-45
• 3.4.2 接触应力的计算45-46
• 3.4.3 设计参数对接触特性的影响46-48
• 3.5 本章小结48-50
• 4 滚珠弧面分度凸轮机构的动力学分析50-64
• 4.1 滚珠型弧面凸轮机构的动力学特征50-53
• 4.1.1 机构的特征50-51
• 4.1.2 模型假定51-52
• 4.1.3 动力学模型的建立52-53
• 4.2 计算等效参数53-56
• 4.2.1 等效原理53-54
• 4.2.2 等效刚度和等效质量的推导54-56
• 4.2.3 参数计算56
• 4.3 动力学方程求解56-62
• 4.3.1 龙格-库塔算法简介57-58
• 4.3.2 结果与分析58-62
• 4.4 本章小结62-64
• 5 基于ADAMS的机构动态仿真分析64-74
• 5.1 动态仿真分析的意义64-67
• 5.1.1 虚拟样机技术的含义64-65
• 5.1.2 ADAMS软件简介65-67
• 5.2 建立虚拟样机模型67-69
• 5.2.1 建立机构的三维模型67-68
• 5.2.2 定义机构中各零件的属性68
• 5.2.3 创建约束和施加载荷68-69
• 5.3 机构的仿真结果与分析69-72
• 5.3.1 分度盘的运动分析70-71
• 5.3.2 凸轮的受力分析71-72
• 5.4 本章小节72-74
• 结论与展望74-76
• 结论74
• 展望74-76
• 参考文献76-80
• 致谢80-81
• 作者简介及读研期间主要科研成果81

【参考文献】

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本文编号：295595