鋼球表面展開機(jī)構(gòu)建模與仿真研究.pdf

1、目前，機(jī)械行業(yè)正朝著高速度、高精度和高質(zhì)量的方向發(fā)展，軸承作為機(jī)械行業(yè)重要的基礎(chǔ)部件，其作用顯得更加突出。鋼球作為軸承的滾動(dòng)體，其質(zhì)量直接影響了軸承的運(yùn)動(dòng)精度、動(dòng)態(tài)性能和使用壽命。在對(duì)鋼球表面質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的過程中，鋼球的球形特點(diǎn)嚴(yán)重影響了對(duì)鋼球表面缺陷的全面檢測(cè)，如何將鋼球表面合理高效的展開在檢測(cè)儀下是迫切需要解決的問題。因此，本文對(duì)單驅(qū)動(dòng)鋼球表面展開機(jī)構(gòu)、單驅(qū)動(dòng)展開機(jī)構(gòu)鋼球表面展開軌跡和單驅(qū)動(dòng)展開機(jī)構(gòu)展開過程中鋼球的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了深

2、入的研究，并制造了展開機(jī)構(gòu)模型，搭建了鋼球表面缺陷檢測(cè)試驗(yàn)樣機(jī)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。
　　 單驅(qū)動(dòng)鋼球表面展開機(jī)構(gòu)的理論研究是從力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系入手，分析展開機(jī)構(gòu)中展開輪的展開原理和展開過程中鋼球的角速度變化;分析了不同結(jié)構(gòu)的展開輪對(duì)鋼球表面展開的影響。對(duì)鋼球表面展開軌跡進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)分析，建立了鋼球表面展開軌跡數(shù)學(xué)模型;對(duì)展開機(jī)構(gòu)的配套系統(tǒng):送球機(jī)構(gòu)、分球機(jī)構(gòu)和進(jìn)料箱進(jìn)行了設(shè)計(jì)和分析。
　　 運(yùn)用MATLAB仿真軟件對(duì)單驅(qū)動(dòng)鋼球表

3、面展開機(jī)構(gòu)中鋼球的展開過程進(jìn)行了仿真分析和研究。根據(jù)建立的鋼球表面展開過程運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)學(xué)模型，編制M文件，對(duì)鋼球表面展開軌跡進(jìn)行仿真，得出了展開機(jī)構(gòu)能夠?qū)撉虮砻嬲归_的結(jié)論。結(jié)合光纖傳感器檢測(cè)原理計(jì)算了鋼球表面缺陷檢測(cè)過程中鋼球表面不會(huì)出現(xiàn)檢測(cè)死區(qū)的條件，即鋼球表面遍歷的條件。利用仿真結(jié)果和展開過程運(yùn)動(dòng)關(guān)系，給出了一定轉(zhuǎn)速下不同直徑鋼球表面完全展開且不會(huì)出現(xiàn)死區(qū)的條件。根據(jù)展開原理和光纖傳感器檢測(cè)原理計(jì)算了鋼球表面檢測(cè)過程中的重復(fù)率，并給

4、出了最小重復(fù)率條件。
　　 利用CATIA三維軟件建立了單驅(qū)動(dòng)鋼球表面展開機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，根?jù)展開輪原理設(shè)計(jì)了適合3mm-8mm直徑鋼球展開用的展開輪，運(yùn)用ADMAS仿真軟件對(duì)展開機(jī)構(gòu)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真。模擬了鋼球展開過程并分析了展開機(jī)構(gòu)中展開輪、驅(qū)動(dòng)輪、壓緊輪和鋼球在展開過程中的受力變化過程和運(yùn)動(dòng)變化過程;分析了鋼球在展開過程中的振動(dòng)變化，優(yōu)化了展開機(jī)構(gòu)的各個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù);繪制了鋼球展開過程中展開機(jī)構(gòu)各個(gè)部分受力變化和位移變化曲線。<