可預(yù)控點嚙合彈性弧面凸輪機構(gòu)的研究.pdf

1、論文分析了傳統(tǒng)弧面凸輪機構(gòu)存在的問題以及新型點嚙合弧面凸輪機構(gòu)的特點,在綜合國內(nèi)外弧面凸輪機構(gòu)研究情況的基礎(chǔ)上,以包裝等自動機械中的弧面凸輪機構(gòu)為研究對象,以提高弧面凸輪機構(gòu)的精度和運動平穩(wěn)性為目的,突破傳統(tǒng)機構(gòu)學(xué)對凸輪機構(gòu)分析和綜合時凸輪和其他構(gòu)件的剛性假設(shè),在考慮弧面凸輪與滾子點嚙合時存在微小彈性接觸變形前提下,以點嚙合理論和彈性有限元理論為基礎(chǔ),對點嚙合弧面凸輪機構(gòu)進行了系統(tǒng)地研究,并對點嚙合弧面凸輪機構(gòu)的設(shè)計方法、應(yīng)用開發(fā)和弧面

2、凸輪制造裝備等問題作了分析歸納。論文建立了點嚙合弧面凸輪機構(gòu)的弧面凸輪工作曲面的基本理論,在線嚙合特性分析的基礎(chǔ)上,提出以滾子修型的方法來實現(xiàn)弧面凸輪機構(gòu)的點嚙合以及當量滾子的概念,建立了弧面凸輪機構(gòu)的通用數(shù)學(xué)模型和點嚙合狀態(tài)下的弧面凸輪廓面方程,重點解決了凸輪工作曲面的包絡(luò)問題,結(jié)果表明凸輪工作曲面并非滾子曲面的包絡(luò),這為嚙合機構(gòu)的曲面分析和弧面凸輪的加工提供了理論基礎(chǔ)。針對不同類型的弧面凸輪機構(gòu)和滾子類型,提出了參數(shù)化的統(tǒng)一滾子曲面

3、的數(shù)學(xué)模型,實現(xiàn)了將各種簡單的滾子曲面統(tǒng)一于球錐滾子模型中,從而為滾子曲面進行點嚙合主動設(shè)計提供了基本數(shù)學(xué)模型,以及最佳曲面配合分析提供理論基礎(chǔ),使得制造過程中的滾子修型技術(shù)理論化和定量化。論文在分析點嚙合弧面凸輪機構(gòu)的載荷及受力分布,嚙合關(guān)系及接觸狀態(tài)的基礎(chǔ)上,研究了點嚙合弧面凸輪機構(gòu)的壓力角、曲率及接觸應(yīng)力問題,給出了相應(yīng)的計算公式；建立了凸輪和滾子嚙合接觸的彈性有限元模型,獲得了點嚙合及線嚙合條件下接觸應(yīng)力和接觸彈性變形的變化規(guī)律

4、；與線嚙合比較,分析了曲率對嚙合關(guān)系及接觸變形的影響規(guī)律,從而得出了在保持兩曲面適當變形量和接觸區(qū)域的前提下的曲率配合參數(shù)。論文對弧面凸輪機構(gòu)的點嚙合區(qū)域、凸輪和滾子曲面結(jié)構(gòu)參數(shù)對嚙合性能的影響、最佳嚙合點位置的選擇、最佳彈性變形的確定、滾子最佳曲面構(gòu)造、承載能力的保證等關(guān)鍵問題進行了系統(tǒng)的研究,形成了點嚙合弧面凸輪機構(gòu)的嚙合區(qū)域和嚙合性能預(yù)控方法。論文在點嚙合弧面凸輪機構(gòu)理論研究的基礎(chǔ)上,建立了可預(yù)控點嚙合弧面凸輪機構(gòu)的設(shè)計方法及計算