含間隙弧面分度凸輪機構(gòu)的動力學(xué)研究.pdf

1、該論文對自動機械中廣泛應(yīng)用的弧面分度凸輪機構(gòu)的動力學(xué)問題進行了比較深入的研 究.文中系統(tǒng)地分析了考慮間隙、彈性、電機特性等因素的分度凸輪機構(gòu)的動力學(xué)模型的建立和求解方法,研究了這些因素對機構(gòu)動態(tài)性能的影響,探討了分度凸輪機構(gòu)的模態(tài)特點和振動響應(yīng)的抑制方法,得到了一些重要的結(jié)論.該論文首先分析了含間隙簡單機械系統(tǒng)的動力學(xué)響應(yīng).研究了在無激勵和有激勵情況下的含間隙機械系統(tǒng)的響應(yīng)特點及參數(shù)的影響,推廣了相平面概念,提出了兩種新的相圖:位移-加

2、速度相力和速度-加速度相圖.在該文的這一部分還提出了一種分含間隙機械系統(tǒng)穩(wěn)定性的新方法.考慮系統(tǒng)中電機特性、輸入和輸出的扭轉(zhuǎn)彈性、弧面分度凸輪機構(gòu)的間隙和輸入環(huán)節(jié)的間隙等因素.用拉格日方程建立了弧面分度凸輪系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)動力學(xué)模型.在此基礎(chǔ)上,用多體動力學(xué)理論建立了考慮分度盤軸和凸輪軸的彎曲振動和軸向振動的精細動力學(xué)模型.同時,將這一模型推廣到平行分度凸輪機構(gòu)和圓柱分度凸輪機構(gòu)中,并指出它們性能的差異與它們結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系.利用GEAR方法對

3、上述模型進行了求解.通過對扭轉(zhuǎn)動力學(xué)模型的計算還對以下問題進行了研究;間隙造成的橫越?jīng)_擊的表現(xiàn);預(yù)緊的存在對響應(yīng)的影響;間隙的存在對有廓形誤差的凸輪機構(gòu)的動力學(xué)響應(yīng)的影響;分度盤軸的剛度和載荷盤慣量對含間隙分度凸輪機構(gòu)響應(yīng)的影響;電機特性對轉(zhuǎn)速波動和扭矩波動的影響等等.此外,該文建立了分度凸輪機構(gòu)的各種常用凸輪曲線在含間隙情況下的動力學(xué)響應(yīng)譜,該文還對一些常用曲線的動力補償曲線進行了研究,作出了它們的動力學(xué)響應(yīng)譜并提供了用輸入轉(zhuǎn)速函數(shù)實

4、現(xiàn)補償曲線的方法.該論文還對分度凸輪機構(gòu)扭轉(zhuǎn)動力學(xué)模型的模態(tài)進行了分析.分析了二自由度模型的固有頻率的振型隨參數(shù)的變化規(guī)律,指出了在不同模態(tài)下參數(shù)配置應(yīng)當(dāng)遵循的準則.同時,該文通過分析六自由度的扭轉(zhuǎn)模型的模態(tài),得出弧面分度凸輪機構(gòu)在一個周期不同時刻的一階固有頻率的變化情況,從模態(tài)分析的結(jié)果可對看到在分度段系統(tǒng)的一階頻率要比停歇面低,而且在停歇段輸入由和輸出軸之間的扭轉(zhuǎn)振動是不耦合的.該文還對分度凸輪機構(gòu)的能控性和能控程度在理論上進行了探