空間分度凸輪機(jī)構(gòu)的可預(yù)控彈性點(diǎn)嚙合研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對(duì)空間凸輪機(jī)構(gòu)在精密間歇分度運(yùn)動(dòng)上對(duì)高速高精度、強(qiáng)度、可靠性等方面提出的更高要求。本論文針對(duì)以空間凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副的凸輪和從動(dòng)件滾子兩個(gè)方面為研究對(duì)象，從工程實(shí)際出發(fā)，對(duì)空間凸輪機(jī)構(gòu)的嚙合傳動(dòng)特性進(jìn)行了研究。在空間分度凸輪機(jī)構(gòu)的線嚙合特性分析的基礎(chǔ)上，考慮到高副機(jī)構(gòu)線嚙合方式對(duì)因制造、裝配、預(yù)緊等產(chǎn)生的位置誤差十分敏感，導(dǎo)致分度精度和使用壽命達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，廓面磨損嚴(yán)重的缺陷，提出了可預(yù)控點(diǎn)嚙合彈性空間凸輪機(jī)構(gòu)的概念。

2、 可預(yù)控點(diǎn)嚙合彈性空間凸輪機(jī)構(gòu)突破了空間凸輪是剛性的假設(shè)，充分考慮到彈性變形對(duì)空間凸輪機(jī)構(gòu)嚙合傳動(dòng)性能的影響。通過對(duì)滾子曲面的主動(dòng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了空間凸輪機(jī)構(gòu)的可預(yù)控點(diǎn)嚙合傳動(dòng)。由于預(yù)緊力和負(fù)載的作用，凸輪和滾子在接觸點(diǎn)的局部區(qū)域內(nèi)，會(huì)產(chǎn)生微小的接觸彈性變形和接觸應(yīng)力，實(shí)際情況是面嚙合。 基于空間曲面共軛原理和回轉(zhuǎn)變換張量建立了空間凸輪的通用數(shù)學(xué)模型，可以方便的求解各種繞相互垂直而不相交的軸作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的共軛曲面問題。對(duì)具體的空間凸輪

3、機(jī)構(gòu)的參數(shù)進(jìn)行了討論。對(duì)接觸線的分布和線嚙合的嚙合特性進(jìn)行了深入地分析，指出了線嚙合方式的缺陷。 重點(diǎn)研究了參數(shù)化的統(tǒng)一滾子曲面模型，以方便可預(yù)控點(diǎn)嚙合彈性空間凸輪機(jī)構(gòu)的滾子從動(dòng)件曲面的主動(dòng)設(shè)計(jì)。將圓柱滾子、圓錐滾子、鼓型滾子、球錐滾子、球滾子等各種滾子曲面統(tǒng)一為一個(gè)數(shù)學(xué)模型，對(duì)統(tǒng)一滾子曲面模型的參數(shù)進(jìn)行了討論。為實(shí)現(xiàn)凸輪曲面點(diǎn)嚙合與傳統(tǒng)線嚙合理論的銜接，提出了當(dāng)量滾子的概念，給出了實(shí)際滾子與當(dāng)量滾子的曲面關(guān)系，建立當(dāng)量滾子數(shù)學(xué)

4、模型。以當(dāng)量滾子為被包絡(luò)面，用微分幾何包絡(luò)理論推導(dǎo)出凸輪廓面方程。 詳細(xì)研究了空間凸輪機(jī)構(gòu)的點(diǎn)嚙合特性及性能預(yù)控。分析了可預(yù)控點(diǎn)嚙合彈性空間凸輪機(jī)構(gòu)的主曲率、主方向，滾子曲面各個(gè)參數(shù)對(duì)機(jī)構(gòu)壓力角影響，點(diǎn)嚙合空間凸輪機(jī)構(gòu)的受力情況以及點(diǎn)嚙合空間凸輪機(jī)構(gòu)的彈性接觸。利用彈性體點(diǎn)接觸理論對(duì)空間凸輪的點(diǎn)嚙合接觸分析和強(qiáng)度校核進(jìn)行了計(jì)算推導(dǎo)。 采用C++語言編寫了點(diǎn)嚙合空間凸輪機(jī)構(gòu)廓面的通用程序，并基于Pro/ENGINEER軟件