凸輪開口裝置的數(shù)字化設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、隍壓料技大箏論文題目：凸輪開口裝置的數(shù)字化設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)研究學(xué)科門類：工學(xué)一級(jí)學(xué)科：材料科學(xué)與工程培養(yǎng)單位：機(jī)電工程學(xué)院碩士生：張雙琳導(dǎo)師：葛正浩教授2016年5月凸輪開口裝置的數(shù)字化設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)研究摘要本文通過動(dòng)力學(xué)和精度分析的方法對(duì)共軛凸輪開口機(jī)構(gòu)做了研究，同時(shí)對(duì)共軛凸輪的反求提出了新的方法，并對(duì)諧波運(yùn)動(dòng)規(guī)律的算法做了優(yōu)化，且將此運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)用在了織機(jī)的凸輪設(shè)計(jì)中。本文主要工作有以下幾項(xiàng)內(nèi)容：(1)共軛凸輪的反求與凸輪開口裝置數(shù)字化樣機(jī)

2、的建立。本文介紹了一種共軛凸輪反求的方法，根據(jù)測繪出凸輪廓面數(shù)據(jù)，通過Pro／E建立共軛凸輪機(jī)構(gòu)的三維模并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析，得到反求前從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線。將其無量綱化后得到特征參數(shù)，并采用有控制條件的多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律重新設(shè)計(jì)凸輪。在Pro／E中對(duì)兩者的運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線進(jìn)行比較，通過仿真和試制表明這種反求方法可以有效地提高凸輪開口裝置的動(dòng)態(tài)性能，現(xiàn)已大批量生產(chǎn)應(yīng)用。根據(jù)凸輪開口裝置的二維圖紙，利用Pro／E建立了開口裝置的數(shù)字化模型，為后續(xù)的研

3、究打好基礎(chǔ)。(2)對(duì)單自由度共軛凸輪開口機(jī)構(gòu)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析。先對(duì)開口機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行了靜態(tài)動(dòng)力學(xué)求解，建立了拉格朗日動(dòng)力學(xué)方程。利用動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析，其結(jié)果表明驗(yàn)證了凸輪反求的成功性。(3)從微分法和概率論出發(fā)，對(duì)凸輪開口機(jī)構(gòu)進(jìn)行了精度分析。建立了凸輪開口機(jī)構(gòu)的誤差模型，對(duì)擺臂的輸出誤差進(jìn)行了分析，并提出了控制的方法。通過分析得到了初始角、輸入角和各桿長誤差對(duì)擺臂輸出的影響關(guān)系，同

4、時(shí)也指出輸入角和初始角是影響機(jī)構(gòu)誤差的最大因素。此結(jié)論可直接應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，并對(duì)此機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)指明了方向。(4)對(duì)諧波運(yùn)動(dòng)規(guī)律的算法進(jìn)行了優(yōu)化。通過對(duì)諧波運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)凸輪時(shí)停留誤差的大小與最大加速度之間的關(guān)系的研究，表明增大停留誤差可有效地降低最大加速度。提出了一種通過增加停留誤差來降低最大加速度的方法，并給出了對(duì)比證明。最后將諧波運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)用在織機(jī)的凸輪設(shè)計(jì)中，通過和其他運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)的凸輪做比較，發(fā)現(xiàn)運(yùn)用諧波運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)的凸輪在最