鋼球表面展開機構建模與仿真研究.pdf

1、目前，機械行業(yè)正朝著高速度、高精度和高質(zhì)量的方向發(fā)展，軸承作為機械行業(yè)重要的基礎部件，其作用顯得更加突出。鋼球作為軸承的滾動體，其質(zhì)量直接影響了軸承的運動精度、動態(tài)性能和使用壽命。在對鋼球表面質(zhì)量進行檢測的過程中，鋼球的球形特點嚴重影響了對鋼球表面缺陷的全面檢測，如何將鋼球表面合理高效的展開在檢測儀下是迫切需要解決的問題。因此，本文對單驅(qū)動鋼球表面展開機構、單驅(qū)動展開機構鋼球表面展開軌跡和單驅(qū)動展開機構展開過程中鋼球的動力學特性進行了深

2、入的研究，并制造了展開機構模型，搭建了鋼球表面缺陷檢測試驗樣機，進行了實驗。
　　 單驅(qū)動鋼球表面展開機構的理論研究是從力學和運動學關系入手，分析展開機構中展開輪的展開原理和展開過程中鋼球的角速度變化;分析了不同結構的展開輪對鋼球表面展開的影響。對鋼球表面展開軌跡進行了運動分析，建立了鋼球表面展開軌跡數(shù)學模型;對展開機構的配套系統(tǒng):送球機構、分球機構和進料箱進行了設計和分析。
　　 運用MATLAB仿真軟件對單驅(qū)動鋼球表

3、面展開機構中鋼球的展開過程進行了仿真分析和研究。根據(jù)建立的鋼球表面展開過程運動軌跡數(shù)學模型，編制M文件，對鋼球表面展開軌跡進行仿真，得出了展開機構能夠?qū)撉虮砻嬲归_的結論。結合光纖傳感器檢測原理計算了鋼球表面缺陷檢測過程中鋼球表面不會出現(xiàn)檢測死區(qū)的條件，即鋼球表面遍歷的條件。利用仿真結果和展開過程運動關系，給出了一定轉(zhuǎn)速下不同直徑鋼球表面完全展開且不會出現(xiàn)死區(qū)的條件。根據(jù)展開原理和光纖傳感器檢測原理計算了鋼球表面檢測過程中的重復率，并給

4、出了最小重復率條件。
　　 利用CATIA三維軟件建立了單驅(qū)動鋼球表面展開機構實驗模型，根據(jù)展開輪原理設計了適合3mm-8mm直徑鋼球展開用的展開輪，運用ADMAS仿真軟件對展開機構進行了動力學仿真。模擬了鋼球展開過程并分析了展開機構中展開輪、驅(qū)動輪、壓緊輪和鋼球在展開過程中的受力變化過程和運動變化過程;分析了鋼球在展開過程中的振動變化，優(yōu)化了展開機構的各個運動參數(shù);繪制了鋼球展開過程中展開機構各個部分受力變化和位移變化曲線。<