凸輪機構(gòu)可靠性分析.pdf

1、凸輪機構(gòu)在自動機和自動控制裝置中有著廣泛的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代機械向高速、高精度發(fā)展，對凸輪機構(gòu)的運動學(xué)和動力學(xué)性能提出了更高的要求，凸輪機構(gòu)的運動精度和可靠性問題越來越受到工程界和學(xué)術(shù)界的重視。
　　對于凸輪機構(gòu)，固然存在內(nèi)外部不確定性，如凸輪機構(gòu)零部件制造公差、運動副間隙、零部件的受力受熱變形等。這些隨機不確定性必然會降低凸輪機構(gòu)的運動精度和可靠性，因此高精度、高可靠性凸輪機構(gòu)的設(shè)計理論和方法研究具有重要的科學(xué)意義和工程價值。

2、>　　本文將連桿機構(gòu)可靠性理論研究成果拓展應(yīng)用到凸輪機構(gòu)，重點開展凸輪機構(gòu)的運動時變可靠性建模、分析和穩(wěn)健設(shè)計。主要研究內(nèi)容包括研究凸輪機構(gòu)在考慮尺寸制造誤差情況下的運動精度時變可靠性建模與分析，以及基于公差—成本模型的可靠性穩(wěn)健設(shè)計方法。具體如下：
　?。?）首先對機構(gòu)運動可靠性進行回溯，闡明了機構(gòu)可靠性的誤差模型、點可靠性分析模型和時變可靠性分析模型。介紹了機構(gòu)運動點可靠性的求解算法，并重點回顧了基于首次穿越理論的機構(gòu)運動時變

3、可靠性的求解策略和方法。
　?。?）凸輪機構(gòu)運動誤差建模與分析。以偏置直動推桿、擺動推桿和對心平底推桿盤形凸輪機構(gòu)三種典型機構(gòu)為例，在凸輪輪廓方程的理論推導(dǎo)基礎(chǔ)上，建立了凸輪機構(gòu)的運動誤差模型。采用直接線性化方法，將機構(gòu)運動輸出誤差函數(shù)在機構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)均值處進行泰勒線性展開，進而導(dǎo)出前述三類凸輪機構(gòu)的運動誤差概率模型，并對其數(shù)學(xué)特征統(tǒng)計量進行了分析。
　?。?）凸輪機構(gòu)運動精度可靠性建模與分析?；谕馆啓C構(gòu)的運動誤差概率模型，

4、分別建立了前述三類凸輪機構(gòu)的運動可靠性分析模型，包括機構(gòu)的點可靠性和時變可靠性分析模型。采用一次二階矩法對機構(gòu)的點可靠性進行求解。采用均值首次穿越理論對凸輪機構(gòu)的時變可靠度進行了求解，進而獲得機構(gòu)在其期望運動區(qū)間的可靠度或者失效概率，它為后續(xù)高精度凸輪機構(gòu)設(shè)計提供理論基礎(chǔ)。
　?。?）凸輪機構(gòu)的穩(wěn)健設(shè)計方法研究。基于公差—成本模型探索了凸輪機構(gòu)的可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計。以凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)的制造公差為設(shè)計變量，以時變可靠度為約束，建立以