新型變位機(jī)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、重載變位機(jī)的設(shè)計(jì)與制造對(duì)于我國(guó)的裝備制造業(yè)尤其是對(duì)石油、核電、風(fēng)電等能源設(shè)備及其重要,全面提高重載變位機(jī)的設(shè)計(jì)、制造能力和技術(shù)水平具有重大的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本文密切結(jié)合國(guó)家重大產(chǎn)業(yè)對(duì)切削用變位機(jī)的迫切需求及其技術(shù)現(xiàn)狀,在國(guó)家重大科技專項(xiàng)(2009ZX04002-061)資助下,對(duì)該課題的新型變位機(jī)進(jìn)行了比較全面的探索研究工作,以期為提高國(guó)內(nèi)的重載變位機(jī)設(shè)計(jì)與研究做貢獻(xiàn)。本文的設(shè)計(jì)研究工作涉及以下幾個(gè)方面:(1)改進(jìn)傳統(tǒng)變位機(jī)的翻轉(zhuǎn)系

2、統(tǒng),設(shè)計(jì)新的傳動(dòng)構(gòu)型。通過(guò)計(jì)算和仿真表明如果利用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)變位機(jī)的翻轉(zhuǎn),在相近的條件下相比于比傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng),新型變位機(jī)所需主驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率更小,其翻轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)機(jī)構(gòu)具有自鎖功能,結(jié)構(gòu)更緊湊,占用空間小。在本變位機(jī)的設(shè)計(jì)要求下,基于機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最小傳動(dòng)角能達(dá)到最大值這個(gè)優(yōu)化目標(biāo),對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化結(jié)果表明對(duì)心型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)能達(dá)到最佳的傳動(dòng)效果,并給出了曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的各桿件尺寸值。(2)建立了配合切削用變位機(jī)的落地式鏜銑床

3、的機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,并且運(yùn)用桿組法建立了變位機(jī)本身的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)模型?；谔摂M樣機(jī)技術(shù),綜合運(yùn)用Pro/e、ADAMS、ANSYS聯(lián)合對(duì)新型變位機(jī)進(jìn)行剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真,同時(shí)對(duì)變位機(jī)機(jī)構(gòu)學(xué)性能進(jìn)行了驗(yàn)證,為變位機(jī)的強(qiáng)度校核、鉸鏈選擇等提供依據(jù)。另外,將變位機(jī)中的變形量相對(duì)最大的連桿視為柔性體,其余部分視為剛性體,對(duì)變位機(jī)進(jìn)行剛?cè)狁詈戏抡?分析柔性連桿對(duì)變位機(jī)的翻轉(zhuǎn)角度、驅(qū)動(dòng)力的影響;將變位機(jī)剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果和剛?cè)狁詈戏抡娼Y(jié)

4、果進(jìn)行比較,這對(duì)變位機(jī)的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力理論分析、桿件疲勞預(yù)測(cè)、誤差分析和控制算法建模都有重要的借鑒意義。(3)介紹了模態(tài)分析的理論基礎(chǔ)以及應(yīng)用,運(yùn)用ANSYS對(duì)新型變位機(jī)的兩個(gè)關(guān)鍵部件:底座和協(xié)調(diào)桿連接座進(jìn)行模態(tài)分析,得到了固有頻率和各階振型,分析了零件的脆弱位置,并且提出改進(jìn)意見(jiàn)。(4)變位機(jī)作為落地式鏜銑床的重要部件,其可靠性直接影響機(jī)床的加工精度。故運(yùn)用模糊理論建立了新型變位機(jī)的翻轉(zhuǎn)軸剛度模糊可靠性數(shù)學(xué)模型和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠性數(shù)學(xué)模型,分