數(shù)控轉(zhuǎn)臺中不同滾子類型弧面凸輪機構(gòu)的靜、動態(tài)特性仿真分析研究.pdf

1、數(shù)控轉(zhuǎn)臺作為數(shù)控機床的關(guān)鍵功能部件之一,在許多數(shù)控機床尤其是多軸加工中心中不可或缺。目前,絕大部分數(shù)控轉(zhuǎn)臺的核心傳動部件均采用蝸輪蝸桿機構(gòu),但蝸輪蝸桿機構(gòu)傳動磨損大、承載能力差、定位精度不高,極大影響了數(shù)控轉(zhuǎn)臺的定位精度,加工效率和使用壽命。因此,研制高精大扭矩數(shù)控轉(zhuǎn)臺對新型傳動機構(gòu)的應(yīng)用需求顯得尤為迫切?；∶嫱馆啓C構(gòu)作為一種新型傳動機構(gòu),具有結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力強、使用壽命長、易于維護等許多優(yōu)越于蝸輪蝸桿機構(gòu)的特點,已引起國內(nèi)外高度關(guān)注

2、。由于弧面凸輪機構(gòu)具有不同滾子類型,如何選取合理滾子類型以獲得最佳的傳動特性成為新型數(shù)控轉(zhuǎn)臺研制開發(fā)中的一項重要課題。因此,迫切需要深入研究數(shù)控轉(zhuǎn)臺中不同滾子類型弧面凸輪機構(gòu)的靜、動態(tài)特性。本文運用弧面凸輪機構(gòu)空間嚙合理論、靜力學(xué)分析、模態(tài)分析和瞬態(tài)動力學(xué)分析等理論和方法,利用UG及其Open Grip二次開發(fā)工具、有限元分析軟件ANSYS Workbench揭示圓柱、圓錐、球錐和鼓型四種不同滾子類型弧面凸輪機構(gòu)的靜、動態(tài)特性的規(guī)律,具

3、體研究工作如下:
　　1)通過分析弧面凸輪機構(gòu)的空間嚙合原理,推導(dǎo)圓柱、圓錐、球錐和鼓型四種不同滾子類型弧面凸輪機構(gòu)的工作廓面方程;基于UG及其Open Grip二次開發(fā)工具對四種不同滾子類型弧面凸輪機構(gòu)進行三維實體建模、虛擬裝配和運動仿真,以驗證建模和裝配的正確。
　　2)利用ANSYS Workbench軟件的靜力學(xué)分析模塊對四種不同滾子類型弧面凸輪機構(gòu)在相同外載作用下進行靜力學(xué)分析,得到弧面凸輪及從動盤的位移云圖、應(yīng)變

4、云圖和應(yīng)力云圖,并對結(jié)果進行對比分析。
　　3)利用ANSYS Workbench軟件的模態(tài)分析模塊對四種不同滾子類型弧面凸輪機構(gòu)進行模態(tài)分析,得到弧面凸輪及從動盤的固有頻率和振型,并對結(jié)果進行對比分析。
　　4)利用ANSYS Workbench軟件的瞬態(tài)動力學(xué)模塊對四種不同滾子類型弧面凸輪機構(gòu)進行瞬態(tài)動力學(xué)分析,得到弧面凸輪機構(gòu)受到的最大應(yīng)力、應(yīng)變曲線、及接觸壓力曲線,并對結(jié)果進行對比分析。
　　綜上,本文的研究為