弧面分度凸輪機構(gòu)嚙合特性分析與仿真.pdf

1、弧面分度凸輪機構(gòu)是一種用于兩垂直交錯軸間的分度或步進傳動機構(gòu)。由于該機構(gòu)具有高速、高精度、大載荷、可靠性好、長壽命等特點,廣泛用于各種自動機械,分度速度可達2000 r/min,定位精度為±5″～±15″,已逐漸取代槽輪、棘輪和不完全齒輪等機構(gòu),成為間歇分度和步進機構(gòu)的重要發(fā)展方向之一。本文以點嚙合弧面分度凸輪機構(gòu)為研究對象,以提高其精度和穩(wěn)定性為目的,借助微分幾何、嚙合原理、點嚙合理論、彈性力學(xué)等基礎(chǔ)理論,利用程序設(shè)計、三維造型、有限

2、元分析等計算機軟件,研究分析了點嚙合弧面分度凸輪機構(gòu)的基礎(chǔ)理論、嚙合特性及動力學(xué)特性等。(1)以微分幾何理論和空間回轉(zhuǎn)變換張量為基礎(chǔ),根據(jù)空間包絡(luò)曲面的共軛原理,獲得了空間凸輪及弧面分度凸輪機構(gòu)的通用數(shù)學(xué)模型；建立了弧面凸輪機構(gòu)各種滾子的統(tǒng)一曲面方程；獲得了圓錐滾子弧面分度凸輪機構(gòu)的輪廓曲面方程；(2)在弧面分度凸輪機構(gòu)輪廓曲面通用方程的基礎(chǔ)之上,運用VB軟件完成了凸輪輪廓曲面設(shè)計的參數(shù)化對話窗口,運用Pro/E軟件建立了弧面分度凸輪的

3、空間曲面及其實體模型；并建立了參數(shù)化球錐滾子模型庫,完成了弧面分度凸輪機構(gòu)的裝配體模型及其機構(gòu)仿真；(3)針對不同滾子曲面參數(shù),運用MATLAB分析計算了弧面分度凸輪機構(gòu)凸輪副的壓力角,獲得了其在不同滾子結(jié)構(gòu)參數(shù)情況下的變化曲線,分析了其變化規(guī)律和對嚙合性能的影響；給出了圓錐滾子與球錐滾子弧面分度凸輪機構(gòu)曲率分析的計算方法；(4)運用ANSYS軟件分析了弧面分度凸輪及分度轉(zhuǎn)盤的模態(tài)和諧響應(yīng)特性等,給出了其前6階固有頻率、振型及諧響應(yīng)曲線