空間分度凸輪機構的可預控彈性點嚙合研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)生產對空間凸輪機構在精密間歇分度運動上對高速高精度、強度、可靠性等方面提出的更高要求。本論文針對以空間凸輪機構運動副的凸輪和從動件滾子兩個方面為研究對象，從工程實際出發(fā)，對空間凸輪機構的嚙合傳動特性進行了研究。在空間分度凸輪機構的線嚙合特性分析的基礎上，考慮到高副機構線嚙合方式對因制造、裝配、預緊等產生的位置誤差十分敏感，導致分度精度和使用壽命達不到設計要求，廓面磨損嚴重的缺陷，提出了可預控點嚙合彈性空間凸輪機構的概念。

2、 可預控點嚙合彈性空間凸輪機構突破了空間凸輪是剛性的假設，充分考慮到彈性變形對空間凸輪機構嚙合傳動性能的影響。通過對滾子曲面的主動設計，實現(xiàn)了空間凸輪機構的可預控點嚙合傳動。由于預緊力和負載的作用，凸輪和滾子在接觸點的局部區(qū)域內，會產生微小的接觸彈性變形和接觸應力，實際情況是面嚙合。 基于空間曲面共軛原理和回轉變換張量建立了空間凸輪的通用數(shù)學模型，可以方便的求解各種繞相互垂直而不相交的軸作定軸轉動的共軛曲面問題。對具體的空間凸輪

3、機構的參數(shù)進行了討論。對接觸線的分布和線嚙合的嚙合特性進行了深入地分析，指出了線嚙合方式的缺陷。 重點研究了參數(shù)化的統(tǒng)一滾子曲面模型，以方便可預控點嚙合彈性空間凸輪機構的滾子從動件曲面的主動設計。將圓柱滾子、圓錐滾子、鼓型滾子、球錐滾子、球滾子等各種滾子曲面統(tǒng)一為一個數(shù)學模型，對統(tǒng)一滾子曲面模型的參數(shù)進行了討論。為實現(xiàn)凸輪曲面點嚙合與傳統(tǒng)線嚙合理論的銜接，提出了當量滾子的概念，給出了實際滾子與當量滾子的曲面關系，建立當量滾子數(shù)學

4、模型。以當量滾子為被包絡面，用微分幾何包絡理論推導出凸輪廓面方程。 詳細研究了空間凸輪機構的點嚙合特性及性能預控。分析了可預控點嚙合彈性空間凸輪機構的主曲率、主方向，滾子曲面各個參數(shù)對機構壓力角影響，點嚙合空間凸輪機構的受力情況以及點嚙合空間凸輪機構的彈性接觸。利用彈性體點接觸理論對空間凸輪的點嚙合接觸分析和強度校核進行了計算推導。 采用C++語言編寫了點嚙合空間凸輪機構廓面的通用程序，并基于Pro/ENGINEER軟件