轴系倾角回转误差中一次谐振的分离方法

为更加准确地评定轴系的倾角回转误差,首先推导了轴系倾角回转误差、平面反射镜和自准直仪的安装误差与自准直仪测量数据之间的关系,指出平面反射镜的安装误差在自准直仪的二维读数中为正交一次谐波,然后分析了一次谐振运动误差的形成机理,其在自准直仪的读数中表现为同相一次谐波.针对二维数据中的一次谐波,设计了同相和正交一次谐波的分离方法,扣除了由平面反射镜的安装误差引起的正交一次谐波误差,保留了轴系倾角回转误差中的一次谐振成分,从而改进了轴系倾角回转误差的数据处理方法.最后,通过改变平面反射镜的安装误差,并且对同一轴系的倾角回转误差进行测试,实验结果表明,从两次测试数据中所分离出来的一次谐振误差具有一致性,从而证明了该分离方法的正确性.并且在数据处理过程中只扣除了平面反射镜安装误差引起的正交一次谐波,保留了同相的一次谐振误差项.从最终实验数据可以看出改进后的倾角回转误差数据处理方法更加的合理和精确.     

精密轴系的回转精度

本文介绍了轴系回转精度和主轴回转误差的有关概念。文中引用主轴回转误差的轴向、径向和角运动误差分量来分别表征精密轴系的轴向回转精度、径向回转精度和定向精度。文中较详细地讨论了精密主轴径向晃动误差和角运动误差的四个组成部分,即单周、双周、短周期和随机误差部分。最后介绍了主轴角运动误差与主轴径向晃动误差的关系。     

平面回转误差运动的仿真分析

本文首先推导出由标准球心径向误差运动中K次分量而产生的表征转轴平面回转运动特性的四种曲线方程,并简单地讨论了它们的几何形状。然后证明了K次分量产生的动、静轮转曲线的几何形状分别与(l-k)次分量产生的静、动轮转曲线完全相同。这为分析研究回转精度提供了新的途径。     

精密离心机主轴回转误差对工作半径的影响

介绍了主轴回转误差引起的回转中心与回转轴心误差的基本概念,指出离心机工作半径的起测点是主轴某截面的瞬心而不是几何中心,分析了主轴回转误差中一次谐波误差对离心机瞬时工作半径的影响程度. 在主轴上下两个截面上安装4个位移传感器测试主轴的回转误差,这种方法克服了以往不能测试一次谐波误差的缺点,最后得出了由回转误差引起的瞬时工作半径误差.     

车削类主轴回转运动精度的评定误差及加工精度的预报

利用刚体平面运动的瞬心理论,将刚体主轴的回转运动作为平面运动来研究,定义了主轴的回转轴心误差、回转中心误差以及车削类主轴回转运动精度的评定误差。建立了加工精度与主轴回转运动精度之间的数学关系。     

在误差分离技术中反向法的测量精确度

精密工件圆度误差和仪器主轴径向旋转误差的分离技术是近十多年来发展起来的新的测量技术,用于提高两者的测量精确度。反向法误差分离技术是其中的一种。本文对反向法的测量精确度做了详细的理论分析和实验验证。从分析和实验验证中我们得出:许多精密工件和主轴系统的圆度误差主要由偶次谐波组成,而反向法是不能适当地分离出偶次谐波的。即除了第一种反向法外,其余的反向法不能完全分离开两者的圆度误差,对于同一工件反向法对多步法的相对测量误差大约为40%,这种测量精确度是不足的。本文的结论是对反向法误差分离技术的测量精确度的一种完全新颖的见解。     

高精度空气静压主轴组件的动态回转误差分析

为提高空气静压主轴回转精度,基于空气静压主轴的回转运动特性,采用标准球单点双向法对主轴回转误差进行测量,分析了被测主轴的回转精度,测得不同供气压力下的被测气浮主轴止推盘的承载性能以及实验气浮主轴的回转精度;对实验中产生的误差进行分析。结果表明:被测实验主轴的轴向回转精度稳定在0.5μm左右,在50 r·min~(-1)转速下径向回转精度为25～28μm。     

回转运动的瞬心与误差及计算机仿真

对平面回转运动的分析是研究转轴空间回转运动的基础.本文将根据对平面回转运动的几何学分析来研究回转运动的瞬时回转中心(简称瞬心)与回转运动误差之间的关系.讨论瞬心线与轮转曲线的关系及其物理意义.并通过计算机仿真来分析和讨论有关偏心、一次谐波、敏感方向等问题.     

基于非线性动态特性的轴承–转子系统振动分析

随着空气静压主轴在超精密加工过程中的广泛应用,对主轴的运动精度的要求不断提高,如何准确预测和提高主轴运动精度是十分必要的。基于空气静压轴承的非线性动态特性,研究空气静压主轴的振动特性和预测模型,探索非线性动态特性分析对主轴回转精度的影响。首先,对空气静压径向轴承的动态特性进行分析,建立气膜动态流动模型,采用扰动法求解模型得到轴承的非线性动刚度与动阻尼系数。将空气静压轴承内的气膜作为弹簧阻尼系统建立轴承–转子系统,并通过动力学分析建立了轴承–转子的动态振动模型。将轴承的非线性动态特性参数引入振动模型,结合MATLAB对模型进行求解,得出了空气静压主轴径向跳动误差曲线、偏转误差曲线和径向总振动误差曲线,并通过FFT数据处理对振动进行频域分析。通过对比分析得到非线性分析对空气静压主轴径向振动误差的影响。最后,搭建了空气静压主轴径向回转误差测量试验台,得到主轴实时回转误差信号,实现轴承–转子系统的振动动力学模型分析的实验验证。从空气静压径向轴承的动态分析可以看出,轴承的动刚度和动阻尼均呈非线性变化,随着偏心率的增加动刚度不断增加,而动阻尼不断减小。从轴承–转子系统的振动分析可以看出：1）非线性分析对主轴偏角振动误差有明显影响,而对径向跳动误差的影响不明显,说明非线性分析主要通过影响主轴的偏角误差从而影响径向总误差。2）定值分析时偏角误差的最大振幅基本稳定,而非线性分析时偏角误差的最大振幅存在一个增加过程并最终趋于稳定,并且非线性分析时最大振幅明显大于定值分析时的振幅。3）在供气开始一段时间内,非线性分析与定值分析下的径向总误差基本一致,但随着时间的增加,非线性分析下的最大振幅大于定值分析下的最大振幅,说明开始供气时非线性分析对径向跳动误差和偏角误差没有造成明显影响,当供气稳定时非线性的动刚度与动阻尼会对主轴转子振动幅度产生明显影响。4）从频域上看,非线性分析最大振幅处的共振频率为964 Hz,定值分析最大振幅处共振频率为986 Hz,非线性分析使最大振幅处的共振频率有所下降。5） 非线性分析和定值分析在频率高于1 500 Hz时,转子的振幅变化都很小,说明频率大于1 500 Hz之后,转子振动比较稳定,此时气膜的振动频率与固有频率不容易发生共振。空气静压主轴回转误差实验的结果表明,基于非线性分析所得的主轴径向回转误差的误差率比定值分析所得主轴径向回转误差的误差率降低了1.43%～6.54%。因此,将空气静压径向轴承内气膜作为弹簧阻尼系统施加于转子之上可以实现轴承–转子系统的耦合振动分析,轴承非线性动态特征参数的引入实现了轴承动态性能对主轴动态振动的影响,通过基于非线性动态特性的轴承–转子系统的振动分析可以更加准确地研究和预测空气静压主轴的径向振动误差。     

平面二次包络环面蜗杆数控加工误差分析研究

以多体系统建模理论和空间啮合原理为基础,研究数控机床各轴运动误差、刀具误差、工装误差等多项原始误差对平面二次包络环面蜗杆数控加工廓面精度的影响,推导出包含以上各误差的平面二次包络环面蜗杆误差廓面方程,利用牛顿迭代法计算并对误差计算结果进行对比分析,从理论上阐述各误差对加工蜗杆廓面精度的影响规律,为平面二次包络环面蜗杆高精度数控加工提供参考。       

Verification of Existence of Harmonic Suppression in Error Separation by Prony Spectrum Analysis

ＶｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＥｘｉｓｔｅｎｃｅｏｆＨａｒｍｏｎｉｃＳｕｐｐｒｅｓｉｏｎｉｎＥｒｏｒＳｅｐａｒａｔｉｏｎｂｙＰｒｏｎｙＳｐｅｃｔｒｕｍＡｎａｌｙｓｉｓＳＵＮＴｏｎｇＴＡＮＪｉｕｂｉｎＱＩＡＮＧＸｉｆｕＦＡＮＬｉ（孙彤）（谭久彬）（强锡富...     

函数生成机构运动误差的随机特性分析

函数生成机构的运动误差是机构构件尺寸和输入运动(时间)的函数,同时构件尺寸公差具有随机性;因此机构运动误差在其运动行程内某时间点上为随机变量,在整个运动行程上为随机过程。基于平面四杆函数生成机构的运动误差模型,推导了误差过程的均值、标准差、自相关函数、自协方差函数的解析表达。数值分析表明,含结构误差和随机误差的机构运动误差为一普遍随机过程。     

工业机器人关节动态误差分析

运用多体系统动力学的方法,对由机器人传动特性引起的关节动态误差进行分析,可为工业机器人的误差分析及误差补偿,提高其绝对精度提供有力的工具,具有通用,灵活,方便的特点。     

简支柔性梁的非线性动力学和分叉

研究了轴向激励作用下简支柔性梁的非线性动力学和分叉,导出了简支梁在参数激励作用下具有五次非线性项的运动方程,分析了局部分叉和稳定性．利用多尺度法得到了柔性梁的平均方程,借助于数值方法研究了柔性梁的局部分叉．     

水涡轮机械中的三维径向平衡方程

本文根据水涡轮机械叶栅中的流动特点，导出了反映水涡轮机械流动在径向上变化的三维平衡方程，并推导出了水涡轮机械叶栅内部沿周向平均的流动特性在径向上径变化的平衡方程。这些方程很好地反映了在设计中通常所做的假设的近似性，它们有助于解析水涡轮机械叶栅内的流动，对水涡轮机械的优化设计和性能预测起着重大作用。     

母光栅刻划设备运动平台机械误差分析

为了确定母光栅刻划设备运动平台各项机械误差与设备最终刻划精度之间的数学关系,为设备的设计和制造提供相关理论依据。首先,采用多体系统动力学方法,确立了母光栅刻划设备运动平台的拓扑结构及低序体阵列。然后,分析确定了运动平台的机械误差所包含的各个误差项,并建立了运动平台机械误差与设备最终刻划误差之间的误差分析模型。最后,应用Matlab软件根据所建模型对母光栅刻划设备的刻划精度进行了仿真分析。仿真结果表明:各项机械误差综合结果在各轴向的分量都在±0.4μm范围之内,均满足母光栅刻划设备精度要求。所建立的误差分析模型具有简洁方便、便于编程等优点,可以作为设备设计时误差合成和误差分配的依据。     

饱和孔隙介质中的波

通过对饱和孔隙介质的运动方程的分解,证明了饱和孔隙介质体中存在两种类型的膨胀波和一种剪切波传播;给出了不同波型的传播运动方程;对饱和孔隙介质的几种特殊情形,讨论了波的传播物性以及波速计算公式。     

活齿端面谐波齿轮移动副的运动参数

活齿端面谐波齿轮是一种新型的传动机构，可以从根本上克服径向谐波齿轮传动中柔轮的变形与其承载能力之间的矛盾，能够大幅度地提高所传递的功率。文中根据活齿端面谐波齿轮啮合副修形后的齿面方程，分析了活齿在波发生器端面凸轮一个波上的运动状态，得出了活齿在修形段和未修形段的位移、速度和加速度的计算公式，为活齿端面谐波齿轮的运动参数设计与研究提供了理论依据。     

SAR成象对方位向运动补偿的要求

载体偏离匀速直线运动的运动误差是合成孔径雷达成象的基本困难之一。本根据回波信号压缩波形的主要偏移二次相位误差、三次相位误差以及积分帝瓣比等图象质量指标最大允许值,通过详细推导给出了当方位向存在复杂运动误差时带状正侧视ＳＡＲ运动补偿的解析式。