刀库ATC505弧面凸轮有限元分析与研究

利用空间回转变换张量、最小距离法和微分几何基本理论推导出了刀库ATC505关键部件弧面分度凸轮的廓面方程,借助VC++6.0和Pro/E 5.0对弧面分度凸轮机构进行了实体造型,基于ANSYS Workbench 12.0对弧面分度凸轮进行了静力学分析和无预应力的模态分析,得出弧面分度凸轮机构工作时的接触应力、应变、振型和固有频率等仿真参数。从应力、应变云图中可得出弧面分度凸轮机构工作时强度的薄弱部位,对此采取措施可避免弧面分度凸轮薄弱部位被压溃,大大提高了弧面分度凸轮机构整体的强度。对振型和固有频率的分析结果可以为系统更好的动力学设计提供理论参考。     

基于虚拟技术的弧面分度凸轮机构研究

通过对弧面分度凸轮机构中各个坐标系的建立,利用齐次坐标变换推导出弧面分度凸轮的曲面方程,并基于MATLAB对凸轮曲面进行了数值计算,再将得到的曲面数据导入三维建模软件中进行建模,并根据空间啮合理论,利用ADAMS对凸轮机构进行了动力学分析,最后应用有限元软件MARC对分度盘与凸轮啮合处进行了应力分析,得到所设计的弧面分度凸轮机构的全面分析结果,为机构优化和制造提供了重要依据.     

弧面分度凸轮的三维实体建模与仿真加工

在已推导出的弧面分度凸轮廓面方程的基础上,提出弧面分度凸轮轮廓曲面三维实体建模的一种方法:以MAT-LAB为编程工具编写廓面程序,应用三维设计软件Pro/E4.0完成弧面分度凸轮机构的三维实体建模,同时在仿真加工模式下对弧面分度凸轮进行了加工刀具轨迹的模拟,给弧面分度凸轮机构的设计与数控加工提供了参考.     

点啮合球锥滚子弧面分度凸轮机构的曲率及接触域分析

在圆锥滚子弧面分度凸轮机构的基础上 ,提出了点啮合球锥滚子弧面分度凸轮机构。系统地分析了该机构啮合曲面的法曲率和点啮合的接触域 ,为研究球锥滚子弧面分度凸轮机构奠定理论基础。     

点啮合球锥滚子孤面分度凸轮机构的曲率及接触域分析

在圆锥滚子弧面分度凸轮机构的基础上，提出了点啮合球锥滚子弧面分度的凸轮机构。系统地分析了该机构啮合曲面的法曲率和点啮合的接触线，为研究球锥滚子弧面分度凸轮机构奠定理论基础。     

滚珠型弧面凸轮连续传动机构承载接触分析

在建立滚珠型弧面凸轮连续传动机构数学模型的基础上,得到了弧面凸轮的啮合模型,并进行了齿面接触特性分析。弧面凸轮啮合传动时接触形式表现为球齿面与马鞍面之间的点接触,对点接触形成的椭圆进行了分析,确定了其方向和尺寸。利用曲面上任意点处主曲率的计算方法,得到了接触点处主曲率的变化规律。计算了接触区域最大压应力,分析了弧面凸轮连续传动时接触中心最大压应力的变化规律。所得结论对进一步研究滚珠型弧面凸轮连续传动理论与实际应用具有重要的指导意义,为完善滚珠型弧面凸轮传动机构的设计与制造提供了理论依据。     

圆锥滚子弧面分度凸轮机构建模与Adams运动学仿真研究

通过共轭曲面原理、微分几何学对圆锥滚子弧面分度凸轮进行理论推导,提出基于齐次坐标变换的通用圆锥滚子弧面分度凸轮轮廓曲面方程建立方法;基于VB开发不可展直纹轮廓曲面数据采集系统;基于Creo建立分度凸轮机构的实体模型,通过Adams进行机构运动学仿真分析。验证实例仿真分析表明,圆锥滚子弧面分度凸轮机构设计满足预期要求。     

基于改进最佳极限偏差法的弧面凸轮机构公差分配研究

基于空间啮合理论推导了含误差的弧面凸轮机构啮合方程,采用微分分析法推导了影响弧面凸轮机构运动精度的各误差因素的影响系数表达式。结合各误差影响系数,探讨了弧面凸轮机构的简易公差分配法,然后综合考虑加工成本、尺寸因素、装配性能等工程实际,提出了弧面凸轮机构改进最佳极限偏差公差分配法。用这两种方法对某型弧面凸轮机构进行了公差分配,结果表明采用改进最佳极限偏差法更为合理。对弧面凸轮机构的公差分配进行了有益的探索,同时也为其他空间共轭传动机构的公差分配提供了一定的借鉴。     

点啮合球锥滚子弧面分度凸轮机构的接触应力分析

在圆锥滚子弧面分度凸轮机构的基础上，提出了点啮合球锥滚子弧面分度凸轮机构。系统地计算该机构啮合曲面的接触应力，分析了机构的承载强度。为研究球锥滚子弧面分度凸轮机构奠定理论基础。     

基于虚拟技术的弧面分度凸轮机构研究

通过对弧面分度凸轮机构中各个坐标系的建立，利用齐次坐标变换推导出弧面分度凸轮的曲面方程，并基于MATLAB对凸轮曲面进行了数值计算，再将得到的曲面数据导入三维建模软件中进行建模，并根据空间啮合理论，利用ADAMS对凸轮机构进行了动力学分析，最后应用有限元软件MARC对分度盘与凸轮啮合处进行了应力分析，得到所设计的弧面分度凸轮机构的全面分析结果，为机构优化和制造提供了重要依据。     

弧面分度凸轮机构瞬态动力学分析

主要用于高速、高精度的步进进给、分度转位的弧面分度凸轮机构的动力学特性直接影响到其工作性能。首先通过联合使用Mathcad与Pro/E实现了该机构的参数化实体建模;然后在此实体模型基础上,根据瞬态动力学方程、接触强度理论以及有限元思想,建立了系统的瞬态动力学模型;最后再利用ANSYS-Workbench进行动力学分析,得出分度盘滚子与凸轮在不同时刻的表面接触应力、分度盘角位移、角速度、角加速度曲线,从而为弧面凸轮机构的设计、校核提供一种新思路。     

机电控制弧面凸轮系统的设计与分析

由于弧面凸轮机构在高速、可靠性及传动精度方面突出的优越性,其广泛应用于各种自动化转位机构中。为推动智能制造基础件的研究与开发,满足现代定制化生产的需要,提出了机电控制弧面凸轮系统数学模型的设计方法,并应用于弧面凸轮机械手转位提升装置,进行了机械手动态特性分析和运动特性分析。结果显示,所设计的机电控制弧面凸轮系统稳定,通过调整控制参数,动态响应快,运动特性有明显改善,满足设计要求。研究结果为弧面凸轮机构应用领域的拓展提供了理论依据,为智能化弧面凸轮系统的开发奠定了基础。     

弧面分度凸轮机构分度期润滑状态及油膜研究

以弧面分度凸轮机构为研究对象,研究弧面分度凸轮机构在分度期啮合过程中的润滑状态及产生的弹流润滑油膜厚度。利用空间包络面共轭原理和旋转变量法建立机构的数学模型,根据Hamrock-Dowson最小油膜计算公式,分析得出机构稳态工况下卷吸速度、诱导主曲率以及接触应力是影响润滑油膜形成的关键因素。通过空间共轭原理提出机构接触应力的新算法并进行可行性验证。对不同转速下机构的接触应力、油膜厚度和膜厚比进行仿真。结果表明,机构低速传动过程中,啮入段和啮出段极难形成弹流润滑油膜,为优化机构润滑性能提供了理论依据。     

弧面分度凸轮压力角计算及滚子运动分析

应用空间啮合原理和旋转变换矩阵法,给出了圆柱滚子从动件弧面分度凸轮机构压力角的两种近似计算公式和压力角精确计算公式,分析了该机构压力角在一个分度期内的变化情况和压力角随接触线啮合深度的变化情况,以满足工程实际计算中根据不同需要选用适当的压力角计算公式。滚子从动件与凸轮之间的相对运动是影响滚子与凸轮之间磨损的重要因素,为了便于对滚子和凸轮之间的运动情况进行分析,推导出了滚子自转角速度公式和在考虑滚子自转时滚子和凸轮啮合处各点的相对速度公式。     

基于Pro/E的球形滚子弧面分度凸轮CAD/CAM

先推导了任意回转面滚子从动件弧面凸轮的廓面方程,进一步得到了球形滚子弧面凸轮廓面方程.基于Pro/E软件构建了球形滚子弧面凸轮分度机构的三维模型,并进行了运动仿真;采用间接指定刀位轨迹的方法获得了弧面凸轮廓面的数控/加工代码,并进行了创成仿真,从而实现了弧面凸轮的CAD/CAM一体化.     

直动型弧面凸轮机械手的机构与结构设计

对直动型弧面凸轮机械手进行了系统的研究,并着重对其机构设计、结构设计进行了深入探讨,绘出了其整机结构图。