圆柱分度凸轮单侧面加工及误差计算方法研究

应用空间啮合原理和旋转变换矩阵理论，推导了圆锥滚子从动件圆柱分度凸轮的理论工作廓面方程及单侧面加工凸轮实际工作廓面方程；廓面采取单侧面加工时，给出了刀具误差对凸轮廓面法向误差影响的精确计算方法和近似计算方法，解决了空间凸轮廓面误差计算的难题，进一步完善了圆柱分度凸轮机构的设计和制造理论。     

求解弧面分度凸轮廓面数控加工刀具轨迹通用方程

对弧面分度凸轮轮廓曲面进行数控加工编程前需确定刀具轨迹方程。针对不同滚子形状及凸轮轴线与从动盘轴线成任意角度的情况,基于微分几何原理,应用包络面理论建立统一数学模型的弧面凸轮廓面方程。在此基础上进一步推导出数控加工刀具轨迹方程的通用解析表达式。此结果可作为数控加工弧面分度凸轮廓面编程时的数学模型,也可应用于弧面凸轮加工过程的仿真、加工误差分析和廓面修形等方面。     

一种全新的弧面凸轮廓面修形方法

针对现有弧面凸轮廓面修形方法存在的不足，提出了一种全新的弧面凸轮廓面修形方法，并对该修形方法进行了理论分析与加工实践。采用弧面凸轮非工作面避让原则以防止分度段凹槽两侧廓面同时与滚子啮合，加厚分度停歇段凸脊以消除轴承与滚子内游隙，多滚子啮合时使压力角小的滚子优先参与啮合以提高传动效率，通过以上措施，有效地保证了孤面凸轮分度段的实际工作廓面与理论设计廓面、实际中心距与理论设计中心距的一致性，改善了弧面凸轮机构的装配性能、分度精度与传动效率，有效地消除了弧面凸轮机构可能存在的干涉现象。     

圆柱分度凸轮的廓面误差分析

阐述了采用包络原理加工圆柱分度凸轮的基本原理，并在此基础上分析找出产生凸廓面误差的原因；用矢量法分析了圆柱分度凸轮廓面的原始加工误差。从而有处于调整凸轮的加工工艺，提高圆柱分度凸轮廓面的加工精度。     

基于两重包络原理的圆柱凸轮加工刀位控制方法研究

以对心直动圆柱滚子从动件槽形圆柱凸轮为例,应用共轭曲面理论研究基于两重包络原理的加工圆柱凸轮廓面的刀位控制方法,推导出圆柱凸轮实际廓面方程及基于两重包络原理的非等价加工圆柱凸轮廓面的刀具创成廓面方程,并对理论加工误差进行了分析.     

弧面分度凸轮的非等价加工研究及误差分析

从提高弧面分度凸轮的加工精度和加工效率出发,对弧面分度凸轮的非等价加工进行了研究。通过旋转坐标变换,对加工过程中的补偿量和补偿方向进行了推导和计算,建立了非等价加工的实际廓面方程,采用几何的方法推导了非等价加工的实际廓面与设计的理论廓面之间的误差计算方法。并进行了误差的分析,期望实现一种既能提高加工效率、降低加工成本,又能满足加工精度要求的弧面分度凸轮加工方法。     

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.     

基于CATIA的圆柱分度凸轮的3D建模与仿真分析

通过分析圆柱分度凸轮基本参数及廓面方程,运用CATIA二次开发技术中宏程序,采用VB语言将凸轮廓面方程编写为宏程序,运行宏程序可准确快速地绘制出凸轮分度期及停歇期廓面坐标点。利用云形线及扫掠功能生成凸轮曲线和轮廓曲面,进而生成凸轮毛坯实体。在CATIA运动仿真中对绘制的凸轮机构运动进行运动仿真分析,对所建立的凸轮曲线和轮廓曲面进行评价,得出精确凸轮曲线和轮廓曲面。     

新型媒介点啮合弧面凸轮分度机构设计与分析

采用圆锥滚子轮齿创成弧面分度凸轮廓面,与球形滚子齿实现点接触共轭,构建一种新型的点啮合式弧面凸轮分度机构装置,文中给出了该机构的技术实施方案,通过改变球形滚子齿的球体半径来实现可控点啮合,能够提高此机构对制造和安装误差的适应性。运用媒介共轭的原理与方法,分析了此种间歇运动机构的啮合原理,运用给出的媒介曲面(圆锥滚子轮齿廓面)方程获取其创成的分度凸轮廓面方程的基础上,利用圆锥滚子轮齿廓面与球形滚子轮齿廓面间的线接触关系,推导出分度凸轮廓面与球形滚子廓面间的点啮合条件下的接触迹方程及其诱导曲率方程,以此来确定获取此种高副机构最佳点啮合性能情况下共轭轮齿的运动几何参数。     

弧面分度凸轮轮廓曲面检测方法的新构思

为了解决弧面分度凸轮廓面检测难题,本文介绍了弧面分度凸轮廓面的计算机辅助间接测量方法和廓面误差评定方法,建立了间接测量凸轮廓面的数学模型,推导出该方法的测量数据处理公式。通过相应的计算机程序,可以对给定机构参数和运动规律的弧面分度凸轮廓面进行误差评定,对未知参数和运动规律的弧面分度凸轮进行测绘、仿制和改进设计。     

基于VB6.0和Pro/E的圆柱分度凸轮三维参数化实体建模

以圆柱分度凸轮的几何学理论为基础,基于VB 6.0和Pro/E实现了圆柱分度凸轮的三维参数化实体建模。通过VB编程语言,设计出能计算参数化的圆柱分度凸轮理论廓面数据的友好界面。通过对凸轮基本参数的输入和运动规律的选择后,即可计算出相应的凸轮廓面坐标点,并将廓面数据保存为".ibl"格式,导入Pro/E 3.0中生成曲线,再生成曲面,然后将曲面合并,最后对理论轮廓曲面进行法向偏置、实体切除操作,获得与凸轮毛坯进行布尔相减运算后得到的圆柱分度凸轮实体模型。     

自动换刀机构弧面凸轮建模与造型分析

针对自动换刀机构中弧面凸轮工作廓面设计加工困难,分度期轮槽两侧廓面同时与滚子啮合的问题,以某加工中心的弧面凸轮为例,分析了弧面凸轮与分度盘的运动及位置关系,推导并修正了弧面凸轮的轮廓曲面数学方程;采用分段建模的方法,在Pro/E中编程分别创建弧面凸轮分度期、停歇期的各轮廓曲线簇,通过线面实体化造型,实现了弧面凸轮的精确建模。结合弧面凸轮廓面性能分析和加工实例,验证了该模型满足设计与加工要求,为提高其数控磨削加工精度提供了技术支持。     

基于VB6.0和Pro/E的弧面分度凸轮三维参数化实体建模

以弧面分度凸轮的几何学理论为基础,基于VB 6.0和Pro/E实现了弧面分度凸轮的三维参数化实体建模。通过VB编程语言,设计出能计算参数化的弧面分度凸轮理论廓面数据的友好界面。通过对凸轮基本参数的输入和运动规律的选择后,即可计算出相应的凸轮廓面坐标点,并将廓面数据保存为".ibl"格式。导入Pro/E 3.0中生成曲线,再生成曲面,然后将曲面合并,最后对理论轮廓曲面进行法向偏置、实体切除操作,获得与凸轮毛坯进行布尔相减运算后得到的凸轮实体模型。     

弧面分度凸轮轮廓修形及其廓面方程

提出了一种新的弧面分度凸轮廓面修形方法,建立了修形计算公式和经过修形的凸轮廓面方程。该方法可克服传统范成法加工的不足,提高弧面分度凸轮表面加工质量,又使得凸轮机构的啮合特性得到改善。所建立的修形计算公式和修形凸轮廓面方程可直接用于开发相应的弧面分度凸轮机构CAD/CAM系统软件。     

弧面凸轮的单侧面磨削加工研究

磨削加工作为高精度弧面凸轮的曲面加工必不可少的工艺环节,国内一直没有很好解决。笔者以解决这个问题为目的,分析了弧面凸轮的结构特点和现有弧面凸轮磨削加工存在的问题,提出了弧面凸轮单侧面磨削方法,并论证了该方法的可行性。该理论研究以设定坐标系的弧面凸轮轮廓面方程为基础,根据单侧面磨削加工原理推导出了单侧面磨削加工凸轮实际廓面方程和砂轮中心线轨迹方程;研究单侧面磨削加工砂轮刀位补偿及控制方法,解决了弧面凸轮轮廓面单侧面磨削的加工刀位控制问题;在弧面凸轮单侧面磨削机理的基础上得出两种凸轮轮廓面的法向误差模型和误差分析计算方法。     

基于MATLAB和SolidWorks的平行分度凸轮设计

根据反转法得到平行分度凸轮的廓线方程,避免了繁琐的计算。分析了平行分度凸轮的设计参数,并利用MATLAB语言编程,绘制出凸轮轮廓曲线,将得到的数据文件通过.txt的方式导入SolidWorks进行参数化实体建模。这种方法能够很快地得到凸轮廓型,为平行分度凸轮的设计提供了一种新的思路。     

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.     

基于特征线的弧面分度凸轮廓面快速测量方法研究

弧面分度凸轮的工作廓面为复杂的空间不可展曲面,很难采用常规的方法进行测量与评价。通过分析弧面凸轮廓面的特征,结合等距曲面的特点,提出了一种基于特征线的弧面分度凸轮廓面快速测量方法。通过三坐标测量机搭配精密转台构成测量系统,对弧面凸轮工作廓面的特征线进行测量,提高了测量速度,直接对弧面凸轮等距模型轮廓度误差进行评定,避免了测头半径补偿;通过实验验证了测量方法的可行性,对实验结果进行了分析处理,达到了实际需求。研究内容为实现弧面凸轮设计、加工、测量一体化提供了理论依据和关键技术。     

基于等距曲面的弧面凸轮单侧面数控加工刀位优化算法

针对弧面凸轮廓面的多轴数控加工,在分析现有各种加工工艺方法,尤其是分析单侧面加工方法存在的不足的基础上,围绕减小加工得到的实际廓面与理论设计廓面的极差,提出一种以刀轴轨迹面与凸轮廓面等距曲面的极差最小为优化目标的弧面凸轮单侧面数控加工刀位数据计算的优化算法。所建立的刀位优化算法综合了不可展直纹面侧铣加工的两点偏置算法和三点偏置算法的优点。通过实例对各种单侧面刀轨规划算法进行加工误差综合对比分析,结果表明所建立的刀位计算优化算法正确有效,可显著减小编程误差,为进一步提高弧面凸轮单侧面加工精度和完善加工工艺奠定了扎实的理论基础。     

空间凸轮廓面曲率分析的等距曲面方法

提出了空间凸轮廓面曲率分析的新方法———等距曲面法。该方法利用等距曲面间的曲率关系进行凸轮廓面曲率的解析计算。由于理论廓面是直纹面 ,其廓面曲率容易求得。根据理论廓面与实际廓面间的曲率关系 ,就得到了实际廓面上的曲率。利用结构特征变量来实现计算程序对不同凸轮机构的自适应化。与传统的共轭曲面方法相比 ,本方法计算简单 ,易于理解。