滚珠型弧面凸轮分度机构动力学模型建立及模态分析

应用拉格朗日方程对一种新型的滚珠型弧面凸轮分度机构进行了动力学建模。忽略滚珠的质量,将滚珠与凸轮之间的接触刚度以及滚珠与分度盘之间的接触刚度近似看作为两个接触刚度的串联,得到等效接触刚度。在建模过程中,利用回转变换张量法对机构中广义坐标几何位移关系进行了分析,建立了考虑扭转弹性模量的滚珠型弧面凸轮分度机构的动力学方程。由动力学方程得到了机构固有频率及其相对应的振型。结果表明,固有频率在分度时期随凸轮转角变化,在停歇时期为恒定值,并且不同阶的固有频率变化趋势也不相同。

钢球滚子弧面分度凸轮载荷分布

运用空间啮合原理和回转张量法,推导出凸轮滚道截形采用双圆弧结构时,钢球滚子弧面分度凸轮的廓面方程和啮合方程。应用赫兹接触理论和变形协调条件,推导出载荷在每个参与啮合钢球中的分配关系。通过实例计算,发现每个钢球上的载荷大小分配不同,在钢球的啮入、啮出点,钢球受力发生突变,参与啮合的钢球数目越多,每个钢球的受力越小。

钢球滚子弧面分度凸轮机构弹流润滑分析

利用Ham rock-Dowson膜厚度公式和点接触中心区油膜计算公式,推导出钢球滚子弧面分度凸轮机构中钢球和凸轮滚道接触油膜厚度的计算公式。利用数值计算方法,比较分析了凸轮在采用修正等速、修正梯形加速度和修正正弦加速度运动规律曲线时,整个分度周期内油膜厚度的变化。讨论了凸轮转速、分度盘负载力矩、钢球直径、凸轮滚道截面半径与分度盘直径比等参数对油膜厚度的影响,为钢球滚子弧面分度凸轮的润滑设计提供了理论依据。

钢球滚子弧面分度凸轮机构的三维建模及运动仿真

介绍钢球滚子弧面分度凸轮机构三维模型的建立和运动仿真过程。根据包络蜗杆分度机构啮合原理得到弧面凸轮廓面方程,并求得钢球滚子中心轨迹点。实现钢球滚子弧面分度凸轮机构组件三维几何模型的建立和装配,并对钢球滚子弧面分度凸轮机构进行运动仿真。分别用简谐运动曲线和修正正弦曲线进行对比验证,结果表明:建立的三维模型是正确的和可行的,修正正弦曲线能够使弧面分度凸轮的运动更加平稳。

滚珠型弧面凸轮分度机构的运动分析和仿真

滚珠型弧面凸轮分度机构中滚珠的运动影响到机构的润滑、失效形式和传动效率。滚珠中心、滚珠与凸轮滚道接触点及滚珠与分度盘球窝接触点相对于凸轮旋转轴线运动轨迹为螺旋曲线,计算表明3条曲线的螺旋升角大小不同。利用螺旋传动理论,分析滚珠的运动形式,计算滚珠的侧滑速度。应用RecurDyn软件对机构进行运动学仿真,验证了滚珠侧滑和锲紧的存在及负载转动惯量对分度盘运动规律的影响。

钢球滚子弧面凸轮分度机构的设计与压力角计算

运用回转张量法推导出凸轮廓面方程和啮合方程 ,根据定义推导出钢球滚子弧面凸轮分度机构的压力角的解析表达式 ,并对其进行分析计算。

滚珠型弧面凸轮分度机构的疲劳寿命分析

采用Lundberg和Palmgren的寿命理论,计算分析了滚珠型弧面凸轮分度机构的疲劳寿命计算公式,借鉴滚动轴承和滚珠丝杠额定载荷的计算方法及经验数据,推导出滚珠型弧面凸轮分度机构的额定载荷计算公式,并采用滚动轴承的国际标准寿命补偿方法对其寿命进行补偿。

钢球滚子弧面凸轮分度机构的设计与受力分析

运用回转张量法和空间啮合原理,推导出一种新型的以钢球作为滚子的弧面凸轮分度机构的凸轮廓面方程和啮合方程,对分度机构接触点的受力情况进行了静力分析,推导出输入扭矩和输出扭矩的关系式。

滚珠型弧面凸轮滚道设计及性能分析

由于凸轮滚道截形对机构的传动效率和承载能力有较大影响,因此针对滚珠型弧面凸轮滚道单圆弧和双圆弧两种截形,深入分析了两种截形的预紧方法及其对凸轮压力角和分度盘运动规律的影响.采用ADAMS软件对两种截形机构进行运动仿真,结果表明,双圆弧截形传动效率较高,分度盘输出运动也比较平稳.证实了滚珠型弧面凸轮滚道双圆弧截形的优越性,为滚珠凸轮滚道截形设计提供了理论依据.

新型弧面凸轮分度机构的压力角分析

根据空间凸轮曲面压力角的定义推导出新型弧面凸轮分度机构压力角的解析表达式,分析该机构压力角出现最大值的情况,同时对如何降低最大压力角提出了一些改进措施。

一种新型钢球滚子分度机构的设计与研究

提出了一种新型的钢球滚子式圆柱凸轮分度机构,介绍了其结构形式及工作原理,推导出其啮合方程和凸轮廓面方程。

钢球滚子弧面凸轮分度机构的接触应力分析

运用回转张量法推导出凸轮廓面方程和啮合方程 。

钢球滚子弧面凸轮分度机构的压力角计算

根据空间凸轮曲面压力角的定义,推导出钢球滚子弧面凸轮分度机构压力角的解析表达式,分析了该机构压力角出现最大值的情况,同时对如何降低最大压力角提出了一些改进措施。

影响滚珠型弧面凸轮分度机构啮合效率的分析研究

根据滚珠与凸轮及分度盘球窝的相对运动关系,通过对滚珠运动的分析,推导出滚珠型弧面凸轮分度机构啮合效率的理论运算方法。采用数值运算法,计算分析出重合度对啮合效率的影响,并对采用修正等速、修正梯形加速度和修正正弦加速度曲线运动规律比较,得出在整个分度周期内啮合效率的影响因素。研究工作对机构传动的设计制造具有指导意义。

弧面分度凸轮建模方法及有限元分析研究

为了缩短多头弧面分度建模时间,提高多头弧面分度凸轮结构强度,采用SolidWorks软件建立滚珠型弧面分度凸轮,并对弧面分度凸轮强度进行有限元分析。创建弧面分度凸轮驱动滚珠型换刀机械手运动过程简图,引用数学关系式推导出滚珠运动轨迹方程式。选择改进正弦加速度运动轨迹曲线,采用MATLAB软件进行编程和计算,得出滚珠运动轨迹三维坐标点。将三维坐标点输入到SolidWorks中生成曲线,通过曲线扫描切除凸轮毛坯,最终建立弧面分度凸轮三维模型。采用有限元分析模块对弧面分度凸轮进行强度分析,并与其它建模方法形成对比和分析。结果表明:多头弧面分度凸轮建模时间缩短了50%;在受到相同冲击力的作用下,应力最大值和位移变形最大值分别减小了74.1%和80.5%。驱动滚珠运动的弧面分度凸轮,不仅建模时间短,而且承载强度大。

基于SolidWorks滚珠型弧面分度凸轮三维建模及运动仿真研究

目前自动化机械所采用的弧面分度凸轮建模精度比较低,凸轮驱动从动件振动比较严重,影响传动效率。对此,采取球形刀具切削凸轮三维建模方法,通过Matlab软件对凸轮从动件常见的运动规律曲线进行了对比分析,最终选择出优良的曲线。对优良运动规律曲线进行编程,输入到Matlab软件中进行计算,所得计算结果保存为文本格式文件,然后导入到SolidWorks三维建模软件中。根据空间许多三维坐标点创建成弧面分度凸轮的工作轮廓曲线,在工作轮廓曲线垂直方向建立一个圆,圆的直径大小等于滚珠直径,通过扫略切除凸轮毛坯实体,最终创建弧面分度凸轮三维模型。最后采用Solid Works对弧面分度凸轮与转盘滚珠进行装配及运动仿真,并与其他三维建模方法的运动仿真结果形成对比。对比结果显示,该方法不仅建模周期缩短了大约90%左右,而且仿真的运动精度与理论值符合度较高,因此为弧面分度凸轮三维建模提供了另一种研究方法。