电机加工专用设备分度机构研究

论文摘要

龙口中际电工机械有限公司是中国最大的专业从事电机线圈装配半自动、全自动生产设备的制造商。中际公司的电机加工专用设备在对电机的加工,绕线等工序中用到了分度机构。目前中际公司使用伺服电机驱动齿轮进行分度,该分度机构在分度过程中产生较大分度误差,严重影响了生产效率及产品的质量。因此,本课题组与中际公司合作,开展新型分度机构的分析与研究。本文在总结分度机构国内外发展现状基础之上,对弧面分度凸轮机构进行了详细的分析与研究。通过UG表达式的方法创建弧面分度凸轮工作廓面曲线,线构建成面,提出了将摩擦理论引入到弧面分度凸轮机构传动中,运用多刚体动力学理论结合ADAMS软件对考虑摩擦的弧面分度凸轮机构进行动力学仿真,详细分析了摩擦以及摩擦所产生的间隙对弧面分度凸轮机构的接触传动,分度盘回转轴向各要素所带来的影响。得到了对弧面分度凸轮机构的设计以及实际生产很有价值的结论。结合柔体动力学理论,利用有限元分析软件ANSYS Workbench提出了对弧面分度凸轮机构关键部件的装配体定义接触对,实现了有限元强度分析、模态分析以及瞬态动力学的分析,得到了机构装配体的9阶固有频率和机构关于时间载荷的响应,对弧面分度凸轮机构的设计起到了理论指导意义。本文的实际研究工作,势必对国内弧面分度凸轮机构的进一步研究产生一定的积极指导作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 1 绪论
• 1.1 课题的背景及提出
• 1.2 弧面分度凸轮机构研究现状
• 1.3 本文研究主要内容
• 2 弧面分度凸轮机构设计及建模
• 2.1 确定分度凸轮主要参数
• 2.1.1 弧面分度凸轮机构的基本构成和工作原理
• 2.1.2 弧面分度凸轮主要运动参数
• 2.1.3 弧面分度凸轮主要几何参数
• 2.2 选取弧面分度凸轮机构运动规律
• 2.3 弧面分度凸轮廓面方程
• 2.3.1 建立空间坐标系
• 2.3.2 滚子的方程表示
• 2.3.3 凸轮与滚子工作面的共轭接触方程
• 2.3.4 分度凸轮工作廓面方程
• 2.4 弧面分度凸轮三维模型生成
• 2.4.1 实现三维模型表达式
• 2.4.2 基于UG 生成三维模型
• 2.5 本章小结
• 3 弧面分度凸轮机构动力学仿真
• 3.1 虚拟样机技术
• 3.1.1 虚拟样机技术简述
• 3.1.2 虚拟样机技术关键技术概述
• 3.2 虚拟样机仿真软件MSC.ADAMS
• 3.2.1 ADAMS 简介
• 3.2.2 ADAMS 中动力学方程
• 3.2.3 ADAMS 仿真步骤
• 3.3 ADAMS 中几何模型的实现
• 3.3.1 仿真模型的建立
• 3.3.2 施加约束
• 3.3.3 ADAMS 的接触算法
• 3.4 弧面分度凸轮的运动分析
• 3.4.1 定义弧面分度凸轮驱动
• 3.4.2 弧面分度凸轮机构速度与角速度分析
• 3.5 弧面分度凸轮动力学仿真
• 3.5.1 无摩擦下的动力学运动
• 3.5.2 考虑摩擦的动力学仿真
• 3.5.3 考虑摩擦间隙的影响
• 3.5.4 分度盘尺寸的影响
• 3.5.5 滚子半径的影响
• 3.6 本章小结
• 4 弧面分度凸轮机构有限元分析
• 4.1 引言
• 4.2 有限元软件ANSYS 简介
• 4.2.1 ANSYS Workbench 概述
• 4.2.2 ANSYS Workbench 设计流程
• 4.3 有限元基本原理
• 4.3.1 柔体系统动力学运动方程
• 4.3.2 动力普遍方程
• 4.4 弧面分度凸轮机构有限元强度分析
• 4.4.1 静力学分析步骤
• 4.4.2 弧面分度凸轮机构有限元强度分析过程及结果分析
• 4.5 弧面分度凸轮机构模态分析
• 4.5.1 模态分析基础
• 4.5.2 模态分析概论
• 4.5.3 弧面分度凸轮的模态分析
• 4.6 弧面分度凸轮瞬态分析
• 4.7 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录