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[硕士论文] 文冬仁
机械工程 湖南大学 2017(学位年度)
摘要:弧面分度凸轮机构具有传动速度高、分度精度和动力学性能好、承载能力大、可靠性好等优点。被广泛应用于需要实现间歇运动的包装机械、自动机床、纺织机械、印刷机械、建筑机械等装置中。但由于弧面分度凸轮轮廓面属于空间不可展开曲面,目前仍然存在着曲面加工精度不够等难点。正是由于弧面分度凸轮设计与制造上的难点,通过技术引进而国产化的超高速包装机组的弧面分度凸轮,目前还依赖进口。深入研究弧面分度凸轮数字化制造有利于烟草机械的技术创新。
  本文主要围绕超高速卷烟包装机组的弧面分度凸轮数字化设计与制造进行研究。对凸轮进行理论设计和动力学特性研究,并进行了数控仿真与加工,对加工的弧面分度凸轮进行误差检测,步步衔接,实现弧面分度凸轮数字化设计与制造的一体化。论文的主要研究工作有:
  (1)、首先应用微分几何理论,矢量数学和空间包络曲面的共轭原理推导出弧面分度凸轮的理论工作廓面。并对其进行参数设计,利用CROE建模软件进行三维建模。并用ADAMS软件进行动力学仿真,对从动盘的运动参数进行分析,看是否满足预期运动,进而验证建模的正确性。
  (2)、随后根据微分几何理论,对弧面分度凸轮等价加工和非等价加工进行分析,同时基于单侧加工理论对凸轮加工进行刀位控制方程推导,建立弧面分度凸轮误差数学模型。并对其加工误差进行计算分析,验证方法的可行性。
  (3)、接着利用UGCAM数控加工模块对弧面分度凸轮进行加工仿真,使用优化后的刀轨,通过定制的后处理生成实际加工的NC代码。使用德玛吉DMU50五轴加工机床对生成的代码进行现场加工,验证了弧面分度凸轮数字化加工及定制的后处理器的的正确性。
  (4)、最后研究弧面分度凸轮轮廓面轮廓度误差评定方法,使用MQ8106三坐标测量机对加工好的凸轮进行轮廓加工质量进行测量。并基于快速迭代算法和坐标匹配最优化求解方法,评定了加工完成的凸轮轮廓度误差,评定结果表明在实际生产中的可行性和实用性。
[期刊论文] 肖振乾 王文格 文冬仁
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北大核心
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摘要:目的 对某包装机组中的活动吸爪轮式交接装置进行设计,分析其动力学特性,并进行优化,以使其适合伺服控制.方法 对交接装置中凸轮机构进行设计,建立装置的三维模型,利用虚拟样机技术进行动力学分析.利用遗传算法对机构的凸轮曲线进行优化设计.结果 优化后的装置负载转矩波动幅度从7.7751下降到5.6696 N·m.结论 通过优化凸轮机构引起的阻力矩,可有效地减小装置负载转矩波动幅度,降低对伺服电机性能的要求,提高系统的同步控制精度.
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