【摘要】： 傳統(tǒng)的插齒機(jī)主運(yùn)動機(jī)構(gòu)采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu),滑塊往復(fù)運(yùn)動速度為變化范圍較大的變速運(yùn)動,插齒加工時(shí),需要增加切入和切出較長一段空切行程,才能獲得比較均勻的切齒工作行程切削速度。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動不具有急回特性,在同樣的往復(fù)頻率下,插齒行程和空回行程占據(jù)同樣的時(shí)間,限制加工效率的提高。為了獲得工作行程內(nèi)速度均勻特性,縮短工作空行程,提高回程速度,本文進(jìn)行具有急回特性的雙曲柄滑塊六桿機(jī)構(gòu)在插齒機(jī)主運(yùn)動的應(yīng)用研究與設(shè)計(jì)。 本文首先研究了當(dāng)前國內(nèi)外插齒機(jī)領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。然后針對插齒機(jī)主運(yùn)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求,進(jìn)行了具有急回特性的雙曲柄滑塊六桿機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。通過對機(jī)構(gòu)運(yùn)動規(guī)律和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析,建立該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)模型,分析了關(guān)鍵構(gòu)件的位移、速度和加速度特性。 以主運(yùn)動構(gòu)件在工作行程內(nèi)速度均勻?yàn)閮?yōu)化目標(biāo)建立目標(biāo)函數(shù),以該機(jī)構(gòu)的各個(gè)構(gòu)件尺寸為設(shè)計(jì)變量確定約束條件,建立數(shù)學(xué)模型,應(yīng)用優(yōu)化軟件,求解出優(yōu)化結(jié)果。以三維建模軟件SolidWorks軟件為設(shè)計(jì)平臺,建立了雙曲柄滑塊六桿機(jī)構(gòu)的三維幾何模型。將該模型導(dǎo)入到機(jī)械系統(tǒng)仿真軟件ADAMS/View中,利用其交互的圖形界面和仿真單元庫,構(gòu)建了該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動仿真模型,并進(jìn)行仿真求解。從仿真結(jié)果可以看出,該機(jī)構(gòu)的尺寸優(yōu)化,可以大大改善插齒機(jī)運(yùn)動性能,提高插削效率。 根據(jù)插齒機(jī)總體結(jié)構(gòu)尺寸及位置要求,結(jié)合優(yōu)化的機(jī)構(gòu)尺寸,建立了該機(jī)構(gòu)的數(shù)字樣機(jī)模型,并進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)評價(jià),在物理樣機(jī)制造之前,應(yīng)消除各零部件的設(shè)計(jì)缺陷,以縮短開發(fā)時(shí)間,節(jié)約開發(fā)成本,提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了工程詳細(xì)設(shè)計(jì),繪制出了結(jié)構(gòu)裝配圖。對設(shè)計(jì)出的機(jī)構(gòu),再次進(jìn)行運(yùn)動仿真,驗(yàn)證了該結(jié)構(gòu)應(yīng)具有的運(yùn)動特性。 應(yīng)用有限元分析軟件,對主運(yùn)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動箱進(jìn)行了模態(tài)分析,得出其固有頻率,并給出了相應(yīng)的主振型圖。對主運(yùn)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵零件進(jìn)行動態(tài)靜力分析,連桿為平面運(yùn)動,產(chǎn)生較大的慣性力。對應(yīng)機(jī)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)所能承受的最大支反力,求解主動件的最大角速度,為高速插齒機(jī)的研究提供參考依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TH112
【圖文】：

分桿件尺寸并增加了一些活動構(gòu)件，減輕了改裝的復(fù)雜程度。2.1.3 工作原理圖2.1所示的雙曲柄滑塊六桿機(jī)構(gòu)工作原理是，先由雙曲柄機(jī)構(gòu)將運(yùn)動源傳來的等速轉(zhuǎn)動變?yōu)椴坏人俎D(zhuǎn)動，再由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)將不等速轉(zhuǎn)動變?yōu)榛瑝K的具有急回特性的往復(fù)直線運(yùn)動。其中，ABCD構(gòu)成雙曲柄機(jī)構(gòu)，DEF構(gòu)成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，桿件CD與DE是剛性聯(lián)接，其夾角為φ ；AB是主動曲柄，它以角速度1ω 順時(shí)針轉(zhuǎn)動

可以確定各構(gòu)件及其上某些點(diǎn)的加速缺少的前提條件。在機(jī)械中，要對其運(yùn)動強(qiáng)度、振都與動載荷或慣性力的大小和變化有關(guān)。因此，對桿滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動過程中，滑塊作往復(fù)直線運(yùn)動，動曲柄軸的運(yùn)動較為復(fù)雜，相對主動曲柄來說是從，在實(shí)際分析中，為使問題簡化，以從動曲柄軸為動和往復(fù)運(yùn)動。這樣，圖2.1所示的六桿機(jī)構(gòu)可看作塊機(jī)構(gòu)的綜合，故可分別對其進(jìn)行運(yùn)動分析。這兩鍵部件滑塊在作往復(fù)運(yùn)動時(shí)，其速度和加速度都是值及變化規(guī)律對雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)以及插齒機(jī)整體的該雙曲柄滑塊六桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)的主要任務(wù)就是研究1 2 3 4l l l l 的運(yùn)動分析

滑塊位移分析：2 2 25 6 5 6 5 3 6 5 32 25 35 6 5 3 626cos sinsincos 1F DFS l l S l l l l lll l l llθ φ θ φθ φθ φ= + = + = + （ － ） （ － ）（ － ）（ － ）令2 25 326lsinxlθ φ=（ － ）， f ( x ) = 1 x將其展開為 x = 0的一階泰勒公式：f ( x ) = f (0) + f ′(0) xf (0) = 1，01 1(0)2 12xfx= ′ = = 1( ) 12∴ f x ≈ x故有圖 2.3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2778835