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考虑润滑的摆动凸轮机构性能分析

作　者: 曹一
导　师: 常宗瑜
学　校: 中国海洋大学
专　业: 工程热物理
关键词: 凸轮机构运动学动力学润滑刚度
分类号: TH112.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 12次
引　用: 1次
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内容摘要

摆动滚子从动件凸轮机构在各种自动机械中有着广泛的应用,其动力学性能对整个设备的质量和动态精度有很大的影响。本文以自动平压模切机中的摆动滚子从动件凸轮机构为研究对象,在考虑润滑的条件下对其运动学和动力学特性进行分析。以模切机的开牙凸轮机构的相关尺寸数据为基础,根据基本的从动件运动规律——正弦加速度来计算得到凸轮的轮廓数据。将数据导入ADAMS中建立凸轮的模型,进而完成对整个机构的建模。对防脱离弹簧不同刚度情况下凸轮机构进行仿真,得到不同的运动规律。根据摆动滚子从动件中心的位移和速度曲线判断从动件是否从凸轮轮廓上脱离,进而得到给定预紧力条件下防止从动件脱离的最小弹簧刚度,并得到了凸轮机构接触副的接触力随凸轮转角的变化曲线。以Dowson-Higginson线接触油膜厚度公式为基础,计算了凸轮机构的油膜厚度。以此为基础通过计算油膜厚度的变化量和载荷的变化量得到油膜的刚度,进而得到凸轮机构接触副的当量接触刚度。在ADAMS中将接触刚度以时间为变量参数化,将之前计算的当量接触刚度数据导入,通过仿真分析得到考虑润滑的从动件运动规律和接触力,并与前一章的结果进行对比,得到油膜对运动学和动力学分析的影响。采用有限元方法对凸轮进行受力分析,得到应力分布和变形或位移分布,并讨论了压力角对于凸轮机构的作用。对凸轮进行模态分析,得到不同阶次下凸轮的固有频率和对应频率下的变形或位移分布,为以后的凸轮动态设计打下基础。对凸轮进行热分析,得到了给定工作条件下的温度场和热应力分布。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-16
  1.1 凸轮机构性能的研究意义  10-11
  1.2 凸轮机构动力学和运动学的研究现状及发展方向  11-13
  1.3 油膜对机构产生的影响及已有计算  13-14
  1.4 本文的研究内容  14-16
2 摆动滚子从动件平面凸轮机构运动学和动力学分析  16-33
  2.1 摆动滚子从动件平面凸轮机构建模的准备工作  16-21
  2.2 基于ADAMS 的摆动滚子从动件平面凸轮机构仿真  21-32
    2.2.1 ADAMS 中使用的相关参数  21-27
    2.2.2 不同弹簧刚度对机构的影响  27-32
  2.3 本章小结  32-33
3 考虑润滑的摆动滚子从动件平面凸轮机构运动学和动力学分析  33-53
  3.1 摆动滚子平面凸轮机构接触副的油膜厚度计算  33-52
    3.1.1 弹性流体动压润滑理论  33-36
    3.1.2 润滑膜厚的计算  36-40
    3.1.3 接触刚度的计算  40-43
    3.1.4 考虑润滑时凸轮机构仿真分析  43-52
  3.2 本章小结  52-53
4 基于ANSYS 的凸轮性能分析  53-70
  4.1 有限元法及ANSYS 软件简介  53-54
  4.2 ANSYS 环境下凸轮的建模与网格划分  54-55
  4.3 基于ANSYS 的凸轮应力和变形分析  55-60
  4.4 基于ANSYS 的凸轮的模态分析  60-64
    4.4.1 模态分析的基本原理  60-61
    4.4.2 凸轮的模态分析  61-64
  4.5 凸轮的温度场和热应力分析  64-68
    4.5.1 热分析的基本理论  64-65
    4.5.2 基于ANSYS 的凸轮温度场和热应力分析  65-68
  4.6 本章小结  68-70
5. 结论和展望  70-72
  5.1 本文总结  70-71
  5.2 工作展望  71-72
参考文献  72-77
个人简历  77
发表的学术论文  77

考虑润滑的摆动凸轮机构性能分析

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