新型變位機的設計與研究.pdf

1、重載變位機的設計與制造對于我國的裝備制造業(yè)尤其是對石油、核電、風電等能源設備及其重要,全面提高重載變位機的設計、制造能力和技術水平具有重大的社會意義和經濟價值。本文密切結合國家重大產業(yè)對切削用變位機的迫切需求及其技術現(xiàn)狀,在國家重大科技專項(2009ZX04002-061)資助下,對該課題的新型變位機進行了比較全面的探索研究工作,以期為提高國內的重載變位機設計與研究做貢獻。本文的設計研究工作涉及以下幾個方面:(1)改進傳統(tǒng)變位機的翻轉系

2、統(tǒng),設計新的傳動構型。通過計算和仿真表明如果利用曲柄搖桿機構實現(xiàn)變位機的翻轉,在相近的條件下相比于比傳統(tǒng)的齒輪傳動系統(tǒng),新型變位機所需主驅動電機功率更小,其翻轉到極限位置時機構具有自鎖功能,結構更緊湊,占用空間小。在本變位機的設計要求下,基于機構運動過程中的最小傳動角能達到最大值這個優(yōu)化目標,對機構進行優(yōu)化,優(yōu)化結果表明對心型曲柄搖桿機構能達到最佳的傳動效果,并給出了曲柄搖桿機構的各桿件尺寸值。(2)建立了配合切削用變位機的落地式鏜銑床

3、的機床運動學模型,并且運用桿組法建立了變位機本身的運動學、動力學模型?；谔摂M樣機技術,綜合運用Pro/e、ADAMS、ANSYS聯(lián)合對新型變位機進行剛體運動學、動力學仿真,同時對變位機機構學性能進行了驗證,為變位機的強度校核、鉸鏈選擇等提供依據(jù)。另外,將變位機中的變形量相對最大的連桿視為柔性體,其余部分視為剛性體,對變位機進行剛柔耦合仿真,分析柔性連桿對變位機的翻轉角度、驅動力的影響;將變位機剛體運動學、動力學仿真結果和剛柔耦合仿真結

4、果進行比較,這對變位機的運動、動力理論分析、桿件疲勞預測、誤差分析和控制算法建模都有重要的借鑒意義。(3)介紹了模態(tài)分析的理論基礎以及應用,運用ANSYS對新型變位機的兩個關鍵部件:底座和協(xié)調桿連接座進行模態(tài)分析,得到了固有頻率和各階振型,分析了零件的脆弱位置,并且提出改進意見。(4)變位機作為落地式鏜銑床的重要部件,其可靠性直接影響機床的加工精度。故運用模糊理論建立了新型變位機的翻轉軸剛度模糊可靠性數(shù)學模型和機構運動可靠性數(shù)學模型,分