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《北京工业大学》 2005年
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用于数控加工中心的弧面凸轮的理论研究

张玲爱  
【摘要】:弧面分度凸轮机构是一种用于两垂直交错轴间的间歇分度步进传动机构。由于定位精度高、可靠性好等特点,弧面分度凸轮机构被广泛应用于各种自动机械上,例如传送机械、机床、压力机送料装置以及装配系统等等。弧面分度凸轮的工作廓面是空间不可展曲面,很难用常规的方法进行测绘,也不能用展开成平面廓线的方法进行设计,因此其设计和制造都比较复杂,在一定程度上限制了其发展。论文首先在空间啮合理论的基础上,采用坐标变换法推导出弧面分度凸轮的工作廓面方程、啮合方程和压力角计算公式,并对弧面分度凸轮的啮合特性进行了深入的分析研究,对判断曲面能否正确啮合的依据如根切界限方程、啮合界限方程、诱导主曲率进行推导,并给出算例。对弧面分度凸轮的轴向齿形和法向齿形进行了分析,得出了弧面分度凸轮工作廓面与轴截面和法截面的交线均为曲线的结论。通过对弧面分度凸轮加工中的廓面误差原因的分析,对弧面分度凸轮加工中的各单项误差的计算建立数学模型。文章对弧面分度凸轮的刀位补偿加工法进行了重点的介绍,推导出刀位补偿法加工时理论误差的计算公式,并用matlab编程计算了用刀位补偿法加工ATC 用弧面凸轮时的理论误差以及当给定最大理论误差时,允许使用的最大刀具半径。最后用Pro/E 进行弧面分度凸轮的三维设计,以Visual C++为计算工具,应用Pro/Engineer 强大的曲面造型功能设计出弧面分度凸轮的工作廓面。通过与实物对比,证实了该弧面分度凸轮的设计计算及其三维CAD 仿真都是正确的。
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TG659

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 李丙才;吴小伟;杨青年;;弧面分度凸轮的实体造型及数控加工[J];兰州理工大学学报;2008年03期
2 杨冬香;阳大志;;基于不同滚子从动件类型的弧面凸轮CAD集成系统开发[J];机电工程技术;2009年06期
3 杨冬香;胡自化;徐宏;孔马斌;张平;;基于数据采样的弧面凸轮自适应直接插补算法[J];机械科学与技术;2008年03期
4 胡自化;杨冬香;徐宏;孔马斌;;弧面凸轮多轴数控加工编程系统的研究[J];湘潭大学自然科学学报;2007年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 卜凡华;加工中心自动换刀装置(ATC)弧面凸轮加工工艺研究[D];北京工业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 汤熊;基于UG & VERICUT的弧面凸轮多轴数控加工仿真实现[D];湘潭大学;2009年
2 刘杰梅;弧面凸轮廓面加工误差高效虚拟测量技术的研究[D];湘潭大学;2011年
3 郝彩红;基于VC++的弧面分度凸轮机构参数化设计与仿真[D];天津工业大学;2007年
4 刘明;弧面分度凸轮机构参数优化设计及其动力学研究[D];大连交通大学;2008年
5 黄莹;弧面凸轮的反求工程研究[D];陕西科技大学;2012年
6 张丹丹;弧面凸轮式自动换刀装置凸轮机构的设计与研究[D];内蒙古工业大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程金石;弧面凸轮单侧加工原理初探[J];大连轻工业学院学报;1998年02期
2 周定伍 ,王建强 ,周上;弧面凸轮五轴联动数控行星磨削设备应用[J];航空制造技术;2001年S1期
3 曹巨江,李鸿升;一种新型的弧面凸轮机构及应用[J];机床与液压;2003年05期
4 邹慧君,何有钧,郭为忠;空间凸轮的两重包络法加工原理初探[J];机械传动;1999年04期
5 李建功,杜明华;利用柱面坐标设计弧面分度凸轮的轮廓曲面[J];机械科学与技术;2003年04期
6 陶学恒,王其超,肖正扬;点啮合弧面分度凸轮机构装置性能的实验研究[J];机械科学与技术;1997年02期
7 黄寿荣,黄家贤;弧面分度凸轮的张量法设计[J];机械设计;1995年08期
8 王其超;我国弧面分度凸轮机构研究的综述及展望[J];机械设计;1996年10期
9 贺炜,彭国勋,胡亚平,曹惟庆;弧面分度凸轮机构传动系统非线性动力学特性研究[J];机械工程学报;2000年11期
10 郭为忠;空间凸轮廓面非等价加工的基本原理[J];三峡大学学报(自然科学版);2001年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩成顺,董申,唐余勇;大型光学非球面超精密磨削的几何模型研究[J];兵工学报;2004年06期
2 张志良,刘乘,唐静静;新型复合易拉盖冲切热压工艺及装置的研究[J];包装与食品机械;2004年04期
3 李俭,殷国富;应用单参数曲面族包络面理论计算和分析圆锥凸轮机构[J];成都大学学报(自然科学版);1998年01期
4 潘洪平 ,谢水生 ,董申 ,梁迎春 ,陈汝欣;钢球表面质量评价系统用展开轮的理论研究[J];轴承;2001年12期
5 鲍青山,唐余勇,汪云涛;有关工程几何中求运动反问题的几种解法[J];常州工业技术学院学报;1999年04期
6 王永青,范金,林乐忠,卢杰持;火箭喷管等倾角螺旋槽铣削加工中刀具干涉分析[J];大连理工大学学报;2001年05期
7 马志武;陶学恒;;基于Pro/E的ATC装置中弧面凸轮分度机构设计与仿真[J];大连轻工业学院学报;2006年04期
8 曲坤;张月;;新型定义下圆柱球头铣刀的虚拟制造模型研究[J];大连铁道学院学报;2005年04期
9 曲坤;张月;;凹圆弧球头铣刀新型刃口的主干模型[J];大连交通大学学报;2008年02期
10 曲坤;张月;;圆锥球头铣刀虚拟制造的应用实例[J];大连交通大学学报;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 李大庆;;基于MATLAB6.5和VB6.0的齿轮传动计算机仿真[A];濮阳市首届学术年会论文选编[C];2006年
2 曹巨江;贺炜;葛正浩;曹西京;;我国凸轮机构研究十年回顾[A];第五届全国凸轮机构学术会议暨中日凸轮学术交流会议论文集[C];2003年
3 陶学恒;肖正扬;刘健;;新型双半球形滚子齿式弧面凸轮分度机构的基本构思[A];第五届全国凸轮机构学术会议暨中日凸轮学术交流会议论文集[C];2003年
4 唐伟;周以齐;;空间分度凸轮的数控加工技术研究[A];第五届全国凸轮机构学术会议暨中日凸轮学术交流会议论文集[C];2003年
5 郭为忠;邹慧君;;空间凸轮廓面的两重包络加工实验[A];第五届全国凸轮机构学术会议暨中日凸轮学术交流会议论文集[C];2003年
6 荆菁;陶学恒;冯少岭;苗苗;;基于Inventor新型双半球形滚子齿式弧面分度凸轮机构实体造型[A];全国印刷、包装机械凸轮、连杆机构学术研讨会(第6届全国凸轮机构学术年会)论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孔令叶;轴对称回转曲面精密磨削加工技术研究[D];广东工业大学;2011年
2 刘小光;圆形基准孔Hy-Vo齿形链啮合设计及其传动性能研究[D];吉林大学;2011年
3 陈俊华;摆动从动件空间凸轮设计及非等径加工研究[D];南昌大学;2011年
4 付振山;滚珠型弧面分度凸轮机构的啮合特性研究[D];山东大学;2011年
5 李蕾;滚珠型弧面分度凸轮机构的动力学分析及其性能研究[D];山东大学;2011年
6 石照耀;复杂螺旋曲面特征线测量的理论与技术研究[D];合肥工业大学;2001年
7 王宪平;并联机构的机构分析及流形多体系统研究[D];国防科学技术大学;2001年
8 郑子文;超精密机床伺服控制技术研究[D];国防科学技术大学;2001年
9 王经卓;基于Internet的机械产品远程协同设计原理与实施方法的研究[D];四川大学;2001年
10 谭昕;平面二次包络环面蜗杆副数字化造型理论及仿真研究[D];武汉理工大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 昝辉;修正型平面二包环面蜗杆副接触型式和齿面结构研究[D];河南理工大学;2010年
2 刘冬;双凸轮联动自动换刀装置多体动力学仿真研究[D];大连理工大学;2010年
3 汤熊;基于UG & VERICUT的弧面凸轮多轴数控加工仿真实现[D];湘潭大学;2009年
4 张天喆;基于两重包络原理铣削圆柱凸轮廓面的误差分析[D];天津理工大学;2010年
5 马超;非等价加工圆柱凸轮廓面误差的试验研究[D];天津理工大学;2010年
6 李红梅;双圆弧弧齿锥齿轮齿面接触分析[D];太原理工大学;2011年
7 李卉;基于刃边齿条形测头的齿轮在机测量的误差分析[D];沈阳工业大学;2011年
8 姜鹤;单螺杆马达啮合副啮合心梗的研究[D];沈阳工业大学;2011年
9 卢佳兴;直纹面准双曲线齿轮切齿法研究[D];吉林大学;2011年
10 蒋益飞;曲轴复合车削自动换刀系统的研究[D];武汉理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 金洵浩,顾绍元,彭斐;弧面分度凸轮机构特性曲线图谱的计算机辅助设计[J];船舶工程;1995年02期
2 施永乐;蜗杆凸轮式高速间歇运动机构啮合特性的研究[J];东北工学院学报;1983年04期
3 彭彦平;;孤面凸轮基本方程的重新推导[J];大连轻工业学院学报;1993年Z1期
4 苗苗;陶学恒;;球形滚子弧面凸轮分度机构模态分析[J];大连轻工业学院学报;2005年04期
5 荆菁;陶学恒;冯少岭;;新型双半球形滚子齿式弧面凸轮分度机构参数化设计[J];大连轻工业学院学报;2006年01期
6 张策,杨玉琥,周行舟,姚燕安;跃度连续的通用简谐梯形组合凸轮曲线[J];大连轻工业学院学报;1995年03期
7 常勇,马喜川,徐克非,李延平,刘国祥,刘远伟;推导凸轮机构压力角表达式的通用有效新方法[J];大连轻工业学院学报;1995年03期
8 杨玉琥,姚燕安,张策,陆锡年;跃度连续的通用简谐梯形组合凸轮曲线的参数优化[J];大连轻工业学院学报;1995年03期
9 杨方;弧面凸轮分度机构的啮合理论分析[J];大连轻工业学院学报;1995年03期
10 陶学恒,肖正扬;弧面凸轮分度机构动力学模型的理论探讨[J];大连轻工业学院学报;1996年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 郭天太;基于VR的虚拟测试技术及其应用基础研究[D];浙江大学;2005年
2 孟娜;基于激光扫描点云的数据处理技术研究[D];山东大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴福鸣;基于双正交非均匀B样条小波的曲面光顺[D];福建师范大学;2010年
2 彭燕军;复杂产品反求项目组织及实施技术研究[D];西华大学;2011年
3 陈裕芹;反求工程在发动机叶片检测中的应用研究[D];广东工业大学;2011年
4 黎波;面向再设计的逆向工程CAD建模技术研究[D];广东工业大学;2011年
5 郑武;弧面分度凸轮的廓面误差补偿及基于SolidWorks的运动仿真[D];西安理工大学;2002年
6 刘炉山;基于数字化样件的虚拟测量及数据处理技术[D];南京航空航天大学;2003年
7 张王全;弧面分度凸轮运动特性及其参数化仿真研究[D];西北工业大学;2004年
8 简正伟;逆向工程在车身覆盖件造型方法与检测中的应用研究[D];燕山大学;2005年
9 杨延峰;用于数控机床的弧面分度凸轮的设计与制造[D];北京工业大学;2005年
10 宋丽娟;弧面分度凸轮的三坐标机测量[D];大连理工大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 李丙才;吴小伟;杨青年;;弧面分度凸轮的实体造型及数控加工[J];兰州理工大学学报;2008年03期
2 吴小伟;王宏松;高永梅;;弧面分度凸轮高速专用铣床的研究[J];机床与液压;2011年20期
3 唐茂;李俭;张跃华;;圆锥凸轮廓面数控加工刀具轨迹方程的统一建模方法研究[J];机械传动;2010年09期
4 杨冬香;阳大志;;基于不同滚子从动件类型的弧面凸轮CAD集成系统开发[J];机电工程技术;2009年06期
5 杨冬香;胡自化;徐宏;孔马斌;张平;;基于数据采样的弧面凸轮自适应直接插补算法[J];机械科学与技术;2008年03期
6 孔马斌;胡自化;李慧;陈小告;张平;;基于等距曲面的弧面凸轮单侧面数控加工刀位优化算法[J];机械工程学报;2008年11期
7 陈小告;胡自化;杨冬香;孔马斌;;弧面凸轮自适应数控编程算法与进给速度控制[J];机械与电子;2008年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 卜凡华;加工中心自动换刀装置(ATC)弧面凸轮加工工艺研究[D];北京工业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 汤熊;基于UG & VERICUT的弧面凸轮多轴数控加工仿真实现[D];湘潭大学;2009年
2 王蕾;平行分度凸轮机构的理论轮廓及动力学分析[D];中国海洋大学;2011年
3 张丹凤;数控系统插补算法研究及设计[D];东北大学;2009年
4 安聪锋;电机加工专用设备分度机构研究[D];青岛科技大学;2011年
5 陈小告;弧面分度凸轮多轴联动加工综合误差分析研究[D];湘潭大学;2009年
6 唐晓鹏;弧面分度凸轮机构啮合特性分析与仿真[D];西安理工大学;2010年
7 侯喜林;弧面分度凸轮机构参数优化设计和仿真[D];兰州理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程金石;弧面凸轮单侧加工原理初探[J];大连轻工业学院学报;1998年02期
2 唐续俞,蒋鲲;等距曲面、斜等距曲面及其应用[J];黑龙江大学自然科学学报;1998年03期
3 邹慧君,何有钧,郭为忠;空间凸轮的两重包络法加工原理初探[J];机械传动;1999年04期
4 陈立群,张艳鸣,沈允文;弧面分度凸轮加工进给速度修正及编程[J];机械传动;2000年04期
5 熊第霖,肖正扬;弧面凸轮机构啮合原理及其应用[J];机械科学与技术;1994年01期
6 陶学恒,王其超,肖正扬,熊第霖;点啮合弧面凸轮分度机构的啮合理论及分析[J];机械科学与技术;1996年04期
7 陶学恒,肖正扬,刘健,王其超,吴宏基;包络蜗杆分度凸轮机构点啮合的媒介共轭原理[J];机械设计;1999年10期
8 王其超;我国弧面分度凸轮机构研究的综述及展望[J];机械设计;1996年10期
9 王科社,张怀存,杨庆东,朱骥北;加工中心ATC凸轮式与液动式的比较[J];组合机床与自动化加工技术;1995年09期
10 廉元国;加工中心的新近技术动向[J];机床;1990年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 肖乾,周新建,周惠兰,张缓缓;面向压铸模具的Pro/E的CAD功能应用[J];华东交通大学学报;2004年05期
2 韩从亚,余际星;齿轮精密成形CAD/CAPP2.0系统开发[J];塑性工程学报;2003年04期
3 易际明,吴莉华;注射模CAD/CAM/CAE集成技术研究[J];轻工机械;2004年02期
4 肖乾,周新建,周惠兰,张缓缓;基于Pro/Engineer的压铸模CAD实现方法研究[J];电加工与模具;2004年S1期
5 曾祥光;利用Pro/ENGINEER进行凸轮设计与运动分析研究[J];煤矿机械;2004年10期
6 石艳;黄亚纯;黄文权;;注塑模具的CAD/CAM[J];重庆工学院学报;2005年11期
7 张卫东;刘凯;王智民;马朝锋;;反向工程在风扇注塑模具设计中的应用[J];铸造技术;2005年12期
8 薛彦青,张宝军,王凤华;应用Pro/Engineer设计气缸体铸造模具[J];铸造;2003年05期
9 王华侨,李新洲,许建明;Pro/Engineer在模具设计与数控编程中的应用[J];电加工与模具;2004年S1期
10 阎峰云,张占领,郝远,李元东;基于Pro/Engineer平台的镁合金智能压铸模设计[J];热加工工艺;2005年04期
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1 王跃进;陶良云;;基于Pro/Engineer的塔机套架参数化设计[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年
2 伊启中;;Pro/ENGINEER软件在汽车覆盖件逆向工程中的应用[A];福建省科协第四届学术年会——提升福建制造业竞争力的战略思考专题学术年会论文集[C];2004年
3 崔芮华;吴品华;;交流接触器智能设计系统开发[A];中国电工技术学会低压电器专业委员会第十二届学术年会论文集[C];2005年
4 王骁;万林;杨波;石爱国;杨宝璋;;基于Pro/ENGINEER曲面建模技术的三维船体造型设计[A];1995-2009航海技术论文选集(第2集)[C];2010年
5 杨刚;刘开昌;谢之伟;徐滨;;基于Pro/Engineer的脉动发生机构的虚拟装配[A];福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专题学术年会论文集[C];2005年
6 王根会;李宁;;机构仿真在模切机设计上的应用[A];全国印刷、包装机械凸轮、连杆机构学术研讨会(第6届全国凸轮机构学术年会)论文集[C];2005年
7 朱惠玉;孙忠良;张建志;宰守香;;基于Pro/ENGINEER的快速原型技术[A];2004年晋冀鲁豫鄂蒙川云贵甘沪十一省市区机械工程学会学术年会论文集(河南分册)[C];2004年
8 常旭睿;;基于Pro/ENGINEER的端盖压铸模设计[A];2008重庆市铸造年会论文集[C];2008年
9 伊启中;;Pro/ENGINEER软件在汽车覆盖件逆向工程中的应用[A];福建省科协第四届学术年会提升福建制造业竞争力的战略思考专题学术年会论文集[C];2004年
10 陈仙清;;Pro/ENGINEER软件在小家电产品设计中的应用[A];福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专题学术年会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 孙泠;制造业重心向中国偏移 PLM应用开始升温[N];中国高新技术产业导报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 张瑞亮;双圆弧弧齿锥齿轮传动啮合特性的研究[D];太原理工大学;2010年
2 周凯红;基于预定啮合特性的螺旋锥齿轮点啮合齿面设计及CNC制造技术研究[D];中南大学;2009年
3 武志斐;FSH锥齿轮传动啮合特性的理论与实验研究[D];太原理工大学;2012年
4 李蕾;滚珠型弧面分度凸轮机构的动力学分析及其性能研究[D];山东大学;2011年
5 尹明富;空间凸轮机构设计 误差分析与单侧面加工理论及实验研究[D];西安理工大学;2003年
6 卜凡华;加工中心自动换刀装置(ATC)弧面凸轮加工工艺研究[D];北京工业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张玲爱;用于数控加工中心的弧面凸轮的理论研究[D];北京工业大学;2005年
2 姚静媛;双圆弧齿轮的啮合特性研究及仿真[D];太原理工大学;2006年
3 王翠香;基于Pro/Engineer平台的三维塑料注射模中小型模架库的建立[D];兰州理工大学;2004年
4 斯琴;基于Pro/E系统的个性化人体骨骼的三维建模及其数控加工的研究[D];大连理工大学;2004年
5 李继科;火炮供输弹系统虚拟样机技术研究[D];南京理工大学;2004年
6 张光伟;基于实例推理的数控缠绕机智能CAD系统[D];武汉理工大学;2005年
7 陈晓东;基于Pro/ENGINEER平台零件库的二次开发[D];兰州理工大学;2005年
8 刘宪伟;异型功能曲面数字化创成技术研究[D];山东大学;2005年
9 张俊河;面向注塑模的Pro/E二次开发[D];大连理工大学;2006年
10 仲大伟;专用焊接打磨机器人动力学及仿真[D];兰州理工大学;2004年
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