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《湘潭大学》 2007年
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弧面分度凸轮机构CAD/CAM/CNC集成研究

杨冬香  
【摘要】: 弧面分度凸轮机构是自动机械中的核心传动装置,具有结构紧凑、性能可靠等优点,广泛应用于轻工机械、纺织机械、数控机床等领域。但是,由于结构的复杂性,设计和制造十分困难,目前我国在弧面凸轮的设计和制造水平上与国外和台湾地区相比还有较大差距,国产弧面凸轮承载能力差、可靠性差、使用寿命短,严重制约了国产弧面分度凸轮机构产品的应用开发。因此,对弧面分度凸轮机构的设计制造理论进行深入研究,大力推进弧面分度凸轮机构CAD/CAM/CNC集成系统的开发应用具有重要意义。为此,本文从提高弧面凸轮加工质量和优化设计手段出发,建立了能有效控制编程误差的刀轨优化方法和弧面分度凸轮机构弹性变形静力分析方法,最后研制开发了弧面分度凸轮机构CAD/CAM/CNC集成系统。具体研究工作如下: 1)分析总结了弧面分度凸轮机构的研究现状与存在的问题,同时对其设计制造的基本理论进行了较全面的概括,阐述归纳了弧面凸轮的加工方法及特点,尤其对普通数控加工工艺方案进行了深入分析。 2)在探讨弧面凸轮传统等步长编程加工编程误差的基础上,建立了非等步长编程和自适应直接插补两种刀轨优化方法。包括非等步长编程刀轨生成流程的设计,基于数据采样的弧面分度凸轮自适应直接插补算法的推导及其G指令格式的定义。并通过加工模拟实例予以算法验证。 3)针对弧面分度凸轮机构产品设计需要,建立了弧面分度凸轮机构的弹性变形静力分析模型与流程。通过深入分析啮合传动的受力情况,确定了相应的有限元模型及其计算流程,并利用有限元软件MSC.Marc进行了实例计算。 4)基于上述研究,开发研制了弧面分度凸轮机构CAD/CAM/CNC集成系统。基于UGII平台,利用VC++ 6.0和UG/Open API开发工具,实现了间歇分度弧面凸轮机构和连续分度弧面凸轮机构的三维实体建模、四轴和五轴数控加工模拟、刀位数据和数控代码自动生成,以及与数控机床之间的通讯传输加工等功能。综上,本文建立的弧面分度凸轮两种刀轨优化方法,为弧面凸轮高速、高精度加工提供了理论依据。弹性变形静力分析,摆脱了凭经验估算其极限承载能力的落后局面,奠定了自适应优化设计的基础。CAD/CAM/CNC集成系统,为弧面分度凸轮机构的设计制造提供了软件支持,同时为后续研究构建了综合有效平台。
【学位授予单位】:湘潭大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TH112.2

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 刘言松;曹巨江;贺炜;;基于多刀铣削过程的弧面分度凸轮建模方法[J];机械传动;2011年09期
中国硕士学位论文全文数据库 前3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 匡正;基于多体系统的弧面凸轮廓面误差系统分析与预测研究[D];湘潭大学;2011年
3 刘海涛;基于CATIA/CAA的弧面凸轮参数化建模及数控加工[D];武汉科技大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 刘俊生;刘志良;罗爱辉;贺炜;;数控加工中心ATC弧面分度凸轮运动学问题研究[A];第十三届全国机构学学术研讨会论文集[C];2002年
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9 曹西京;曹巨江;李鸿升;孙秀芳;;点啮合球锥滚子弧面凸轮机构及应用[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
10 葛正浩;蔡小霞;杨芙莲;;基于包络原理直动滚子从动件圆柱凸轮机构廓面设计的新方法[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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姬俊锋;复杂整体叶轮数控加工关键技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
2 李静;提高大型曲轴切点跟踪磨削轮廓精度的关键技术研究[D];上海大学;2011年
3 王丽红;基于数字化设计的家禽取内脏机关键技术研究[D];中国农业机械化科学研究院;2011年
4 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
5 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
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7 游有鹏;开放式数控系统关键技术研究[D];南京航空航天大学;2002年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 余森楠;参数曲线曲面的曲率自适应实时插补技术研究[D];大连理工大学;2010年
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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 段纯;高速胶印机递纸牙机构关键零部件分析[D];合肥工业大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李海伦;基于曲率特征的点云数据区域分割和钣金件曲面拟合的技术研究[D];西南交通大学;2012年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 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
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1 苗淑杰;王金;;基于空间啮合原理对弧面分度凸轮廓面的研究[J];黑龙江科技信息;2007年06期
2 卫建平;;弧面分度凸轮机构中蜗杆凸轮的数控加工[J];机械工人(冷加工);2007年04期
3 王其超,肖正扬,彭国勋;弧面分度凸轮机构啮合特性的研究[J];机械设计;1993年05期
4 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
5 张玲爱,张跃明,杨延峰;基于Pro/E的弧面分度凸轮的三维设计[J];机械设计;2005年07期
6 刘言松,贺炜;弧面分度凸轮机构动态仿真[J];现代机械;2005年04期
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1 杨冬香;弧面分度凸轮机构CAD/CAM/CNC集成研究[D];湘潭大学;2007年
2 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
3 龚青山;弧面分度凸轮机构三维建模及数控加工仿真[D];武汉科技大学;2009年
4 胡新蕾;基于UG的弧面分度凸轮机构的参数化设计及仿真分析[D];青岛大学;2009年
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