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紧凑型自动变幅非正弦驱动连铸振动器的研究

胡世祯  
【摘要】:非正弦振动技术是实现高效连铸的关键技术之一,随着高效连铸的发展,实际生产对结晶器振动装置提出更高的要求。结合结晶器振动装置的原理,本文针对紧凑型机械式结晶器非正弦驱动装置进行了设计研究,在设计非正弦发生器的基础上,完成结晶器振动工艺参数的理论推导和同步控制模型的建立,之后针对结晶器自动变幅机构进行设计,结合结晶器振动台进行运动分析及受力分析,并对振动台进行自由振动模态分析。首先分析了偏心正交面齿轮传动的减变速一体化的原理,推导出偏心面齿轮和圆柱齿轮的节圆曲线,根据偏心正交面齿轮的拟合方程建立偏心面齿轮的齿廓方程,进一步得到偏心面齿轮与小齿轮的啮合曲线,并讨论避免偏心面齿轮出现根切和变尖的原则。其次在偏心正交面齿轮减变速一体化的基础上,完成了结晶器非正弦发生器的设计,有效简化了传动结构,分析了非正弦发生器产生的非正弦曲线,推导了相应的工艺参数计算公式及其合理取值范围,建立了最佳的控制模型。最后对结晶器振幅调节的结构进行了设计,完成了非正弦驱动装置三维设计,驱动电机的选型,对驱动装置进行简化,结合振动台建立刚柔耦合的动力学模型,利用ADAMS进行了动力学和运动学仿真,分析了驱动装置的输出波形以及不同振幅和缓冲弹簧预紧力下铰点受力的变化。建立振动系统的动力学分析模型并确定模型的相关参数,建立微分方程,分析了振动系统的固有特性。


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