【技术实现步骤摘要】
一种基于参数化建模的弧面凸轮分度机构传动精度分析方法
本专利技术涉及弧面凸轮分度机构传动精度的检测分析
,涉及一种仿真平台。具体为基于参数化建模仿真平台对弧面凸轮分度机构的传动精度进行检测分析,涉及一种包括上述仿真平台的检测分析方法。
技术介绍
自动换刀装置(ATC)是数控加工中心的重要功能部件,弧面凸轮分度机构是自动换刀装置中的关键零部件。在研究ATC的换刀过程中,找到影响换刀精准度的主要因素能够为自动换刀装置的调整带来便利,提高换刀的精准度。通过分析空间分度机构的啮合原理和运动规律,结合弧面凸轮廓面误差模型的建立过程,分析出无法通过面凸轮廓面误差模型反求从动转盘的运动规律;因此,本专利技术采用VB软件设计误差参数化弧面凸轮分度机构运动仿真平台,通过建模软件建立含加工误差的弧面凸轮模型和分度机构模型,在运动仿真软件中进行数值仿真实验分析。采用仿真实验的方式能够有效的得到从动转盘的运动规律,而且实验成本大幅度降低,参数化过程使仿真实验高效可靠,具有很强的现实意义。
技术实现思路
本专利技术目的在于提出了一种基于参数化建模的弧面凸轮分度机构传动精度分析方法,对弧面凸轮传动精度进行仿真检测,实现弧面凸轮分度机构建模、运动仿真过程的一体化和自动化,实现检测过程的低成本、高效率。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案为一种基于参数化建模的弧面凸轮分度机构传动精度分析方法。搭建基于参数化建模的仿真平台,该仿真平台包含用户界面、MATLAB数值计算软件、Solidworks建模软件和ADAMS运动仿真软件。用户界面由VB程序设计搭建,其中包含了各项误差参数的输入控 ...
【技术保护点】
1.一种基于参数化建模的仿真平台,其特征在于:该仿真平台包含用户界面、MATLAB数值计算软件、Solidworks建模软件和ADAMS运动仿真软件;用户界面由VB程序设计搭建,其中包含了各项误差参数的输入控件,各输入控件为计算、修改、分析功能控件,以及实验结果的输出控件;MATLAB数值计算软件的中包含了含各项误差模型的弧面凸轮廓面方程及数据点计算和仿真结果分析;Solidworks建模软件包含了弧面凸轮建模和弧面凸轮分度机构建模;ADAMS运动仿真软件包含了弧面凸轮分度机构运动仿真,及仿真结果输出;整个弧面凸轮分度机构传动精度仿真分析平台由用户界面的内部程序控制按照既定的顺序调用运行。
【技术特征摘要】
1.一种基于参数化建模的仿真平台,其特征在于:该仿真平台包含用户界面、MATLAB数值计算软件、Solidworks建模软件和ADAMS运动仿真软件;用户界面由VB程序设计搭建,其中包含了各项误差参数的输入控件,各输入控件为计算、修改、分析功能控件,以及实验结果的输出控件;MATLAB数值计算软件的中包含了含各项误差模型的弧面凸轮廓面方程及数据点计算和仿真结果分析;Solidworks建模软件包含了弧面凸轮建模和弧面凸轮分度机构建模;ADAMS运动仿真软件包含了弧面凸轮分度机构运动仿真,及仿真结果输出;整个弧面凸轮分度机构传动精度仿真分析平台由用户界面的内部程序控制按照既定的顺序调用运行。2.利用权利要求1所述仿真平台进行的一种基于参数化建模的弧面凸轮分度机构传动精度分析方法,其特征在于:该方法具体包括如下步骤,1)计算弧面凸轮廓面数据点;根据分度机构的啮合原理建立弧面凸轮廓面的数学方程;首先建立三个直角坐标系,分别为固定坐标系O0X0Y0Z0,动坐标系O1X1Y1Z1和坐标系O2X2Y2Z2;其中O0X0Y0Z0连接于弧面凸轮分度机构的机架,O0与凸轮的中心重合,X0轴与Y0轴组成的平面与转盘的旋转平面平行,Z0轴与凸轮的转动轴线重合,按右手法则可知Z0垂直纸平面向外;动坐标系O1X1Y1Z1与弧面凸轮相连,原点O1与凸轮中心重合,Z1轴与Z0轴重合且箭头方向一致,X1轴在通过凸轮中心O1并垂直于凸轮转动轴线Z1的平面上,O1X1与O0X0间夹角为α,Y1轴按右手法则判定;坐标系O2X2Y2Z2与从动转盘相连,O2与转盘中心重合,Z2轴与转盘的转动轴线重合,Y2轴可按右手法则判定;圆柱从动滚子工作面上任意点M1在O2X2Y2Z2坐标系的方程式为:其中,x2、y2、z2为M1在O2X2Y2Z2坐标系中的坐标,b为滚子轴线上某一点与转盘轴心O2间的半径,ψ为啮合点在滚子圆柱形坐标中的角度;ψ的计算公式为:其中,r为滚子半径,为机构的瞬时角速比,ω1为弧面凸轮瞬时角速度,ω2为滚子的瞬时角速度;α为凸轮的转角,β为转盘的位置角;其单位法线矢量为(N)2=(Nx2,Ny2,Nz2)T=(0,cosψ,sinψ)T其中,T为矩阵转置;根据共轭曲面设计中凸轮工作廓面与圆柱形滚子工作面接触时满足的条件及空间运动的坐标变换关系,推导在坐标系O1X1Y1Z1中弧面凸轮工作轮廓的曲面方程式为:将M1点坐标带入上述弧面凸轮工作轮廓的曲面方程式,那么在坐标系O0X0Y0Z0中弧面凸轮工作轮廓的曲面方程式为:其中,x1、y1、z1为M1在O0X0Y0Z0坐标系中的坐标;a为凸轮和从动转盘间的中心距;α为凸轮的转角,在凸轮分度期开始处α=0;β为转盘的位置角,是滚子中心和转盘中心的连线与定坐标轴O0X0间的夹角,逆时针为...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙树文,江政权,黄杰,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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