凸輪機(jī)構(gòu)可靠性分析.pdf

1、凸輪機(jī)構(gòu)在自動(dòng)機(jī)和自動(dòng)控制裝置中有著廣泛的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代機(jī)械向高速、高精度發(fā)展，對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能提出了更高的要求，凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度和可靠性問(wèn)題越來(lái)越受到工程界和學(xué)術(shù)界的重視。
　　對(duì)于凸輪機(jī)構(gòu)，固然存在內(nèi)外部不確定性，如凸輪機(jī)構(gòu)零部件制造公差、運(yùn)動(dòng)副間隙、零部件的受力受熱變形等。這些隨機(jī)不確定性必然會(huì)降低凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度和可靠性，因此高精度、高可靠性凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論和方法研究具有重要的科學(xué)意義和工程價(jià)值。

2、>　　本文將連桿機(jī)構(gòu)可靠性理論研究成果拓展應(yīng)用到凸輪機(jī)構(gòu)，重點(diǎn)開展凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)時(shí)變可靠性建模、分析和穩(wěn)健設(shè)計(jì)。主要研究?jī)?nèi)容包括研究凸輪機(jī)構(gòu)在考慮尺寸制造誤差情況下的運(yùn)動(dòng)精度時(shí)變可靠性建模與分析，以及基于公差—成本模型的可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法。具體如下：
　?。?）首先對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠性進(jìn)行回溯，闡明了機(jī)構(gòu)可靠性的誤差模型、點(diǎn)可靠性分析模型和時(shí)變可靠性分析模型。介紹了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)點(diǎn)可靠性的求解算法，并重點(diǎn)回顧了基于首次穿越理論的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)變

3、可靠性的求解策略和方法。
　?。?）凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)誤差建模與分析。以偏置直動(dòng)推桿、擺動(dòng)推桿和對(duì)心平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)三種典型機(jī)構(gòu)為例，在凸輪輪廓方程的理論推導(dǎo)基礎(chǔ)上，建立了凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)誤差模型。采用直接線性化方法，將機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)輸出誤差函數(shù)在機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)均值處進(jìn)行泰勒線性展開，進(jìn)而導(dǎo)出前述三類凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)誤差概率模型，并對(duì)其數(shù)學(xué)特征統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行了分析。
　?。?）凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性建模與分析?；谕馆啓C(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)誤差概率模型，

4、分別建立了前述三類凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)可靠性分析模型，包括機(jī)構(gòu)的點(diǎn)可靠性和時(shí)變可靠性分析模型。采用一次二階矩法對(duì)機(jī)構(gòu)的點(diǎn)可靠性進(jìn)行求解。采用均值首次穿越理論對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的時(shí)變可靠度進(jìn)行了求解，進(jìn)而獲得機(jī)構(gòu)在其期望運(yùn)動(dòng)區(qū)間的可靠度或者失效概率，它為后續(xù)高精度凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。
　?。?）凸輪機(jī)構(gòu)的穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法研究。基于公差—成本模型探索了凸輪機(jī)構(gòu)的可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)。以凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)的制造公差為設(shè)計(jì)變量，以時(shí)變可靠度為約束，建立以