弧面分度凸輪機構(gòu)運動可靠性分析與設(shè)計.pdf

1、弧面分度凸輪機構(gòu)是可實現(xiàn)高速間歇分度運動的精密機構(gòu)，由于具有分度精度高、傳動平穩(wěn)、定位精準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大等優(yōu)點，被廣泛運用于各種自動、半自動設(shè)備中。但是由于在機構(gòu)里存在著各種不確定性因素，導(dǎo)致弧面分度凸輪機構(gòu)的運動精度降低，為此，本文針對弧面分度凸輪機構(gòu)的運動精度可靠性及其概率設(shè)計展開研究，以弧面凸輪的廓面方程為基礎(chǔ)，建立機構(gòu)的運動誤差模型，對弧面分度凸輪機構(gòu)開展可靠性與可靠性靈敏度分析，并基于可靠性靈敏度分析，對機構(gòu)進行概率設(shè)

2、計。具體內(nèi)容如下：
　　1、根據(jù)弧面凸輪的加工分析以及空間嚙合理論，對弧面凸輪的實際廓面方程進行推導(dǎo)，再采用微分法對所求廓面方程進行全微分求得機構(gòu)的運動誤差模型及各誤差傳遞系數(shù)，并以求得的誤差模型為基礎(chǔ)，采用蒙特卡洛抽樣，對機構(gòu)運動誤差的概率分布情況進行分析，結(jié)果表明，當(dāng)弧面分度凸輪機構(gòu)各尺寸參數(shù)變量服從正態(tài)分布時，機構(gòu)運動輸出誤差也服從正態(tài)分布。
　　2、在考慮各不確定性因素對機構(gòu)運動精度的影響下，分別采用一次二階矩方法和

3、包絡(luò)法對機構(gòu)運動的點可靠性和區(qū)間可靠性進行分析。通過數(shù)值實例求得機構(gòu)運動精度失效概率曲線。其中，點可靠性對應(yīng)的失效概率曲線反映了機構(gòu)在運動過程中不同時刻失效概率的變化情況，區(qū)間可靠性對應(yīng)的失效概率曲線表征機構(gòu)在不同運動區(qū)間上失效概率的變化情況。比較兩種可靠性分析方法，機構(gòu)的區(qū)間可靠性分析更能準(zhǔn)確地反映機構(gòu)在整個運動行程上實現(xiàn)期望預(yù)定規(guī)律的精度的高低，其結(jié)果更加符合實際情況。
　　3、通過機構(gòu)的可靠性靈敏度分析，可以了解到機構(gòu)運動精

4、度對各誤差要素的敏感程度，數(shù)值實例表明，弧面凸輪與分度盤安裝的軸交角誤差對機構(gòu)運動可靠性影響最大，因此，為了使機構(gòu)運動具有足夠的可靠性，應(yīng)加強對弧面凸輪與分度盤的軸交角誤差的控制。開展了基于可靠性靈敏度的穩(wěn)健設(shè)計，以可靠性靈敏度最小作為目標(biāo)函數(shù)進行優(yōu)化，優(yōu)化的結(jié)果降低了機構(gòu)的運動精度可靠度對各隨機變量標(biāo)準(zhǔn)差的變化的敏感程度，同時提高了機構(gòu)的運動精度可靠度；在此優(yōu)化結(jié)果的基礎(chǔ)上，基于加工成本—公差模型，建立以制造成本為目標(biāo)的公差分配優(yōu)化數(shù)