Повышение точности вращения круговых приводов подач станков с волновыми редукторами

• Автор: Поляков, Антон Владимирович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 154 с. : ил.

Содержание

Содержание
СОДЕРЖАНИЕ
1 ВВЕДЕНИЕ

1.1 Мехатронные системы в станках

1.2 Волновые редукторы в мехатронных системах станков

1.3 Возможности применения волновых редукторов в станках

1.3.1 Компактные привода. Револьверные Головки

1.3.2 Круговые приводы подач

2 ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ

2.1 Возможные пути решения
2.2 Классическая теоретическая механика
2.3 Моделирование методами теории автоматического управления
2.4 Экспериментальные исследования компактных редукторов
3 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
3.1 Принципы моделирования
3.2 Механическая модель
3.2.1 Механическая твердотельная модель
3.2.2 Гибридная механическая модель
3.2.3 Жесткость зубчатого зацепления
3.2.4 Модель передачи между генератором волн и гибким колесом
3.3 Математическая модель волнового редуктора
3.3.1 Приводное звено
3.3.2 Выходное звено
3.3.3 Неподвижное звено
3.3.4 Вспомогательные функции связей
3.4 Источники колебаний в редукторах
3.4.1 Внешние крутящие моменты
3.4.2 Неточности изготовления отдельных частей редуктора
3.4.3 Колебания жесткости зубчатого зацепления
4 ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
4.1 Структура МАТЬАВ®-31МииИК®модели
4.2 Численное решение уравнений движения
Содержание

4.3 Графическое представление данных
4.4 Цифровая обработка полученных данных
4.5 Применение оконных функций - „windowing“
4.5.1 MATLAB®-nporpaMMa для DFT- анализа ошибки передаточного
отношения
5 РАССМОТРЕНИЕ СОСТАВЛЯЮЩИХ ОШИБКИ ПЕРЕДАТОЧНОГО
ОТНОШЕНИЯ
5.1 Эксцентричное положение генератора волн
5.2 Отклонение формы гибкого колеса
5.3 Отклонение формы жесткого колеса
5.4 Влияние статистической функции жесткости зубчатого зацепления.
6 ПРОГРАММА ИССЛЕДОВАНИЙ И ОПИСАНИЕ СТЕНДА
6.1 Программа практических исследований редуктора
6.2 Описание испытательного стенда
6.2.1 Конструктивные особенности стенда
6.2.2 Измерительная система
6.2.2.1 Измерение углового положения вала
6.2.2.2 Измерение частоты вращения валов
6.2.2.3 Измерение крутящего момента
6.2.3 Управление измерениями, обработка результатов
7 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КРУГОВОГО ПРИВОДА ПОДАЧ
8 ПРОВЕДЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ И РЕЗУЛЬТАТЫ
8.1 Свойства редуктора под действием статических нагрузок
8.1.1 Определение статических характеристик
8.1.2 Диаграмма крутильной жесткости редуктора
8.1.3 Динамические характеристики
8.1.4 Критерии динамической добротности
8.1.5 Определение критериев динамической добротности редуктора
8.1.6 АФЧХ волнового редуктора
8.1.7 Измерение переходной характеристики
8.2 Кинематические передаточные характеристики редуктора
8.2.1 Основные кинематические погрешности
8.2.2 Частотный анализ ошибки передаточного отношения
8.2.3 Влияние частоты вращения двигателя на амплитуду ошибки
передаточного отношения
8.2.4 Детальное рассмотрение отдельных частот
8.3 Измерение вибрации корпуса редуктора
Содержание
8.4 Энергетические характеристики редуктора
8.5 Исследования влияния внешних нагружающих факторов на передаточные характеристики
8.5.1 Влияние внешнего крутящего момента
8.5.2 Влияние внешней поперечной силы на величину ошибки
передаточного отношения
8.6 Сравнение результатов моделирования и практических измерений
8.6.1 Частотный анализ полученных данных
8.6.2 Сравнение нагрузочных характеристик
8.6.3 Повышение точности вращения кругового привода подач
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Программа для частотного анализа сигнала
3 Математическое моделирование

моделирования гибкого колеса, в данном разделе будет произведена оценка его собственных частот.
Рис. 19: Тонкое кольцо
Гибкое колесо в исследуемом редукторе имеет стаканообразную форму, в области зацепления с жестким колесом можно рассматривать его как тонкостенный цилиндр. Наиболее точным способом оценки собственных частот какого либо тела является метод конечных элементов (РЕМ). Однако в данной работе такая точность не является целью, поэтому достаточно воспользоваться одним из приближенным способов расчета. Существует несколько теорий для расчета собственных частот тонкостенных цилиндров. Для случая сия<0,1 достаточно теории Эйлера - Бернулли для расчета тонкого кольца. В данном случае пренебрегается силами инерции и центробежными силами./16/
Для расчета собственной частоты тонкого цилиндра были введены следующие величины:
1. безразмерная собственная частота:

Формула