高精度压力机连杆机构的误差分析及精度综合

高精度成形装备的研发是我国发展近净成形技术的关键之一.研发并联驱动多连杆压力机是高精度压力机发展的主要方向,如何确定影响其运动输出精度的关键误差因素,进而经济合理地分配各零部件的精度参数,是目前高精度压力机设计所必须要考虑的.在总结分析已有研究的基础上,提出以滑块运动输出位置误差和角度误差两个指标来表征压力机运动输出精度,并基于环路增量法建立了并联多连杆压力机误差传递模型;通过灵敏度分析,确定了影响该类伺服压力机输出精度的关键误差因素,并提出考虑制造成本和输出可靠度的精度综合方法;对■_aR型伺服压力机进行了案例研究,并采用Monte Carlo法进行了验证.结果表明,所提出方法能够有效识别出影响压力机输出精度的关键误差因素,合理调整这些因素的公差值能够使机构输出可靠度满足设计要求.     

小位移旋量和响应面法相结合的齿轮公差分析模型构建方法

为了更高效更合理地开展齿轮公差分析及优化,提出一种小位移旋量与响应面法相结合的齿轮公差分析模型构建方法。以齿轮安装公差为例,依据齿轮精度标准,利用小位移旋量公差建模理论建立了齿轮安装公差数学模型;基于该公差模型,结合齿面接触分析原理编制了计及误差的齿面接触分析模拟程序,并分析了不同变动要素对传动误差的影响;利用拉丁超立方试验方法采样并结合最小二乘法,构建了齿轮公差变动要素与传动误差之间的二阶响应面近似模型,从而得到了齿轮公差分析模型。实例分析结果表明:该方法建模精度较高,实用性好,可为齿轮公差分析和综合等提供参考。     

三轴数控平面磨床几何精度分析与稳健设计

为了经济合理地分配三轴数控平面磨床零部件几何精度,提出了一种几何精度分析设计的方法.针对磨床具体结构,基于多体系统理论和齐次坐标变换方法,建立了磨床几何误差传递模型,并通过试验验证了该模型具有理想的预测性能;根据误差传递模型,运用正交试验设计和参数试验的试验设计方法分析识别了影响磨床加工精度的11项关键几何误差因素;基于稳健设计理论,在成本分析和误差溯源基础上,建立了11项关键几何误差因素下的磨床成本-质量模型,并运用该模型对关键几何误差因素的公差进行了稳健设计.研究结果表明:上述方法能实现对磨床几何精度的经济合理的分配.     

RV减速器等效误差建模与参数优化

RV减速器是机器人的核心部件,其传动精度对机器人性能起着重要作用.为提高其传动精度,建立了RV减速器的传动误差的等效模型,并利用刚度经验公式对模型的参数进行求解,得到减速器的理论传动误差.在动力学模型的基础上,采用改进遗传算法对模型中的经验公式参数进行了优化.将优化得到的误差模型与通过经验公式计算出的误差模型进行对比,...     

考虑齿轮泵性能的公差优化设计

考虑齿轮泵性能与影响性能的重要因素端面间隙,探讨性能、间隙与公差之间的映射关系.引入最优间隙的概念,定义新函数为装配间隙与最优间隙之差,以新函数与齿轮泵性能为目标函数,各关键零部件的公差加工精度为约束,建立公差优化模型,利用上述优化模型计算出齿轮泵齿轮机构与装配组成环的公差,为齿轮泵公差优化设计提供了依据,最后以某型号齿轮泵为例,验证该模型的有效性.     

基于改进的萤火虫算法的车身公差优化

为了在提高车身装配质量的同时最大程度地降低制造成本,将新兴的萤火虫算法引入到车身公差优化中.以某车型的前、后车门间隙和面差的误差优化为例,建立了公差-制造成本优化模型,利用改进的萤火虫算法对模型进行优化计算.结果表明该方法可用于车身公差的分配优化中,实现公差精度与制造成本的兼顾.     

平面轨迹机构多目标的运动精度可靠性评价

提出了一种多尺寸概率综合法,对考虑构件杆长公差和运动副间隙的平面轨迹机构进行了运动学设计.构建轨迹点运动误差的概率模型,以运动精度最大失效概率最小化为目标,将可靠性和运动无缺陷作为性能概率约束,建立了机构运动精度可靠性概率优化设计数学模型,并验证了模型的有效性.在满足给定运动输入输出关系的前提下,优化出了各配合方案的最优杆长及允差等设计参数.根据铰点配合方案及优化获得的杆长尺寸公差均值,得到了不同铰点配合间隙对机构运动精度可靠度的影响程度;结合预估制造成本,进行方案综合评价.研究结果表明铰点B,C,A和D的配合间隙对机构运动精度可靠度的影响程度依次增大.兼顾成本和可靠度,给出了最优设计方案.     

同轴面齿轮分扭传动的动态均载特性

为了解决同轴面齿轮分扭传动在工程应用中的载荷分配不均问题,针对该传动构型不均载机理与动态均载特性展开研究。从功率流的角度分析了同轴面齿轮分扭传动中载荷分配不均问题,基于变形协调基本原理推演了支路载荷分配的过程,指出了影响载荷分配的主要因素;利用多啮合齿轮系统快速建模方法建立了同轴面齿轮分扭传动系统弯扭轴耦合集中参数齿轮动力学模型,并基于动态啮合力的求解定义了系统动态均载性能的衡量方法;分析了同轴面齿轮分扭传动系统中各齿轮副综合啮合误差,并给出了支路无载传动误差的计算方法;通过算例,研究了支撑刚度与无载传动误差对系统动态均载性能的影响规律。研究结果表明:同轴面齿轮分扭传动不均载产生的本质原因是各支路的刚度及无载传动误差参数不对称;输入齿轮及两惰轮径向支撑刚度对系统均载性能影响较大;调整无载传动误差可以有效地改善系统均载性能。研究结果对同轴面齿轮分扭传动的均载设计具有一定的参考意义。     

工件夹具系统装夹方案误差建模分析技术

研究夹具定位误差和工件加工精度之间的关系. 利用几何关系建立定位误差和工件空间方位变异之间的模型,实现已知定位误差的加工工件形位误差计算. 提出利用优化方法在满足工件形位公差条件下的定位误差分配算法,并讨论了该优化模型的简化计算. 实现了定位误差的合成与分配. 该方法可用于夹具制造设计精度的校验和零件的工艺验证. 零件实例验证了该分析方法的可行性.     

采用自适应遗传算法的机床公差分配研究

针对当前机床几何精度建模忽视装配过程中的调整量,以及机床公差分配时缺乏科学可行的方法问题,利用状态空间模型描述机床实际装配过程,考虑装配过程中的调整控制量,建立了更加准确的机床装配精度模型,并引入种群多样性指标,构建了用于机床公差分配的自适应遗传算法。以TGK46100精密卧式坐标镗床为研究对象,建立了装配精度要求与基础大件角度误差之间的映射关系,以零件加工总成本最小为目标函数,采用构建的自适应遗传算法,完成了该机床基础大件角度公差的分配。结果表明:与不考虑装配调整量的偏差累积方法相比,该方法放宽了零件加工精度,最大放宽幅度达到了36.4%,平均放宽幅度为12.0%,从而在满足最终装配精度要求的前提下,降低了零件加工制造成本,为机床公差分配提供了更加准确的精度建模方法和可行合适的公差分配方法。     

RV减速器非线性动态传动精度

论文以RV-80E减速器为研究对象,综合考虑系统中各零件的制造误差、装配误差、间隙以及微位移等相关因素对传动精度的影响,用质量弹簧“等价模型”的方法建立RV减速器动态传动精度的动力学模型,对RV传动精度模型进行仿真,分析了单项误差因素及系统误差对RV传动精度的影响。结果表明,针轮半径方向齿槽偏差所引起的位移对RV传动机构影响较大;当两摆线轮相互间相位差为120°时,对系统的传动误差影响较小;单项耦合对系统传动误差最大值为42.52〃。最后,以RV-80E减速器为例,进行实验,对测试的数据进行了分析,结果表示仿真与实测结果较吻合。本文对RV减速器的设计和制造具有一定的理论意义和实用价值。     

基于模糊层次分析法的RV减速器公差设计方法

精密传动用RV减速器的零件公差设计是其研发过程中的一大难点。为此提出了一种基于模糊层次分析法的RV减速器的公差设计方法。通过敏感度分析,构造零件设计参数误差对传动精度影响程度的敏感度权系数,利用三角模糊数层次分析法构造零件加工难易度权系数。基于几何平均数法建立零件设计参数的权重表达式用于计算RV减速器的回差,从而实现零件设计参数的公差分配。通过样机的设计及实验表明该方法是可行的,对RV减速器的公差设计具有一定的指导意义。     

面向再制造的多轴机床精度设计研究

精度设计是旧机床再制造方案制定的重要理论依据．以DM4500三轴立式机床为研究对象，运用多体系统理论建立了包含21项基本几何误差的精度模型．通过基本几何误差的辨识，间接建立了再制造零部件精度参数与机床空间误差之间的关系．利用精度模型和误差辨识方法，根据设定的再制造零部件的精度参数预测了机床的加工误差．在给定空间误差的条件下，提出基于BP＋GA算法的精度分配方法，实现了再制造零部件精度参数的全局优化配置．研究结果已成功应用于旧机床的再制造．     

两操作模式2-R(SS)_2-R(RR)_2(RR)_2并联机构误差建模及精度设计

为提高多操作模式并联机构末端位姿精度,确定各误差源对机构末端误差的影响规律及其最优值,以一种两操作模式2-R(SS)_2-R(RR)_2(RR)_2并联机构为对象,研究其误差建模及其零件公差优化设计方法。运用矢量法建立了可兼顾两种操作模式的机构位置逆解模型;基于R(SS)_2支链和R(RR)_2(RR)_2支链的误差模型,建立了2-R(SS)_2-R(RR)_2(RR)_2并联机构两种操作模式统一的整机误差模型。提取不同操作模式下2-R(SS)_2-R(RR)_2(RR)_2并联机构末端不可补偿误差,建立了末端不可补偿误差与各误差源的映射关系。基于灵敏度分析得到了两种操作模式下各误差源对末端不可补偿误差的影响规律,结果表明影响机构末端位姿精度的关键误差源共有23项。综合考虑两种操作模式下机构末端位姿精度,提出了以各零件尺寸误差灵敏度系数为权重系数而构造的机构尺寸公差总和最大为目标函数的精度优化模型。通过算例得到在给定精度条件下各关键误差源尺寸最优公差,为机构零件制造装配提供依据。     

计及尺寸公差和配合的平面连杆机构优化设计

分析了设计与制造过程的关联性,考虑了杆长公差和孔轴配合对系统运动精度的影响,基于蒙特卡罗算法,提出了计及公差和配合的平面连杆机构优化设计方法,预测了制造后机构运动的误差.优化设计了含间隙连杆角位移机构,与经典的模糊稳健优化设计及稳健优化设计相比,误差的均值和标准差变化一致,说明了所提方法的有效性;将其拓展应用于不同配合的间隙模型优化,实现了设计阶段对机构运动误差范围的预测,为机构优化设计提供了一套可量化的评价体系.     

弧齿锥齿轮齿面的高精度修形方法

为了改善齿轮的啮合传动性能,提出基于Ease-off的弧齿锥齿轮齿面修形优化方法.通过预置齿轮副重合度、对称抛物线传动误差及接触椭圆参数,分别沿接触路径和啮合线对小轮齿面进行双向修形,获得目标齿面;建立最小二乘法优化模型,采用基于置信域策略的列文伯格-马夸尔特优化算法反求与目标齿面高精度逼近的小轮机床调整参数.算例表明,经过有限次迭代优化,可获得逼近目标齿面的一组机床调整参数,实现预置传动性能,且齿面偏差不大于2.0μm;齿轮副的设计重合度、传动误差幅值及接触椭圆参数对修形优化的迭代次数和精度有直接的影响.     

多连杆机械压力机实验平台的设计与分析

跟传统压力机相比,多连杆压力机具有结构紧凑、刚性强、对板件冲击小,满负载工作区域较长以及工作效率高等优点。基于多连杆机构,设计了一种800kN精密肘杆式压力机。首先,根据生产要求,通过理论计算确定压力机运动构件的基本尺寸,利用Solidworks建立整体模型。然后,将机构模型导入Adams进行运动学和动力学仿真,根据仿真结果对电机和减速机构进行设计计算。最后,利用Ansys Workbench对曲轴、机身、连杆和高速轴进行有限元分析,对其结构强度进行校核和优化,确保整机运行平稳以及保证精度;再利用其模态分析模块对机身做振动响应分析,输出六阶振型形变云图,确定机身振动固有频率和振型,避免共振。     

基于专用机床传动精度的尺寸链可靠性设计

利用偏微分方程法求解尺寸链中的公差分配问题,对影响专用机床传动精度的主轴箱体零件进行尺寸链可靠性设计,避免常规平面尺寸链计算方法浪费工艺能力和工艺能力不足的问题.建立以尺寸链中任意一个尺寸环作为函数的数学模型,对其求全微分;采用等公差分配原则对公差进行合理的分配和换算;按实际工程经验确定参数.这种方法不仅使用方便有效,能够满足工艺要求,而且也能够保证通用机床箱体零件的加工质量,为在可靠性设计中定量分析专用机床传动精度提供依据.     

多因素综合作用的摆线针轮传动误差分析

摆线齿轮的齿廓修形以及制造误差是影响摆线针轮传动精度的关键因素,为了分析多因素综合作用下摆线针轮传动的误差,基于齿轮啮合原理和坐标变换,通过构建考虑齿廓修形、加工误差和装配误差等综合因素的摆线齿轮齿廓方程,得到多因素综合作用下的摆线针轮啮合副误差分析模型。该模型可实现齿廓修形、加工和装配误差等因素综合作用下摆线针轮传动误差的分析计算,分析各误差因素以及多因素作用对传动误差产生的影响。结果表明：摆线轮齿距累积误差对传动误差的影响最大;摆线轮廓度误差和装配误差的影响次之;针齿半径误差和针齿位置半径误差的影响最小。     

卧式加工中心空间误差对制造误差敏感度分析

该文旨在分析影响卧式加工中心空间误差的关键制造误差,为机床零件公差分配提供依据。用齐次坐标变换的方法建立了机床空间误差模型,分析了机床各轴几何误差在机床空间误差中的传递积累;用统计方法分析了直线进给轴制造误差对几何误差的影响,得到了直线进给轴几何误差公差分析的经验表达式。结合机床空间误差模型和单轴公差分析,计算得到了机...