弧面分度凸輪機構運動可靠性分析與設計.pdf

1、弧面分度凸輪機構是可實現(xiàn)高速間歇分度運動的精密機構，由于具有分度精度高、傳動平穩(wěn)、定位精準、結構緊湊、承載能力大等優(yōu)點，被廣泛運用于各種自動、半自動設備中。但是由于在機構里存在著各種不確定性因素，導致弧面分度凸輪機構的運動精度降低，為此，本文針對弧面分度凸輪機構的運動精度可靠性及其概率設計展開研究，以弧面凸輪的廓面方程為基礎，建立機構的運動誤差模型，對弧面分度凸輪機構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，對機構進行概率設

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，再采用微分法對所求廓面方程進行全微分求得機構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，采用蒙特卡洛抽樣，對機構運動誤差的概率分布情況進行分析，結果表明，當弧面分度凸輪機構各尺寸參數(shù)變量服從正態(tài)分布時，機構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運動精度的影響下，分別采用一次二階矩方法和

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

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運動可靠性影響最大，因此，為了使機構運動具有足夠的可靠性，應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)健設計，以可靠性靈敏度最小作為目標函數(shù)進行優(yōu)化，優(yōu)化的結果降低了機構的運動精度可靠度對各隨機變量標準差的變化的敏感程度，同時提高了機構的運動精度可靠度；在此優(yōu)化結果的基礎上，基于加工成本—公差模型，建立以制造成本為目標的公差分配優(yōu)化數(shù)