主轴回转误差理论中几个问题的探讨

近年来,虽然主轴回转误差运动在测试技术方面得到了日益广泛的重视,但是在基本概念、基本理论的研究方面仍然有着一些尚待探讨和统一的问题。本文仅就其中关于主轴的回转轴线、主轴的平均回转轴线、广义或狭义的主轴回转误差运动及一次谐波的研究中存在的问题,提出几点看法。本文从描述主轴回转误差运动的理论与工程中的测试技术的一致性出发,对回转轴线的“瞬心说”提出质疑,赞成以“绕平动定点转动说”来描述回转轴线,还进一步说明了对信号中一次谐波的认识和处理原则,是与回转轴线的定义相联系的.本文给出了以均值计算求最小二乘圆心和半径的条件和证明,并研究了在一般条件下的几种近似算法.     

基于无瞬心包络法的偏心螺杆成型铣刀研究

根据偏心螺杆的形状和特征参数,建立了偏心螺杆的螺旋曲面方程;基于无瞬心包络法,从成型铣刀与偏心螺杆的相对运动关系出发,依据成型铣刀与螺杆的啮合条件,建立其接触线方程.由接触线围绕铣刀轴线回转形成回转面的轴向截形,推导出铣刀刀刃的廓形方程.进一步分析了成型铣刀用钝重磨后引起加工误差的原因,以阿基米德螺线为基础建立铣刀的齿背曲线方程,得到具有恒定后角的铣刀廓形方程.仿真结果表明,成型铣刀的廓形与偏心螺杆螺旋曲面吻合良好,设计的成型铣刀廓形方程符合加工要求.     

曲柄摇杆机构和双摇杆机构的瞬心线解析法研究

针对平面四杆(体)机构的瞬心线与重载滚滑副机构构体接触面轮廓设计的关系,为了进行瞬心线的解析法研究,进行了以下研究。1)基于直线方程、矩阵运算和坐标变换导出了平面四体机构瞬心的计算式,即瞬心线方程。2)分析了无穷远瞬心和歧运动位。3)以曲柄摇杆机构为例绘制了瞬心线。4)根据双摇杆机构主动摇杆的摆动范围及运动的连续性,绘制了5种情况的瞬心线,没有绘出在歧运动位有可能出现的另一段。瞬心线图线验证了所推导的瞬心线方程。该研究可为滚滑副机构的接触廓线设计提供参考依据。     

用异心辅助球面法求作两曲面的交线

通过实例说明用“异心辅助球面法”求相贯线,不仅适用于回转面相交,对其中一个是非回转面,但只要曲面的截交线为圆时也可使用。既适用于两轴线相交,也适用于两曲面轴线平行的情况。     

自定中心振动筛的自定中心原理研究

筛箱各点运动轨迹为圆的振动筛工作时,激振轴上存在唯一的瞬时速度中心线,而且瞬心线的位置不变。瞬心线位于激振轴中心线与偏心块质心之间,该线到激振轴中心线的距线等于振动筛的振幅。只要胶带轮的几何中心安装于瞬心线上,胶带轮就只作定轴转动,不随筛箱振动。     

基于瞬心线的谐波传动双圆弧齿形设计方法

为提高谐波传动的啮合性能,提出一种基于轮齿瞬心线的成对双圆弧齿形设计方法.根据谐波传动轮齿瞬心线与其共轭啮合点的相伴运动建立齿形共轭、二次共轭及双共轭条件式,并依据瞬心线与双圆弧曲率特性推导出瞬心线、齿形曲率及其拐点相关的共轭区间连续条件式.以齿廓的起止啮合点与拐点为特定共轭点,将谐波传动双圆弧齿形设计问题转化为特定点共轭约束的成对同时设计问题,建立设计方法,并设计了一对三个特定共轭点的双圆弧新齿形,实现了共轭区间连续不间断.该设计方法几何意义明确,从原理上避免谐波传动齿顶干涉,不再需要圆弧拟合与齿形优化.啮合仿真表明所设计的一对双圆弧齿形在非共轭点位置有很好的啮合性能.     

包络线机构的曲率干涉

本文探讨了包络线机构的主要干涉形式——曲率干涉。从分析共轭廓线的曲率关系着手,提出了欧拉——沙伐利公式的一个简捷的新证法,并把“五线图”创造性地作为研究曲率干涉的工具。只要给出一对瞬心线和一条廓线,就可以作五线图迅速判别曲率干涉是否发生。瞬心线和廓线可以是任何形状的,所以这种方法具有普遍的意义。这里,先说明它在圆柱齿轮、非圆齿轮和花键加工中的应用。本文是在导师罗明燏院长(华南工学院)的精湛指导下完成的,谨向他表示衷心的感谢。     

软支承动平衡振动系统的理论分析

§1 引言旋转体(转子)常是现代机器的重要零件,如电机、纺织机等机器中的转子。这些旋转体制造过程中,其质心偏离回转轴线是不可避免的,这样在高速转动时,常由于离心力的不平衡使机器发生严重振动,从而影响机器的寿命,甚至毁坏机器。为了消除或减低这种不良情况,这些旋转体在安装前,都要进行必要的动平衡试验,动平衡机是用于测定旋转体偏重的方位和大小,以便附加质体在适当位置,使旋转体的质心和迥转轴线中心近乎重合,以达到所要求动平衡性能的一种机器。动平衡机的具体结构和精度各有不同,但原理大都是根据离心力引起的摆动作用来设计的。本文对软支承动平衡机的振动系统进行理论分析,提出其运动微分方程模型,分析工作原理,振幅、相位、测定偏重(轻)方位误差、瞬心位置等与机器和转子的参数、转动角速度的关系,供提高机器性能参考。     

机构速度瞬心及瞬心转移速度的研究(3)--广义罗氏定式与瞬心转移速度的求解

提出了平面连杆机构速度瞬心转移速度(简称“瞬心速度”)求解的新方法。指出了瞬心速度图与瞬心图的动态同构关系。提出了广义罗氏定式,将求解瞬心的罗氏定式推广到求解瞬心速度,并用射影几何原理证明了这种推广的正确性。     

对瞬心的动量矩定理

本文论证了对瞬心动量矩定理成立，并阐述了用它求解有瞬心的力学问题更简洁有效。     

五轴数控机床综合误差建模分析

分析了机床运动副的误差运动学原理，利用齐次坐标变换对一台包含3个移动副和2个转动副的五轴加工中心建立了误差综合数学模型．模型中不仅包含了几何误差且包含了热误差，共计57个误差元素．本分析方法可为其他类型的多轴数控机床、机器人的误差综合建模及补偿提供理论参考．     

气垫导轨上瞬时速度的测量与修正

通过对气垫导轨上运动滑块瞬时速度测量方法的研究,揭示测速原理的本质,即无限取微逐渐逼近的方法。并对此方法带来的系统误差进行相应的说明和修正。     

截面最小二乘圆心位置的余弦回归提取法

截面最小二乘圆心在绝对坐标系内的位置是影响圆柱度形状误差大小的重要因素。合理确定其位置,是圆柱度形状误差重构的基础。从分离出的回转误差运动中有效地提取截面最小二乘圆心的偏心误差运动,目前还没有合适的方法。基于纯回转误差运动中一阶谐波分量仅影响重构出的圆柱体在绝对坐标系内的位置,不影响圆柱度误差的大小。提出了一种提取截面二乘圆心运动(圆柱度重构基准)的方法———余弦回归提取法,即采用分离出的回转误差运动中的一阶谐波分量来代替偏心误差运动。结果表明:该方法提取的最小二乘圆心在绝对坐标系内具有良好的复现性,从而有效地解决了圆柱度测量中重构基准难以确定的问题。     

主轴回转误差的运动本质及其测试计算方法

本文提出定回转中心与动回转中心等概念,对主轴回转误差运动依据其本身的运动本质作出了新的定义,并用模拟检验与应用实例验证了该定义的正确性.     

纳米测量机工作台导轨高精度误差分离原理

为了高精度分离与修正纳米测量机工作台直线度运动和角运动误差引起的阿贝误差,介绍了一种利用速度瞬时中心进行分离的方法,推导了工作台在任意时刻的速度瞬时中心坐标计算公式,根据该公式计算出由于直线度引起的工作台上任意测量点的坐标测量误差.从原理上设计了直线度误差分离与修正的实验方案,解决了传统阿贝误差分离与修正方法中以旋转中心为工作台中心点、阿贝臂长度计算不准确的问题.     

刚体平面运动加速度瞬心的推导

刚体以不为零的角速度作平面运动时,在任一瞬时总可以在刚体上找到加速度为零的一点.这一点称为刚体的瞬时加速度中心.以加速度瞬心为基点研究刚体的平动会更加方便.     

旋转抛物面薄透镜组的光心

为了研究旋转抛物面薄透镜组的光心,首先讨论了单个抛物面薄透镜的光心,在此基础上,根据等效光学系统理论,对旋转抛物面薄透镜组的光心定义、性质和位置进行了详细的探讨和研究,发现旋转抛物面薄透镜组的光心位置取决于两抛物面薄透镜的间距、抛物面的形状、两透镜材料及其周围介质的折射率,最后讨论了空气中旋转抛物面薄透镜组在几种特殊情况下的光心位置.     

履带滑移和转向中心线偏移对车辆稳态转向特性的影响

履带车辆的稳态转向特性直接影响到其工作效率以及安全性。本文建立了履带车辆稳态转向的数学模型并提出了数值求解方法,将履带滑移半径以及转向中心线移动量作为其稳态转向特性的评价指标,并进行了仿真分析,结果表明:随着转向半径和车速的变化,滑移半径以及转向中心线移动量的增大或减小,影响车辆的转向稳定性。     

信息论课程中香农“免费午餐”理论的实验课教学

为了帮助学生更好的理解香农信道容量的定义,激发学生学习信息论课程的兴趣,设计了香农“免费午餐”理论的实验课。以二进制对称信道上重复码内容开始,通过设计数值实验,得到了误码率-传输速率的关系,进而揭示了香农惊人的“免费午餐”理论的内涵,理论联系实际,教学效果显著。     

手术机器人远程运动中心机构的误差分析方法

利用几何关系的建模与计算,研究了手术机器人中平行四杆型远程运动中心机构的误差问题.首先,对机构的误差进行识别和定义,使用直接线性化方法建立机构的误差传递模型;然后,用概率性方法和确定性方法分别讨论了机构的绝对精度和重复精度;最后,分析了机构各误差因素的敏感性.算例分析结果表明,使用IT6级精度可以达到较高的定位精度,通过敏感性分析可以找出影响机构定位精度的关键因素.