凸轮轴磨削系统中机械传动环节模型的建立与计算机仿真.pdf

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1、机床与液压Sep．20122012年9月第40卷第17期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．40No．17DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．17．034凸轮轴磨削系统中机械传动环节模型的建立与计算机仿真王勋龙，张红燕，隋振，郭盟(1．吉林大学汽车工程学院，吉林长春130022；2．徐工集团江苏徐州工程机械研究院智能控制实验室，江苏徐州221004；3．吉林大学通信工程学院，吉林长春130022)摘要：凸轮轴作为汽车发动机等的重要部件，其磨削精度由数控磨床中凸轮旋转轴(C轴)和砂轮进给轴(轴)共同决定。作为

2、单轴控制系统的组成部分，机械传动环节模型的精确性和有效性成为建立各个单轴数学模型的关键。将C轴和轴机械传动环节等效为二阶振荡系统，逐一确定系统中的未知参数，最终推导出两轴机械传动环节的传递函数。应用Matlab中的SIMULINK工具箱，对建立的模型进行仿真。结果表明：所建模型调整周期较短，具有良好的跟随性能。关键词：凸轮磨削；机械传动环节；数学模型；Matlab仿真中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1001—3881f2012)17—115—3ModelingandSimulationofMechanicalTransmissionSect

3、ioninCamshaftGrindingSystemWANGXunlong，ZHANGHongyan，SUIZhen，GUOMeng(1．CollegeofAutomotiveEngineering，JilinUniversity，ChangchunJilin130022，China；2．IntelligentControlLab，EngineeringMachineryResearchInstituteofXCMGinJiangsu，XuzhouJiangsu221004，China；3．SchoolofCommunicationEngineerin

4、g，JilinUniversity，ChangchunJilin130022，China)Abstract：Asanessentialpartofautoengineandotherfields，grindingaccuracyofcamshaftisCO—determinedbyrotationalaxis(axisC)andwheelfeedshaft(axis)．Howtomakesuretheaccuracyandvalidityofmechanicaltransmissionsectionmodelbe—comesakeypointsincei

5、tisanelementofsingleaxiscontrolsystem．ThemechanicaltransmissionsectionsofaxisCandwereequiv-alenttosecondorderoscillatingsystem．Thenunknownparametersweredefinedonebyone．FinallytransferfunctionsofmechanicaltransmissionsectionsinaxisCandcontrolsystemswerededuced．Thebuiltmodelsweresi

6、mulatedbySIMULINKtoolofMaflab．Theresultsshowthatthemodelshaveashortadjustmentperiodandafavorablefollowingperformance．Keywords：Camgrinding；Mechanicaltransmissionsection；Ma~ematicalmodel；Matlabsimulation凸轮轴是汽车发动机、纺织机械等领域的重要零1凸轮旋转轴(C轴)机械传动的数学模型部件。作为加工凸轮轴的关键设备，数控凸轮轴磨床图1为工件旋转轴机械传动机构示意

7、图，由于旋采用凸轮旋转头架(C轴)与砂轮进给轴(轴)两转轴的伺服电机与头架通过弹性联轴器连在一起，其轴联动的加工方式。因此，二者能否紧密配合成为工机械传动机构可等效为扭振系统。其中K．是等效扭件加工精度是否达标的关键性因素，而前提是分析控转刚度，执行部件与各传动件折算到转子轴上的等效制系统的各个环节，建立c轴、轴各自的控制系统转动惯量为．，一，所有摩擦力与切削力等效为负载转模型。矩¨系统的等效阻尼为．，机构输入和输出转角机械传动部件中的联轴节、减速器、丝杠螺母分别为0、0转子等效输出转矩为。副、支架、工作台等都可能是一个二阶振荡环节，因广此，它可能有多个

8、谐振点，但是对运行中的机床所作的测量表明，机械传动部件可以近似地按一个二阶系l目