往复丝杠沟槽正弦过渡曲线的设计与仿真.pdf

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1、第2期机械设计与制造2015年2月MachineryDesign&Manufacture181往复丝杠沟槽正弦过渡曲线的设计与仿真李川渠，张俊俊，王基生(西南科技大学特殊环境机器人四川省重点实验室，四川绵阳621010)摘要：往复丝杠换向动作时的换向性能与其过渡曲线具有直接关系，在分析圆弧、抛物线作为往复丝杠沟槽转向曲线时机构的运动特性基础，提出正弦转向曲线设想并推导其运动方程，分析其运动规律。结合虚拟样机技术，建立动力学仿真模型。通过对比仿真结果，分析了采用不同过渡曲线沟槽的丝杠换向时加速度和接触力的变化值，

2、表明正弦换向过渡曲线具有较为平稳的运动特性，避免了柔性冲击，有利于减轻振动，降低噪音，对往复丝杠的设计及研究提供了参考。关键词：往复丝杠；换向曲线；虚拟样机；正弦换向’中图分类号：TH16；TP242文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)02—0181—04DesignandSimulationofSineTurningCurveofGroovedReciprocatingScrewLIChuan-qu，ZHANGJun-jun，WANGJi—sheng(SpecialEnvironmentRo

3、boticsLaboratoryofSichuanProvince，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，SichuanMianyang621010，China)Abstract：Steeringperm口eofreciPr0cngscrewhasadirectrelationshipwithitsturningcurve．Basedontheanalysisofthemotioncharacteristicsofthereciprocatingscrewwhena

4、rcorparabolaisastheturningcurveofthetrench，aconceptofsineturningcurveisproposed，itsmotionequationisdeduced，anditsmotionlawisanalyzed，combiningwithvirtualprototypingtechnology，andthedynamicsimulationmodeliscreated．Bycomparingthesimulationresultsofusingdiferen

5、ttransitioncurve，theaccelerationandcontactforceduringthesteeringprocessisanalyzed，andtheresearchshowsthatsinetransitioncurveCaneffectivelyimprovethemotioncharacteristicsofreciprocatingscrew．avoidingflexibleimpacttheturningsegmentthusreducingvibrationandnoise

6、，andhasareferencevalueondesignandresearchofreciprocatingscrew．KeyWords：ReciprocatingScrew；TurningCurve；VPT：SineTransitionCurve1引言者的运动特性；为验证计算分析结果，建立了往复丝杠虚拟样机模型，并采用ADAMS软件，对圆弧、抛物线和正弦曲线的动力学双向往复丝杠是一个带有完全闭合的正反向螺旋槽的丝特眭进行仿真分析，仿真结果表明正弦换向曲线过渡具有平稳的杠，其优点在于安装在往复丝杠上的滑梭可

7、以随丝杠的单向转动运动特性和动力特性，有利于提升工作性能，并在某机器人远程而往复摆动，常用于排线机构的设计上。往复丝杠与常用的圆柱操作项目中得到了验证。凸轮副具有很高的相似性，排线均匀，能完全按设定的间距排线，往复换向可靠，当线盘窄时，短时间换向尤为突出，不存在误动作2机构运动状态分析换向问题。而且往复丝杠排线造价低，维修简单，不需要电气换向2．1往复丝杠副组成原理与控制，不需高技术水平的维修工。驱动滑梭往复移动的往复丝杠沟槽曲线展开图日，如图1所目前，多数生产厂商在展开平面上利用圆弧、抛物线作为转示。过渡曲线

8、轴向跨度距离为A，螺旋升角为』B，节距Po往复丝杠向段曲线，减轻转向段处冲击l11。分析表明，在圆弧或抛物线与直沟槽中心曲线(图1中的虚线)为往复丝杠沟槽的理论轮廓线。由线段的连接点(过渡点)处轴向加速度有突变，引起导线器柔性冲于换向过程导线器轴向速度经历由正向最大到零，再到反向最大击，加剧了疲劳磨损，降低了丝杠的使用寿命，同时也增加了故障的过程，因此换向卷绕区线的密度增大。换言之，沿