以TK13250E数控转台为对象,研究数控转台的传动机构蜗轮蜗杆存在的各项误差对传动精度的影响。利用动力学仿真软件Adams对蜗杆副进行仿真,对比仿真结果与理想结果来验证虚拟样机的正确性。利用Adams对蜗杆副的选材误差、制造误差、使用误差以及它们随机产生的综合误差进行全面仿真,得出不同误差对精度的影响程度。为了研究数控转台在过载荷下的精度衰退规律,设计了数控转台精度衰退加速磨损试验。试验表明,随着蜗轮磨损量增加,数控转台的定位精度和重复定位精度开始下降。

静压转台油腔的变形会降低静压转台的承载能力,底部支撑点的布局会显著影响油腔的变形量和底部支撑点的应变量。为了提高静压转台的工作能力,提出一种基于流固耦合的静压转台底部支撑布局重构方法。建立静压转台流固耦合模型,基于有限元方法得到静压转台在额定负载下油腔的变形量和底部支撑点处的应变量,利用MATLAB拟合底部支撑点半径和间距对变形和应变的影响规律,得到底部支撑布局的最佳参数。最后对静压转台底部布局进行重构,并通过试验验证其可靠性。结果表明:重构后油腔变形降低了约19.25%,底部支撑点处应变降低了约29.80%。

基于ABAQUS建立转盘轴承对数修形滚子与滚道接触的局部有限元模型,分析对数修形滚子在滚动和滑动工况下转盘轴承的应力分布。结果表明随滚动和滑动的速度增加,应力分布趋势相同,但应力值变化不大,可以忽略速度对应力分布的影响。载荷较小时,滚道上应力分布均匀。载荷较大时,滚子端部与滚道接触位置应力明显增加。随载荷增加,模型整体应力值变大。摩擦因数增加,滚道上应力分布均匀,等效应力和接触应力变化不大,交变应力变大,且最大交变应力向滚道表面移动。

文章针对小型齿轮加工人工上下料的不足,提出了一种基于工业机器人上下料技术实现小型齿轮柔性加工的设计方案。根据齿轮零件加工要求,分析零件加工工艺,确定系统组成、布局及工作流程;采用西门子S7-1500PLC作为主控制器,通过MODBUS-TCP通信协议,实现主控PLC与机器人、数控机床及其他辅助设备之间的数据传输;最后,规划机器人的运动轨迹,编写机器人上下料程序。试验结果表明,该设计方案可省时、省力、高效地完成齿轮加工自动上下料任务,实现小型齿轮的大批量、自动化生产。

针对强力刮齿加工数控编程困难的问题,基于刮齿技术加工原理,对加工走刀路径进行规划,建立了刮齿加工的数学模型。分析了自动编程系统的功能模块,利用Qt跨平台开发框架进行界面设计,C＋＋编程语言编写后台逻辑程序,以sqlite数据库作为数据支撑,开发了一种数控强力刮齿自动编程系统。实现了NC代码生成、参数计算、数据库管理等功能,通过VERICUT仿真系统模拟加工,验证了NC代码准确性,表明了该系统编程效率高,所生成数控程序错误率低。

基于ABAQUS建立回转支承局部三维有限元模型,将有限元计算的滚动体滚动速度与理论计算对比,检验出仿真的合理性,同时对回转支承进行动态分析,研究摩擦因数对回转支承应力应变和疲劳寿命的影响。仿真的结果和赫兹理论对比表明：摩擦力的作用使后接触区的应力大于前接触区的应力,应力中心不完全关于接触点对称分布,随着摩擦因数增大,次表层的最大应力有向滚道表面移动趋势。反映出回转支承的滚道的疲劳损伤萌生随着润滑效果的变差而变浅,为进一步分析回转支承的疲劳失效原因和动态优化设计提供理论依据。

利用ABAQUS有限元软件建立单排四点接触转盘轴承球与沟道接触的局部模型,通过对比Hertz理论计算的最大接触应力验证模型的正确性,以接触次表层的正交剪应力和等效应力作为疲劳损伤的评价依据,分析不同摩擦因数对滚动接触次表层正交剪应力幅值、到沟道表面的深度以及等效应力变化的影响。结果表明随着摩擦因数的增大,最大正交剪应力交变幅值有所增加,疲劳损伤萌生位置的深度减小,转盘轴承的寿命减小。

为了对回转支承的寿命状态进行研究,以保障机械设备的高效正常运行,提出一种将点密度和模糊C均值结合的算法对回转支承的寿命状态进行识别,解决了传统模糊C均值算法识别速度慢、临界点分类不准确的问题。利用自主研发的回转支承综合性能实验台对某型号回转支承进行全寿命疲劳实验,验证了所提算法的可行性。通过对比所提改进算法与传统模糊C均值算法的识别结果,表明改进算法能够更准确地识别出回转支承的不同运行状态,从而为实时维修奠定了基础。

并联机床由于其强非线性的特性,且在不同位姿下它的振动特性是不同的。所以在通过试验测得并联机床在典型位姿下的振动信号,并对振动信号进行频域分析得到机床在典型位姿下的功率谱的基础上,应用功率谱分析初步得到机床的振动特性。再利用测试分析软件得到并联机床的在此位姿下的固有频率。最后用有限元分析软件ANSYSWorkbench对机床的在典型位姿下进行有限元模态分析,并得到了并联机床在典型位姿下的振动特性。通过对比试验分析与有限元分析并进行灵敏度的分析得到了有限元模型的修改方向。对并联机床的优化提供了数据的支持。

风电转盘轴承的质量要求近乎苛刻，而且装机运行后一旦发生故障将导致巨大的经济和社会效益损失，转盘轴承在装机运行前应进行严格的实验，确保转盘轴承装机后能够可靠地运行。目前国内外都很少有能够符合要求的风电转盘轴承实验台，该文从加载、驱动、数采与控制等方面介绍了风电转盘轴承实验台的开发，目前实验台已在相关企业投入实验，效果良好。