理论教育 间隙尺寸对传动机构动态特性的影响

间隙尺寸对传动机构动态特性的影响

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4.3.4不同间隙尺寸下传动机构动态特性滑块的位移曲线和速度曲线如图4.3.4所示,计算结果表明滑块位移曲线和速度曲线整体趋势基本相同。为了更清晰地观察间隙尺寸对传动机构动态特性的影响,截取局部放大图进行对比分析。从图4.3.5中可以看出,不同间隙尺寸下滑块加速度均出现波动现象,但波动情况随间隙的变化有较大区别。当间隙尺寸达到0.15 mm时,加速度曲线波动明显增大,当间隙值为0.20 mm时加速度峰值为9.51 m/s2。

间隙尺寸对传动机构动态特性的影响

进一步研究间隙尺寸对传动机构动态特性的影响,以主滑块质心为参考点,并考虑到间隙尺寸的合理范围,分别取间隙尺寸为0.05 mm,0.10 mm,0.15 mm,0.20 mm,曲轴转速为150 r/min进行动力学仿真分析,滑块运动曲线如图4.3.4、图4.3.5所示。

图4.3.4 不同间隙尺寸下传动机构动态特性

滑块的位移曲线和速度曲线如图4.3.4所示,计算结果表明滑块位移曲线和速度曲线整体趋势基本相同。为了更清晰地观察间隙尺寸对传动机构动态特性的影响,截取局部放大图进行对比分析。由局部放大图可以发现,滑块位移和速度曲线随间隙尺寸的增大有增大的趋势,而且速度曲线存在振动现象。当间隙尺寸为0.05 mm时,滑块位移与理想值最大偏差为0.033 8 mm,最大速度偏差为13.35 mm/s。当间隙尺寸增大到0.20 mm时,最大位移偏差为0.131 8 mm,最大速度偏差为28.46 mm/s。结果表明间隙尺寸越小,速度曲线越接近理想机构。

图4.3.5 间隙尺寸对滑块加速度影响(www.daowen.com)

图4.3.5描述了间隙尺寸对滑块加速度曲线的影响。从图4.3.5中可以看出,不同间隙尺寸下滑块加速度均出现波动现象,但波动情况随间隙的变化有较大区别。当间隙尺寸为0.05 mm时,加速度峰值为8.85 m/s2。当间隙尺寸达到0.15 mm时,加速度曲线波动明显增大,当间隙值为0.20 mm时加速度峰值为9.51 m/s2。这种现象是由于随间隙尺寸增大,轴承与轴之间的接触力增大,而轴承变形也随之增大。因此在实际设计中,应该尽量减小间隙尺寸,以免机构的剧烈接触碰撞缩短高速重载机械压力机的使用寿命。

从图4.3.6可以发现间隙尺寸对滑块下死点位置影响较大。结果表明:在相同转速的条件下,下死点平均位置明显向下飘移,且下死点动态精度有所下降。当间隙尺寸为0.05 mm时,下死点平均位置为-2 114.747 mm,波动值为0.003 3 mm。随着间隙尺寸增长到0.20 mm时,下死点平均位置为-2 114.841 mm,波动值为0.005 3 mm。结果表明,间隙尺寸越大,对传动机构的下死点精度影响越大,传动机构的下死点动态精度越低。因此,对于位置输出精度有较高要求的机构,设计时必须考虑其转动副间隙对整体系统的影响。

图4.3.6 间隙尺寸对传动机构下死点动态精度影响

分析以上不同间隙尺寸对传动机构动态特性影响可知,间隙尺寸越大,对传动机构动态特性的影响也越大,传动机构的动态特性就越偏离理想机构。间隙尺寸的增加使高速重载运转机构的运动精度和稳定性剧烈下降,直到不能满足机构的使用要求而失效。因此转动副间隙尺寸是影响传动机构动态特性的一个重要因素。

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