蜗杆砂轮磨齿机热误差建模及补偿研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bellwang99
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
蜗杆砂轮磨齿机是中小模数齿轮批量精加工的主要设备,随着航空航天、国防等领域向着高精尖方向发展,对于高精度和高稳定性蜗杆砂轮磨齿机的需求也在不断增加。对于精密加工机床,热误差占其加工误差的70%以上,严重影响了机床加工精度的稳定性。蜗杆砂轮磨齿机作为典型的齿轮精密磨削机床,因其整体布局紧凑、内部热源分布众多,机床热变形情况复杂难以预测,增加了热误差预测及补偿的难度。为此,本文基于YS7232蜗杆砂轮磨齿机开展了热误差测量、建模及补偿技术研究,对于提高蜗杆砂轮磨齿机加工精度稳定性有理论指导价值和工程应用价值。本文的主要研究内容如下:(1)研究蜗杆砂轮磨齿机热特性。通过分析蜗杆砂轮磨齿机结构与运动特点,确定热源位置和热传递方式,建立蜗杆砂轮磨齿机三维模型进行有限元仿真。结合整机稳态位移云图和磨齿工艺分析,确定其X向热误差是影响蜗杆砂轮磨齿机加工精度的最主要热误差。结合主轴、工作台和X1轴等关键轴系稳态位移云图和温度云图分析,得到蜗杆砂轮磨齿机关键轴系热变形趋势,并据此规划温度、位移传感器的安装方式与位置。(2)设计蜗杆砂轮磨齿机热误差测量系统。根据蜗杆砂轮磨齿机主轴、工作台和X1直线轴等关键轴系结构、运动及热误差特点,分别设计对应的温度、位移数据采集系统。以测量蜗杆砂轮磨齿机X向热误差为目标,设计并进行了多组热误差测量实验以模拟蜗杆砂轮磨齿机在不同工况影响下的热变形过程,分析采集到的温度与位移数据,得到蜗杆砂轮磨齿机温度与热误差的变化规律,为建立蜗杆砂轮磨齿机热误差模型提供数据支撑。(3)研究蜗杆砂轮磨齿机热误差建模方法。提出一种基于改进二进制蝗虫算法(IBGOA)的温度敏感点筛选方法,该筛选方法以多元回归分析结果为评估指标,使用监督学习机制筛选蜗杆砂轮磨齿机关键轴系的温度敏感点。采用挠曲变形理论推导了X向热误差与部件温升之间的关系,根据推导公式的特点,将长短时记忆神经网络(LSTM)作为蜗杆砂轮磨齿机径向热误差建模方法,并设计LSTM热误差模型的训练流程。(4)研究蜗杆砂轮磨齿机热误差预测与实时补偿。依据实验数据建立IBGOALSTM蜗杆砂轮磨齿机热误差模型,通过模型预测结果验证IBGOA温度敏感点筛选方法和LSTM建模方法的有效性和优越性。研究基于PLC通讯的蜗杆砂轮磨齿机热误差实时补偿技术,并进行蜗杆砂轮磨齿机主轴热误差实时补偿实验,验证补偿方法的可行性以及热误差模型的预测能力。
其他文献
本文针对水面-水下跨域缆控机器人在复杂水域中执行全覆盖目标扫测任务以及水下目标的围捕任务需求,开展地图区域划分、全覆盖路径规划、立体空间协同围捕的研究。首先,建立任务海域特征地图模型,并根据水面-水下跨域缆控机器人执行覆盖扫测任务时,转弯会明显增加能量与时间消耗的特性,确立减少转弯次数的路径规划目标。依据该目标确立子区域宽度总和最小原则,分解复杂多边形的任务区域为若干个凸多边形的子区域,并结合Bo
学位
变桨轴承是风力发电机组关键核心部件,运行中滚道产生的早期裂纹继续扩展有可能出现风机振动剧烈、叶片掉落等严重安全事故是大型风电机组变桨轴承设计需要解决的关键问题。以MW级变桨轴承为研究对象,综合应用非线性有限元分析技术和断裂力学理论,开展变桨轴承运行中滚道的应力分析,以及研究裂纹扩展特性具有重要的意义。论文具体研究内容如下:首先,应用非线性弹簧单元等效轴承接触和梁杆单元等效螺栓连接建立变桨轴承整体模
学位
静电吸附是一种电可控的静电吸引技术,相比于其他吸附方式具有适应性强,能耗低,结构简单等优势,其在特种机器人、柔性抓手和可穿戴设备等领域具有广阔的应用前景。静电吸附效应本质上是由电介质极化诱导产生的,而极化过程存在介电弛豫现象,这导致静电吸附力的产生和衰减实际上是一种随时间变化的动态过程。然而,由于静电吸附过程中复杂的极化和介电弛豫,目前的静电吸附力理论模型无法解释动态静电吸附力背后的极化机制。此外
学位
高端滚动轴承主要应用于高铁列车、精密机床、风力发电机、工业机器人、核工业泵、航空发动机及其国防装备等领域,作为提高这类尖端主机产品工作能力、运转精度、稳定性、使用寿命和可靠性的最关键和最直接的部件之一,研究其智能化技术有重要意义。高铁滚动轴承作为高端轴承重要一支,其从健康运行发展到失效损坏是一个逐渐变化的过程,通过在高铁轴承内集成不同用途的传感、调控装置形成独特传感器轴承单元,并利用信息处理、自动
学位
风电机组是机电耦合的复杂系统,齿轮箱作为风电机组机械传动系统中最为重要的部件之一,其发生故障导致的停机时间最长,造成的经济损失最大,开展风电齿轮箱早期故障诊断具有重要的理论意义和实际价值。深度学习方法因具有多层非线性特征学习能力,无需结合丰富的工程实践经验来提取故障特征减少了人为干预,实现端到端的智能化故障诊断模式,逐渐成为风电齿轮箱故障诊断主流的分析工具。然而,在实际工程应用中,风电齿轮箱早期故
学位
汽车白车身焊接生产过程中,大量使用电阻点焊以连接车身各部件,焊点的质量对白车身质量有重要的影响。目前常用的焊点质量检测手段如破坏性检测和超声波检测往往依赖人工线下完成,车间人员不能及时获得焊接质量信息,无法满足白车身现代化流水车间的生产要求。因此亟需一种快速无损的白车身焊点质量检测手段,使得车间在实际生产过程中可在线获取焊点质量相关信息。同时由于车身焊点数量众多,生产过程中会产生较大能耗。通过增大
学位
残余应力作为评估机械加工表面完整性的重要指标之一,它对工件的尺寸稳定性和使用性能有着重要的影响。研究表明,不合理分布的残余应力会使得工件产生裂纹和应力失效,甚至严重缩短其使用寿命。近年来随着航空技术的发展,钛合金成为飞机传动系统薄壁零件的主要材料之一,在其得以广泛应用的同时,十分有必要对其车削残余应力特性进行研究。本文在项目“钛合金****轮廓精度控制加工方法的系统性研究”的资助下,开展的主要工作
学位
磁浮重力补偿器是一种利用电磁悬浮力来补偿负载重力,并具有低悬浮刚度特性,以实现负载精密定位与隔振的电磁装置。由于其无能量消耗、无接触摩擦、真空兼容等特性,在微电子制造、真空扫描隧道显微镜、微重力环境仿真等现代精密制造领域中具有广阔应用前景。本文针对磁浮重力补偿器研究关键问题,围绕其电磁理论模型推导、拓扑构型设计方法、构型尺度多目标优化以及实物样机研制测试等方面开展了研究。本文首先介绍所提出磁浮重力
学位
滚动轴承-转子系统是机械装备最通用的核心基础部件之一,也是最薄弱和容易发生故障的环节,其运行状态直接影响着装备的性能与安全。风电、轨道交通、航空透平等关键系统的可靠性与安全性更是高度依赖于其中的滚动轴承性能,滚动轴承对系统整体表现有着举足轻重的作用。滚动轴承中相关的非线性因素会造成丰富的动力学响应特性,这些动力学响应特性往往与系统稳定性存在内在关联。同时,滚动轴承非线性因素也使得轴承振动信号表现出
学位
铂(Pt)因其高杨氏模量、高硬度和高导电性而被广泛用作微/纳机电设备的电接触材料。然而,由于其较高的化学活性,环境分子极易吸附在接触表面,这将显著地影响纳米机电开关的接触可靠性和使用寿命,限制其商业化应用。因此,关于纳米机电开关失效行为与机理的研究显得尤为重要。本文应用Reax FF反应力场分子动力学模拟方法,从原子尺度上研究了界面苯分子、氧分子吸附及外加电压对Pt/Pt接触表面损伤行为的影响机制
学位