Введение
1 Введение 4
1.1 Мехатронные системы в станках 6
1.2 Волновые редукторы в мехатронных системах станков 7
1.3 Возможности применения волновых редукторов в станках 9
1.3.1 Компактные привода. Револьверные Головки 9
1.3.2 Круговые приводы подач 14
2 Постановка проблемы 20
2.1 Возможные пути решения 21
2.2 Классическая теоретическая механика 22
2.3 Моделирование методами теории автоматического управления 23
2.4 Экспериментальные исследования компактных редукторов 25
3 Математическое моделирование 27
3.1 Принципы моделирования 28
3.2 Механическая модель 28
3.2.1 Механическая твердотельная модель 29
3.2.2 Гибридная механическая модель 33
3.2.3 Жесткость зубчатого зацепления 36
3.2.4 Модель передачи между генератором волн и гибким колесом 41
3.3 Математическая модель волнового редуктора 42
3.3.1 Приводное звено 44
3.3.2 Выходное звено 46
3.3.3 Неподвижное звено 47
3.3.4 Вспомогательные функции связей 48
3.4 Источники колебаний в редукторах 53
3.4.1 Внешние крутящие моменты 53
3.4.2 Неточности изготовления отдельных частей редуктора 54
3.4.3 Колебания жесткости зубчатого зацепления 55
4 Имитационное моделирование 58
4.1 Структура MATLAB- SIMULINKMOflenM 58
4.2 Численное решение уравнений движения.. 60
4.3 Графическое представление данных 60
4.4 Цифровая обработка полученных данных 61
4.5 Применение оконных функций - „windowing" 63
4.5.1 МАТІ АВф-программа для DFT- анализа ошибки передаточного отношения 64
5 Рассмотрение составляющих ошибки передаточного отношения 65
5.1 Эксцентричное положение генератора волн 65
5.2 Отклонение формы гибкого колеса 69
5.3 Отклонение формы жесткого колеса 71
5.4 Влияние статистической функции жесткости зубчатого зацепления. 74
6 Программа исследований и описание стенда 76
6.1 Программа практических исследований редуктора 78
6.2 Описание испытательного стенда 79
6.2.1 Конструктивные особенности стенда 79
6.2.2 Измерительная система 81
6.2.2.1 Измерение углового положения вала 81
6.2.2.2 Измерение частоты вращения валов 81
6.2.2.3 Измерение крутящего момента 81
6.2.3 Управление измерениями, обработка результатов 83
7 Математическая модель кругового привода подач 86
8 Проведение практических испытаний и результаты 89
8.1 Свойства редуктора под действием статических нагрузок 89
8.1.1 Определение статических характеристик 89
8.1.2 Диаграмма крутильной жесткости редуктора 91
8.1.3 Динамические характеристики 92
8.1.4 Критерии динамической добротности 93
8.1.5 Определение критериев динамической добротности редуктора 94
8.1.6 АФЧХ волнового редуктора 95
8.1.7 Измерение переходной характеристики 98
8.2 Кинематические передаточные характеристики редуктора 99
8.2.1 Основные кинематические погрешности 100
8.2.2 Частотный анализ ошибки передаточного отношения 101
8.2.3 Влияние частоты вращения двигателя на амплитуду ошибки передаточного отношения 103
8.2.4 Детальное рассмотрение отдельных частот 109
8.3 Измерение вибрации корпуса редуктора 110
8.4 Энергетические характеристики редуктора 114
8.5 Исследования влияния внешних нагружающих факторов на передаточные характеристики 117
8.5.1 Влияние внешнего крутящего момента 117
8.5.2 Влияние внешней поперечной силы на величину ошибки передаточного отношения 124
8.6 Сравнение результатов моделирования и практических измерений128
8.6.1 Частотный анализ полученных данных 128
8.6.2 Сравнение нагрузочных характеристик 139
8.6.3 Повышение точности вращения кругового привода подач 141
Заключение 146
Список литературы
