为了解决高速电主轴自动松锁刀系统夹紧力不恒定的问题,基于弹性理论,对刀具夹紧力数学模型进行了深入研究,确定了影响刀具夹紧力恒定的主要因素;基于定比传动原理,设计了一种能够实现定比传动的谐波行星齿轮减速结构,利用行星齿轮结构代替原有的薄壁轴承和波发生器,解决了滑差问题;基于PLC控制理论,对伺服控制系统进行了研究,改善了由于柔轮弹性变形导致的中间传动机构传动精度不高的问题,实现了闭环控制刀具夹紧力恒定。该系统具有参数设定输入、数据显示输出、刀具状态监测等功能。

曲轴热处理变形的主要影响因素是自重和热传递。文中以有限元法为基础,分析曲轴不同放置方式时的热处理变形,通过研究可知:曲轴热处理时,与水平放置相比,竖直放置时因自重而产生的变形大大减小,变形量降低了78.2%。依据以上研究结果,基于仿形机构原理,设计了一种并线生产柔性曲轴热处理装置,该装置主要包括定位机构、自动上下料机构、同步运动机构、热处理机构等,热处理时曲轴竖直放置,可以同时对多个轴颈并行热处理;同时,针对自动上下料机构,设计了专门的采用PLC控制的液压与气动系统。该装置曲轴热处理节拍快、轴颈加热均匀、变形量小、热处理柔性好,能适应四缸、六缸等多种曲轴的在线生产热处理。

目的基于十字滑台原理,文中设计可以实现3T1R四自由度的重载搬运机械装置,达到对货物准确定位、牢固夹紧以及多自由度搬运的目的。方法利用解析法和有限元法对承重螺栓进行结构设计和强度分析,根据分析结果提出螺栓根部圆角滚压的结构改进方案;根据不同滚压圆角对应的应力值,采用Hermite(埃尔米特)方法得到滚压圆角半径-应力(r-σ)曲线和多项式,求导确定结构改进方案。结果根据滚压圆角半径-应力(r-σ)曲线,确定最佳滚压半径r=4 mm;以PLC控制技术为基础,设计了搬运机械液压驱动控制系统。装置搬运载荷达到55 kN,螺栓根部强度提高了59.54%,屈服极限安全系数达到2.4。结论通过结构设计,该装置实现了3T1R 4个自由度的运动及控制;通过结构改进达到了多自由度搬运的效果。