钢球展开过程运动学及动力学分析

来源：机械工程学报杂志2015年第20期北京时间：

作者：赵彦玲, 夏成涛, 王弘博, 刘献礼, 崔思海, 王鹏, 李积才

单位：1.哈尔滨理工大学机械动力工程学院 哈尔滨 150000; 2.沈阳航天三菱汽车发动机制造有限公司 沈阳 110179

摘要：钢球表面质量检测常用的办法是依靠展开机构中的摩擦力将钢球表面完全展开，摩擦力对钢球表面检测效率和精度有着重要影响。为分析摩擦对钢球展开的影响，根据展开轮与钢球接触的几何约束关系，对钢球与展开轮接触模型进行运动学分析，得到钢球与展开轮接触点位置的变化规律；由于展开装置构件之间全部依靠干摩擦接触约束，在古典Coulomb摩擦模型基础上，结合展开装置特性，建立修正的Coulomb摩擦模型，建立钢球和展开轮的运动微分方程，得到钢球与展开轮接触点处摩擦力的变化规律，并分析接触点处接触力的影响因素；同时根据展开原理构建实体模型进行虚拟仿真并搭建物理样机进行试验，结果表明驱动轮转速直接影响钢球与展开轮接触点法向接触力变化，从而影响接触点处摩擦力变化特性，通过摩擦力变化特性，解释了展开轮能实现钢球表面展开的工作原理。

关键词：动力学,钢球,修正的Coulomb摩擦模型,展开轮；

基金资助：国家自然科学基金资助项目(51275140)