赵彦玲　李积才　赵志强　王弘博

摘要：为了研究钢球表面缺陷检测设备中钢球在展开机构中的接触碰撞特性，从铜球螺旋线展开机构的原理入手，基于Hertz理论建立钢球与核心零件展开轮的接触碰撞模型，以ADAMS二次开发为平台进行求解，同时与Impact模型进行对比验证。在此基础上，通过观察不同压紧力下侧偏力的变化过程以及钢球与展开轮两侧接触点处侧偏力对比情况，探讨球面展开过程的接触碰撞特性。结果表明：侧偏力以正弦曲线规律进行周期性变化，带动钢球产生方向交替变化的侧偏运动，同时压紧力大于15N时，检测系统达到稳定状态，压紧力对侧偏力的周期、幅值以及钢球进入稳态的时间影响可以忽略不计。从接触力角度揭示了球面展开原理，为检测设备的设计提供了理论依据。

关键词：钢球展开；Hertz理论；接触碰撞；ADAMS二次开发

中图分类号：TH113.2 文献标志码：A 文章编号：1007-2683（2015）06-0037-05

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对于钢球表面缺陷自动检测设备的研究，日本AKS公司，德国FAG公司和捷克SIMET公司分别研制了相应的钢球检测设备，但设备价格以及维护带来的高额检测成本制约了其在国内的应用，且技术完全封锁。国内也进行了大量研究。研究方向主要集中在图像识别、图像处理、检测技术以及钢球展开运动的几何学和运动学等。

为了实现检测设备的设计，展开机构接触碰撞特性的研究是必不可少的，这也是本文对于检测设备的研发提出的一个新的研究方向。接触碰撞的核心问题就是建模和求解。……