一种基于转向放大机构势能小车的设计与研究

根据第九届上海市大学生工程训练综合能力竞赛"势能驱动车"命题的要求,设计了一种将重锤的重力势能转化为小车动能且方向自动控制的"8字S"形势能小车。首先,根据赛道尺寸和障碍物位置要求,优化设计出小车运行的最佳行驶轨迹,并确定了小车的整体结构尺寸及齿轮机构的传动比;采用"三点画圆"的方法,计算出凸轮的轮廓,通过转向放大机构实现小车的转向功能;对小车各部件进行三维建模、装配,利用ADAMS对转向机构单独仿真,采用Solid Works中的motion功能进行轨迹仿真。在仿真取得满意的结果后,对小车进行加工、装配、调试。经过市赛的实践检验,验证了势能小车设计的相对合理性。     

急回机构中非圆齿轮节曲线的设计

提出了一种以非圆齿轮为前置机构的急回机构。将非圆齿轮节曲线的设计分为等速行程和过渡行程两段进行讨论,通过对所得三种传动比函数的比较,确认了两种较为理想的传动比函数。使所设计机构能实现输出件在工作区间内完全等速,且具有较好的急回特性,比传统的六杆急回机构能更好地满足实际应用中的不同需求。     

行星轮系的机架变换与传动比变化规律的研究

转换机架法是机构创新的重要方法,在轮系的创新设计中有重要应用前景.文中以最简单的轮系为创新基础,探讨机架变换后的新轮系与原轮系的传动比关系,得出重要结论:以轮系系杆为输出构件时的传动比与系杆固定时机构的传动比之和为1.然后对该结论进行证明,再通过典型的行星轮系、少齿差传动、平动齿轮传动和复杂的混合轮系的机架变换进行传动比的计算,验证了该结论的正确性.最后阐明了该结论在复杂行星轮系传动比计算中的重要作用.     

变转矩限滑差速器非圆锥齿轮结构强度分析

针对越野车变转矩限滑差速器锁紧系数较小的问题,提出了一种新型限滑差速器非圆锥齿轮结构,行星齿轮与半轴齿轮齿数之比为1∶2,传动比以行星齿轮转1圈为1个周期,可以最大限度地提高传动比变化幅值,达到±40%,使差速器的理论锁紧系数由原来的1.857增加到2.33,增强了车辆的通过性。针对非圆锥齿轮传动的特点,提出该差速器结构有限元建模、分析方法:先用接触面结点耦合的方法求出给定转矩下小齿轮的转动位移,再建立接触摩擦模型,利用转动位移作为输入条件求得各锥齿轮工作应力。对不同结构的限滑差速器非圆锥齿轮进行不同方法的有限元仿真计算比较,结合传动试验,结果证明所改进的结构性能和强度更优,所采用的仿真计算方法正确有效。     

越野汽车新型变速比差速器的研究

提出了一种新型变速比差速器,行星齿轮与半轴齿轮齿数之比为1∶2,传动比以行星齿轮转一圈为一个变化周期,突破了齿数与周节的限制,可以最大限度地提高传动比的变化幅值(达到±40%),增大差速器的锁紧系数。给出了该差速器锥齿轮的设计原理与方法,包括非圆节锥与节曲线设计、球面-平面映射、齿形设计等,并进行了实例验证。试验结果表明,新型差速器达到了设计预期,理论和实际锁紧系数分别为2.33和3.15,可以显著提高车辆的越野通过性。     

基于凸轮机构的"环S型"热能驱动车结构设计

依据全国大学生工程训练综合能力竞赛热能驱动车赛项赛道要求,设计了一款斜推式"环S型"热能驱动车.首先通过理论分析和三维建模完成该驱动车的结构设计和凸轮设计,并借助Creo和MATLAB软件进行轨迹绘制和参数校验计算;之后利用转向机构的运动转换性,设计出特殊轮廓凸轮控制小车运行轨迹,推算出合适传动比,以确保凸轮转动和小车...     

"双8字"无碳小车关键结构设计与分析

"双8字"无碳小车是以重力势能为动力,按照预定轨迹进行运动,可以实现连续避障的三轮小车。首先对于小车机构及轨迹进行分析,针对"双8字"无碳小车的运动轨迹设计了"双8字"小车中曲柄摇杆机构和不完全齿轮机构,并根据小车的运动速度和运动特点设计了差速机构,同时为补偿加工及装配误差设计出了小车微调机构,给出微调机构的调节方法,最后基于设计方案对"双8字"无碳小车轨迹进行了仿真,验证小车在行走过程中的重要部件与小车运动轨迹之间的关系,为小车的设计与分析提供了可靠依据。     

基于MATLAB的非圆齿轮节曲线设计

利用非圆齿轮行星系或圆齿轮差动机构和非圆齿轮机构的配合,可以再现一定种类的非单调函数.本文选取极角和极径变量作为参数来构造设计非圆齿轮节曲线,利用MATLAB软件,给定一种再现函数,绘出其节曲线和传动比函数曲线,可以很好的分析是否满足要求的变传动比.     

齿轮误差与传动比对正齿轮表面工作寿命的影响

以往工程技术界通常认为如将传递动力的齿轮付设计成非整数的传动比可以获得有力的实践例证。相反,本文作者通过由四种不同传动比的齿轮付在封闭功率流式试验机上进行的对比实验后,即发现在达到极限实验条件的范围之内非整数传动比齿轮付的抗点蚀能力明显低于整数传动比的正齿轮付,接着这个初步结论又在具有不同加工误差的齿轮付运转实验中得到了进一步的研究和证实。图1和表1分别为试验齿轮的结构规范和试验齿轮付的主要运行参数。在试验装置中用不包含Ep添加剂的重质齿轮油     

8字绕障无碳小车的结构设计与分析

根据全国大学生工程训练大赛要求,介绍了"8"字无碳小车的设计理念、设计方案、轨迹模拟仿真、结果分析。其中方案设计部分主要对最初的二级齿轮传动部分做了改进优化。选用一体式齿轮箱,四级齿轮传动,采用多组小模数齿轮带动大模数齿轮,得到较平稳的传动,缩小中心距的同时提高了传动比,从而在有限的空间内增加小车所跑的圈数。     

两种计算行星齿轮机构传动比方法的联合应用

探讨计算行星齿轮机构传动比的两种方法--转化机构法和速度图解法联合应用的可行性.转化机构法是研究行星齿轮传动运动学最常用的方法;速度田解法在用于对行星齿轮机构进行运动学分析时,虽可计算单排行星齿轮传动的传动比,但无法对两排及两排以上行星齿轮机构的传动比进行求解.本文结合具体实例,尝试先用速度田解法后用转化机构法,求解两排行星齿轮机构的传动比,两种方法的联合应用为行星齿轮传动机构的设计和计算提供了参考.     

行星齿轮机构传动比计算新方法

基于两齿轮啮合点处线速度相等、且线速度正比于转速和分度圆半径的原理,提出了计算行星齿轮机构传动比的新方法,即"等线速度"法;以2K-H型行星齿轮机构为例,以行星轮和内齿圈的分度圆半径为参数,推导出传动比计算公式和表征行星齿轮机构运动规律的特性方程。该方法对工程技术人员理解、掌握行星齿轮机构的特点、规律有积极意义,对分析摩擦传动、带传动等也有借鉴价值。     

基于秧针静轨迹的分插机构非圆齿轮求解

针对目前插秧机的旋转式分插机构非圆齿轮的节曲线均采用函数表达式设计方法的局限性,提出通过理想的秧针静轨迹直接求解分插机构的行星轮系中非圆齿轮传动比的设计方法。利用数值分析的方法由秧针静轨迹求解行星架与行星轮自转的传动比,根据旋转式分插机构行星轮系结构的对称性特点,把非圆齿轮之间的传动比以π为周期分段,建立分段传动比之间的关系和分段传动比与行星架与行星轮自转传动比的关系。在满足轮系总传动比的条件下,提出非圆齿轮的半圆正齿节曲线假设,解决了求解分段传动比有效方程不够的问题。通过对求解出的非圆齿轮系分插机构的三维建模和动态仿真,验证了提出的基于秧针静轨迹求解分插机构非圆齿轮节曲线的方法正确。     

不完全齿轮变向传动机构设计与仿真

曲柄连杆机构、凸轮机构和偏心轮机构常用来将连续运动转化为往复运动,但这些机构没有恒定的传动比,高速运转时存在较大的冲击力.基于齿轮传动平稳和恒速比的特点,文中研究了一种不完全齿轮机构.该机构可以实现输入转动恒向,输出转动高频变向,并且具有恒定传动比.文中将机构约束转化成超定方程组,并通过Matlab编程求解出符合条件的各部分齿数.在讨论防止干涉时,用到了螺纹连接齿轮,该方法能很好地解决齿轮啮合时相位偏差问题.最后的运动仿真验证了方程组求解的正确性,也证实该机构输入输出不但能够保持严格的传动比,其输出转动频率也可随输入的转速而改变,可控性好.     

变速箱滑移齿轮各对齿数的简易计算

齿轮变速箱一般都采用滑移齿轮来实现多级变速。当两轴的中心距和各对齿轮的传动比给定后 ,在具体确定各对齿轮的齿数时 ,人们常用试凑法。但试凑法既缺乏科学性 ,对缺少设计经验者又太费时间。笔者介绍一种简易的方法 ,可以很快得到满意的结果。它是以滑移齿轮组中齿数最少的齿轮的齿数作为基本单位 ,其它各齿轮的齿数均以它的若干倍的形式来表示 ,从而得出简单的计算公式。　　一、各对齿轮的模数相同设各齿轮的齿数分别为Ｚ1,Ｚ2 ,Ｚ3,Ｚ4 ,Ｚ5,Ｚ6;两图 1　滑移齿轮组轴的中心距为Ａ ,如图 1所示。则各对齿轮的传动比为 :ｉ12 =Ｚ2 /Ｚ1…     

S型赛道小车避障设计研究

根据小车所需完成的功能要求，划分了多个机构进行设计研究。对动力机构和转向机构做了详细论述，并结合实际情况做出了适当改进。该小车的动力来源为4J的重力势能．小车前行过程中完成的所有动作所需的能量均由此能量转换获得，当重锤下落时通过齿轮传递带动主动轮轴转动，小车前行，同时大齿轮的转动传递动力给曲柄偏心连杆机构使得小车前轮周期性摆动，实现转向。     

基于改进杠杆法的6速行星齿轮机构的设计

利用单级和双级单排行星齿轮机构的统一模型,提出采用改进杠杆法建立6速行星齿轮机构的速度矢量图,从而图解得到各挡传动比,此方法简单直观。根据速度矢量图分析,6速行星齿轮机构两类6种方案只有两种是合理的,由于每排可以是单级或多级两种情况,所以理论上最多共有16种子方案。设计了1种3排都是单级的6速行星齿轮机构以及自动变速器,并把它与其它3种自动变速器进行多方面的比较,该设计自动变速器在传动比方面具有明显优势。     

基于输出摆角分析的抽油机换向机构优化设计

针对一种无游梁式抽油机用椭圆齿轮行星轮系换向机构输出摆角小、不能满足长冲程需求的问题,分析了该机构输出摆角大小的影响因素,将结果以图形面积表现在一对非圆齿轮副的传动比曲线中。根据分析结果,构造了满足应用需求的非圆齿轮副传动比曲线,求解非圆齿轮的节曲线方程,建立该机构的三维模型并进行运动仿真,得到输出摆角和输出角速度幅值曲线。分析结果表明,与原来的椭圆齿轮行星轮系换向机构相比,该机构增大了输出轴的摆角,从而可以增大抽油机的冲程。     

高性能变传动比的异形齿轮跳跃机构研究

跳跃机器人需要根据其任务和运动来选择合适的齿轮传动比,从而实现电机功率的最大化,针对这一问题,提出了一种具有高速、大扭矩特性的异形齿轮跳跃机构。首先,提出了一种基于仿真的最佳齿轮传动比设计方法,使电机功率最大化;其次,根据得到的齿轮传动比,通过正向动力学进行了齿轮的节圆半径计算;然后,在考虑轮齿压力角约束的情况下完成了最终异形齿轮的齿形设计;最后,研究了跳跃高度随机器人参数和初始姿态扰动的变化,并以跳跃机构为原型,在考虑了机构物理参数扰动的情况下进行了实验测试,验证了所提设计方法的有效性。研究结果表明:该机构使用异形齿轮时的跳跃高度是0.135 m,使用圆形齿轮的跳跃高度是0.072 m;采用异形齿轮,通过运动改变齿轮传动比,可将跳跃高度提高64.6%,为提高跳跃机器人的工作性能提供较好的解决方案。     

一种非圆齿轮差动无级变速传动设计

提出了一种分支数更少、结构更简单的新型机械无级变速器方案,阐明了其通过非圆齿轮和差动机构组合实现无级变速的原理和动力传递路线,推导了不同设计参数的传动比计算通式,通过在非圆齿轮对传动比函数的非线性部分采用正弦(余弦)曲线,解决了非圆齿轮节曲线有尖点、不连续的问题,又避免了繁杂的修形工作,为此类非圆齿轮差动无级变速传动设计提供了实例参考和理论指导。