基于Matlab的凸轮机构等速运动规律修正策略研究

等速运动规律是凸轮机构中常用的一种推杆运动规律。为改善凸轮机构等速运动规律的运动特性,增强工作的稳定性,提出了一种等速运动规律修正策略,设计了一种组合运动规律,能同时满足推杆按等速运动规律运动,并且加速度不产生突变的要求,消除了推杆运动中的刚性冲击和柔性冲击,利用Matlab进行了凸轮机构运动学仿真,并结合Pro/E和Matlab进行了凸轮机构轮廓曲线的精确设计。仿真结果表明,修正等速运动规律的运动特性得到了显著的改善。     

织网机下钩机构凸轮轮廓曲线优化

为满足织网机织网成型的需要,依据下钩双凸轮连杆机构的工作原理,设计完成了下钩机构的工作循环图,绘制了前后和上下凸轮从动件运动规律图;采用解析法推导出凸轮的理论和实际轮廓曲线方程,再根据从动件运动规律选择原则,确定选择摆线修正等速运动规律,避免等速运动规律在开始和终点处速度发生突变、凸轮机构受到刚性冲击和柔性冲击,使织网机下钩机构的输出运动规律具有良好的运动学性能;最后,采用MATLAB对凸轮廓线进行辅助设计,得到下钩机构前后和上下凸轮的理论和实际轮廓曲线。     

通用的、可直观调控的凸轮机构的动件运动规律──Bezier修正等速运动规律

本文研究了用几段Ｂｅｚｉｅｒ曲线连接后构造凸轮从动件的修正等速运动规律中的类速度曲线的方法。研究结果表明，该方法不仅可以方便地调控出许多具有较好特性值的修正等速运动曲线，而且将其用于构造一般的运动曲线，也能得到较好的结果。本文向设计者提供了一个可按设计者的意图并借助于计算机屏幕图形显示对类速度曲线作直观调控的新方法。     

陶瓷抛光机磨头凸轮的改进设计

瓷砖抛光机磨头是抛光线中的关键部件,也是抛光机主要故障源所在。文中在对抛光机中磨头摆动机构的原有圆柱端面凸轮曲线进行运动规律分析的基础上,采用五次项修正等速运动规律,运用柱面坐标系设计出新的凸轮轮廓线,按该曲线设计的凸轮极大地改变了磨头的整体性能。     

重型掘进机截割机构的优化分析

应用Matlab仿真分析软件对截割机构上截齿排布对截割时的动力学特性的影响进行了分析,通过对截齿各排列因素的分析选定以不同的截齿截线间距为研究对象[1],根据现有截齿的截线等间距分布规律及截齿截割作业时的截割规律设置优化后的截线间距为由前到后逐渐增加,使截线的间距分布规律和截割机构截割作业时的截割阻力分布规律及截割作业时的煤层的压张效应相符合,从而分析优化前后的截线间距。该优化方案极大地提升了掘进机掘进作业时的稳定性,减轻了截割作业时对截齿的磨损,增加了掘进机截割机的使用寿命。     

通用的,可直观调控的凸轮机构的动件运动规律—Bezier修正等…

本文研究了用几段Ｂｅｚｉｅｒ曲线连接后构造凸轮从动件的修正等速运动规律中的类速度曲线的方法。研究结果表明，该方法不仅可以方便地调控出许多具有较好特性值的修正等速运动曲线，而且将其用于构造一般的运动曲线，也能得到较好的结果。本文向设计者提供了一个可按设计者的意图并借助于计算机屏幕图形显示对类速度曲线作直观调控的新方法。     

采煤机截齿分布与载荷谱关系的实验研究

为了研究斜切工况下采煤机滚筒截齿分布对载荷谱的影响规律,进而对截齿设计提供参考依据,采用等效截齿测试齿座对滚筒同一螺旋叶片不同截线上截齿载荷进行实时在线监测,同步存储后导出分析。实验结果表明:系统技术可靠、性能稳定,能够实时动态检测截齿截割力的变化,通过不同截线上截齿时间-截割力变化曲线可得:截割力曲线波动规律具有相似性,滚筒斜切截割煤岩时,截齿载荷整体曲线呈现波峰与波谷交替形式,反应截齿随截深变化截割力不断改变的过程;同一截齿的截割阻力大于其进给阻力,但其波动状态相似,都出现许多不规则波动;单个截齿上的截割阻力和牵引阻力的瞬时值服从对称性较好的Gamma分布,其分布参数随截齿所在截线与端盘距离呈一次傅里叶级数关系,为研究截齿载荷谱规律提供了一种新方法。     

截齿安装约束的动力学性能研究

基于CAD和ANSYS软件建立掘进机截割部截齿的数值模拟仿真软件，并在设置仿真条件的基础上，分别对截齿在不同冲击时刻下截齿头部和刀杆尾部的应力、应变情况进行对比，得出不同截齿安装约束下对应的动力学性能，为后续提升截齿安全性和可靠性奠定基础。     

二甲醚发动机用直列隔膜式燃料泵凸轮机构设计

根据二甲醚发动机用直列隔膜式燃料泵的结构特点和性能要求,对其凸轮机构进行了设计。选用对心滚子直动从动件平面凸轮机构,柱塞采用五次项修正等速运动规律,建立了各阶段运动规律的数学模型,运用MATLAB软件得到了柱塞运动规律曲线及泵的瞬时流量曲线,该运动规律能保证凸轮机构工作平稳,无冲击,能实现泵的流量脉动小,甚至趋近于恒流量。进一步运用"解析法",在CAXA软件中精确生成了凸轮实际轮廓曲线,利用Pro/E软件建立了凸轮轴的三维造型,为后续研究奠定了基础。     

螺旋钻采煤机钻头截齿载荷特性研究

为了研究螺旋钻采煤机钻头上镐型截齿的载荷特性,进而为钻头的设计提供参考依据,采用非线性动力学仿真软件LS-DYNA建立了单齿钻进截割煤岩的有限元模型,利用该模型研究了钻进工况下截齿的受力特点和截齿载荷特性随安装参数的变化规律。研究表明：钻头上截齿的截割工况为半封闭式切削,截齿会承受极大的进给阻力;截齿截割阻力随截割角的增大以二次函数形式减小,随倾斜角的增大以指数函数形式呈现先稳定后急剧增大的趋势;截齿进给阻力与截割角成指数函数关系,与倾斜角成线性关系,随截割角和倾斜角的增大而减小;在避免齿体与煤体干涉条件下,截齿宜选用较大的截割角度;为使钻头截齿拥有良好的截割性能和钻进性能,截齿倾斜角不宜超过30°。      

基于LS-DYNA的不同工况下采煤机截齿的冲击特性研究

在采煤机截齿单载荷冲击研究理论的基础上,建立了采煤机截齿的受载冲击动力学模型,以截齿切入煤层的截割角以及截齿截割时的速度为变量,利用LS-DYNA仿真分析软件对不同工况下采煤机截齿的冲击特性进行了研究,结果表明:随着截割滚切入煤层时的速度的增加,作用在截齿运动反方向上的截割阻力逐渐降低,而截齿的截割角越大作用在截齿上的截割阻力就越大。     

复合莫氏锥度联接的金刚石截齿抗压性能研究

针对目前截齿存在的合金钢齿体易磨损造成的截齿齿头脱落失效问题,提出复合莫氏锥度联接的截齿新结构。应用ANSYS有限元软件,对复合莫氏锥度联接结构的金刚石截齿在单一正压力载荷作用下的抗压性能进行了有限元分析。结果表明,在普通结构截齿上复合莫氏锥度联接结构对PCD层的抗压性能影响不大。在齿头锥孔底部端面与钢制齿体锥台根部端面之间的间隙,采用焊料填充焊接可提高截齿在静载荷作用下的抗压性能以及抗齿头脱落性能。莫氏锥度结构中,锥体尺寸变化对齿头锥孔和齿体锥台的应力影响不大。     

横轴式铣挖机截齿更换规律与分区特性

以赵家湾隧道铣挖法施工工程为依托,介绍了截齿在铣挖鼓上的排列方式.通过对截齿位置进行编号、分类和现场截齿更换统计,研究了英国和德国铣挖机截齿更换规律和失效位置分区特征,得到两者截齿磨损的差异.最后从截齿的制作工艺、选择与安装、截割等方面提出一些建议,从而提高截齿使用寿命和铣挖机性能.     

基于截割特性的采煤机截齿优化研究

为了解决采煤机截割作业过程中截齿磨损严重、截割机构故障率高的问题,采用离散元仿真分析的方法对截齿截割作业时的截割特性进行了研究。结果表明,在截割前对煤壁进行预裂冲击的方案能够有效提升采煤机的截割效率。根据研究结果,提出在采煤机截割滚筒上设置冲击截齿的方案,将采煤机截割时的效率提升了14.2%,将截齿的使用寿命提升了78.4%,对提升井下截割效率和综采经济性具有十分重要的意义。     

基于数值分析的掘进机截割结构的研究

通过对掘进机截割头受力状态进行分析,得出“钻进工况下参与截割各截齿受力不同,且截割阻力也呈周期性变化”的结论;通过LS-DYDA仿真不同截齿角度及截线间距条件下截割头钻进工况的截割阻力及截割力矩,得出了“通过对截割头参数优化可有效降低阻力峰值及其波动幅值,增强截割头工作平稳性、可靠性,从而延长了截割头的工作寿命”的结论。     

空间凸轮数控加工进给速度修正及编程

推导了空间凸轮数控加工中不同联动控制场合刀具实际进给速度和编程进给速度的关系,分别结合圆柱凸轮和弧面齿轮数控加工中的特点在编程中对进给速度进行修正,使刀具实际进给速度保持均匀,从而使凸轮加工质量明显提高。     

水射流辅助截齿破碎钴结壳

建立了水射流辅助截齿破碎钴结壳的力学模型,通过仿真研究获取了水射流系统参数与截齿在钴结壳表面切出初始裂纹所需最小破碎力的作用规律。仿真结果表明:当水射流的作用点和截齿的作用点不重合时,水射流的辅助破碎不仅不能减小截齿所需的破碎力,反而会增加截齿所需的破碎力;当水射流的作用点和截齿的作用点重合时,水射流的辅助破碎能有效减小截齿所需的破碎力;与纯截齿破碎钴结壳相比,当水射流的压力为5 MPa时,截齿所需的破碎力下降幅度约为50%;随着水射流系统工作压力的增加,水射流系统的辅助破碎作用越强。     

矿井掘进机截割部工作特性以及受载特征的研究

针对截割部工作特性以及受载特征进行系统研究,分析了掘进机截割部转速和进给速率,对掘进机工作特性之影响特征,建立了截割部截齿截割煤体的力学模型,模拟得到了截割部所受载荷的变化特征,从而为掘进机的动力学特性研究提供参考。     

凸轮从动件运动规律的通用修正方法

为改善凸轮机构的运动和动力性能,消除运动过程中的刚性、柔性冲击,提出一种通用的从动件运动规律修正方法,导出满足非修正段修正前后运动规律不变,在速度、加速度突变处给定一修正角的五次多项式或联合运动规律通用方程,并以等加速等减速运动规律修正为例,分析了参数值选取对修正运动规律的影响,确定了获得较小最大加速度的参数优选范围。结果表明该方法是可靠和适用的,是凸轮从动件运动规律修正方法的新尝试。     

基于多轴机械臂的髋臼旋转截骨手术机器人

为解决医生临床手工开展髋臼旋转截骨术的难点,基于多轴机械臂设计了一种髋臼旋转截骨手术机器人.在设计中,推导了球形摆锯非实体旋转中心点与机械臂、光学导航三者的手眼标定矩阵方程.应用所设计的髋臼旋转截骨手术机器人对六组髋臼模型进行旋转截骨试验,统计所切割髋臼半径精度、光滑度、圆球率,确认髋臼旋转截骨手术机器人可以用于临床手术.所采用的球形摆锯非实体旋转中心点标定方法还适用于其它类型的手术机器人.