机械压力机肘杆式工作机构运动学建模与分析

为了分析机械压力机工作机构的运动学特性,应用矢量方程解析法对曲柄肘杆机构进行了运动学分析,在封闭矢量图基础上建立了机构的位移方程,推导了对应速度方程和加速度方程,并得到待求量的解析式;采用机构数值分析法对运动学模型进行了求解分析,设计了运动学方程计算程序框图,基于MATLAB软件编写了计算程序,对非线性运动学方程进行数值求解,并对计算结果进行图形化处理,得到了肘杆摆角以及滑块位移、速度和加速度运动曲线;利用计算结果定量分析工作机构的肘杆摆角极限、最大滑块行程、滑块平均速度与标准方差,并验证了曲柄肘杆机构的设计合理性。     

一种岩石顶管机齿轮箱设计

非开挖顶管施工技术在城市管廊施工工程中的应用越来越多,由于地层土质变化等因素影响,顶管机传动系统受到复杂载荷影响容易破坏,本文针对工况最恶劣的岩石顶管工况,提出4个电机共同驱动刀盘旋转,并设计了专用传动机构,四个主动齿轮和被动齿轮同时啮合,既可以使负载平衡,也能实现较大扭矩输出。运用有限元分析软件对齿轮箱进行静力和模态分析,通过改进齿轮箱结构,改善齿轮箱的刚度和抗疲劳强度。该方法设计的齿轮箱,经实验验证,符合设计要求,使用效果良好。     

4 RRR冗余并联机构的运动学分析

针对4-RRR冗余并联机构的输入及输出构件间的位置关系展开研究。基于运动螺旋理论,分析了该机构的自由度性质,并确定了主动副的位置;建立了机构的逆运动学方程及正运动学方程,并对给定运动平台的位姿进行了数值计算,以验证所建立方程的正确性;研究了机构的运动解耦性以及运动平台的工作空间大小与连杆长度变化的关系;最后,对给定运动平台的运动方程下主动副的输出转角进行了数值仿真。     

新型三自由度多连杆混合驱动机构的运动学分析和工作空间数值求解

可控机构是指单自由度机构中的某些结构运动参数或机构输入运动,和多自由度闭链机构中的某些运动可由微机进行实时控制,或以人工方式进行多个固定位置的控制,以达到柔性输出、改善机构的运动学和动力学特性的目的。基于可控机构理论提出了一种新型三自由度多连杆混合驱动可控机构,并使用Newton-Raphson法对该混合驱动机构进行运动学建模,得到该混合驱动机构的正逆解,然后对该可控机构正解进行了数值求解,最后利用运动学正解和奇异性判断条件在MATLAB软件中进行程序编写,得到该可控机构主要工作空间参数,并且绘制了工作空间示意图。其结果显示该混合驱动机构不仅具有灵活度高、微机实时控制、柔性化输出的优点,而且工作空间符合挖掘作业要求,在工程上具有一定的实用性。本研究为该混合驱动机构后续的动力学分析和控制系统设计提供了基础。     

连续型飞机油箱检查机器人设计与实现（英文）

针对机务人员检查飞机油箱难度大的问题,设计了一种连续型机器人。根据蛇类脊椎骨结构特征和运动机理,采用球笼式万向节和圆柱螺旋弹簧作为连续型结构的关节段主体,以提高机器人的负载能力。基于对球笼式万向节等速运动特性获得了连续型结构的运动学模型。本文根据设计原则设计了硬件系统和控制流程图,其中硬件系统包括上位机模块、连续型机构控制模块、连续型机构。最后进行了样机实验,结果表明设计的连续型飞机油箱检查机器人具有较强负载能力,这种连续型结构设计具有合理性和实用性。     

新型非对称打磨并联机构运动学分析与仿真

针对并联机床在实现半圆形筒状工件打磨加工的高精度、快响应等需求,提出一种新型的三自由度的非对称并联打磨机构。首先,介绍了该机构的结构特征,并基于螺旋理论等对机构自由度进行分析;其次,应用闭环矢量法建立各构件之间的运动学关系,利用MATLAB软件对其位置、速度进行数值仿真分析;最后,采用Unigraphics NX 10.0和ADAMS软件建立了该机构的虚拟样机模型,并对其运动学进行虚拟样机仿真分析。结果表明:不同支链运动规律不同,但各支链位移和速度均变化平滑、无突变现象,且同等条件下,对比分析可知,数值仿真模型与虚拟样机仿真模型结果一致,从而印证了所建模型的正确性,为后续的动力学研究及控制提供参数参考。     

连续型飞机油箱检查机器人设计与实现

针对机务人员检查飞机油箱难度大的问题,设计了一种连续型机器人.根据蛇类脊椎骨结构特征和运动机理,采用球笼式万向节和圆柱螺旋弹簧作为连续型结构的关节段主体,以提高机器人的负载能力.基于对球笼式万向节等速运动特性获得了连续型结构的运动学模型.本文根据设计原则设计了硬件系统和控制流程图,其中硬件系统包括上位机模块、连续型机构控制模块、连续型机构.最后进行了样机实验,结果表明设计的连续型飞机油箱检查机器人具有较强负载能力,这种连续型结构设计具有合理性和实用性.     

陶瓷托辊专用锯床主轴系统动力学分析

便拆装式主轴是陶瓷托辊专用锯床的关键部件,在其工作中,主轴系统需高速旋转,用于切割陶瓷托辊毛坯,加工要求较高。为了分析其工作性能,应用有限元ANSYS软件对主轴进行有限元的建模与模态分析,得到各阶固有频率与振型,求出主轴的临界转速,并进行锤击实验法进一步对比验证,并且应用主轴动力学知识分析了轴系的扭转振动与轴的动强度。通过对主轴各项指标的分析,对主轴性能进行评价,为进一步优化主轴提供了理论依据。     

基于Deform-3D的齿轮箱输出轴锻造成形研究

大型齿轮箱输出轴属于大型轴类锻件.针对某齿轮箱输出轴锻造质量不高的问题,提出了两次镦拔成形工艺,并运用有限元软件Deform-3D对其锻造工艺进行了数值模拟.结果表明,采用两次镦拔工艺,可以得到质量更佳的输出轴锻件.     

ADAMS环境下并联坐标测量机运动分析与仿真

并联机构的运动学分析即是求解并联机构的输入与输出构件的位移、速度、加速度之间的关系。文章以基于Stewart平台的六自由度并联机构坐标测量机为研究对象,在ADAMS软件环境下建立了六自由度并联坐标测量机的虚拟样机模型,然后基于虚拟样机对所研究的并联坐标测量机进行了运动学仿真。通过软件仿真,可以对并联坐标测量机各种运动性能产生直观的了解,从而为并联坐标测量机的设计与开发提供软件验证方法,为建立物理样机打下坚实的基础。同时利用虚拟样机技术还可以大大简化并联坐标测量机的运动学逆解和正解,为进一步对并联坐标测量机的系统优化创造了有利条件。     

新型模切机滑块运动特性及其惯性力特性研究

本文以公称压力2000kN、公称压力行程5mm、最大行程次数9000次/h新型的卧式平压平模切机对称双输出肘杆机构为研究背景,简介了新型模切机的工作原理,建立了相应的工作机构各个零件运动学数学模型,推导出了主、副滑块的位移、速度和加速度的理论计算公式。使用商用软件MATLAB绘制出主滑块的位移、速度、加速度随时间变化的曲线,表明该新型模切机具有低速锻冲、高速回程的特点,有利于提高模切精度和模切效率。分析了该新型模切机工作机构各个部件的受力情况,推导出了各个构件的惯性力表达式,同时基于商用软件ADAMS对机构进行了整机竖直惯性力、水平惯性力以及翻转力矩仿真分析,对惯性力特性进行了分析,验证了理论分析的正确性。     

一种改进型混联铣床的主轴运动学分析

改进现有的一种混联铣床的主轴结构,增大了工件的加工空间,而且提高了其铣床的刚度性能,对主轴的运动学进行了矢量解析法分析,完善了铣床控制系统的理论,对铣床的动力学研究具有重要意义.通过ADAMS仿真软件验证,表明主轴运动学分析正确.     

三回转自由度数控主轴结构设计与运动学分析

基于对3R斜交非球型手腕结构的研究和数控机床主轴功能的分析,提出一种具有3个连续回转自由度的数控主轴的概念设计,并用SolidWorks软件建立该主轴的三维模型。用D-H参数法建立该主轴的运动学模型,进行运动学分析和工作空间的分析与仿真。仿真结果表明:该主轴结构紧凑、惯量小、灵活度大,能够实现三维空间的任意姿态,扩大数控机床的加工范围。     

风机齿轮箱轴承应力及疲劳寿命分析北大核心

针对风机齿轮箱轴承在运转中出现的外圈局部剥落缺陷及其造成的疲劳寿命问题,以5 MW风机齿轮箱输出轴轴承为研究对象,建立无缺陷轴承和不同宽度尺寸局部剥落缺陷轴承的数值模型。对模型进行显式动力学分析,分析转速及缺陷尺寸扩展对轴承各部件的应力变化;以名义应力法和损伤理论为准则,对无缺陷轴承和有缺陷轴承进行疲劳分析,得出轴承的损伤和疲劳寿命。结果表明:随着局部剥落缺陷的扩展和转速的增大,这两轴承各部件应力均上升,但寿命均下降。     

解耦球形腕拟人机械臂运动控制算法研究

为满足极端环境对机械臂在集成度和性能方面的特殊要求,文章提出一种具有高集成度球形手腕机构的7自由度机械臂,对运动控制算法进行了深入研究。首先,分析了机械臂结构特点,其末端手腕的灵活性和紧凑性由双万向节和双半球结构来保证;其次,建立了机械臂的运动学模型,从正逆运动学两个角度对机器人的特征进行了描述,并以其位置与姿态解耦的特点为突破口开发了机械臂的运动学算法;最后通过MATLAB仿真工具,通过绘制机械臂轨迹曲线对正逆运动算法进行仿真,验证算法的有效性以及其跟踪轨迹时的精确性。     

机械压力机的运动学分析

本文对机械压力机运动学进行了分析,对曲柄滑块机构的位移、速度、加速度进行分析,运用MATLAB软件的符号计算功能求出数值解,把结果绘制滑块运动曲线图.在机械压力机设计时运用MATLAB软件计算功能,准确快捷方便.     

基于nCode Design-Life的永磁同步电机主轴的疲劳特性分析

针对某型号永磁同步电机主轴局部出现裂纹或断裂现象展开了分析研究。首先用解析法和数值法对电机主轴进行了二维电磁力计算分析,确定了作用在主轴上的载荷谱。然后利用n Code Design-Life中的S-N分析方法,对永磁同步电机的主轴进行疲劳特性分析。得到主轴的疲劳损伤云图,结果显示在主轴输出端第一变截面处出现了应力集中。在瞬态电磁力和输出脉动转矩循环作用下,存在断轴隐患。提出了在变截面处采用凹圆角的加工方法,可有效的减少应力集中,提高主轴寿命。为永磁同步电机的可靠性设计提供了参考。     

垃圾车翻桶机构的优化设计

为提高后装压缩式垃圾车翻桶机构的使用性能,减少垃圾的散落情况,采用机械系统仿真软件ADAMS对其进行仿真分析和优化设计。建立了该机构的虚拟样机模型,并进行运动学仿真分析,然后将模型作参数化处理,通过对每个设计变量进行灵敏度分析,选取变量的取值范围进行优化评估,最后得到优化结果。     

汽车三叉式万向节精密成形工艺

采用开式模锻工艺生产汽车三叉式万向节,需要切除飞边,不仅材料利用率低,同时由于金属流线被切断,影响零件的力学性能及使用寿命。为解决上述问题,提出了闭塞式单向挤压、闭塞式双向挤压两种精密成形工艺,并采用DEFORM有限元软件对两种工艺下的零件成形过程进行了数值仿真模拟,分析比较了两种工艺下的零件成形情况、金属流动规律、载荷-行程曲线,以及模具磨损情况。结果表明:在闭塞式单向挤压成形工艺下,零件存在填充不完整、销轴弯曲、端部出现斜面等缺陷,而在闭塞式双向挤压成形工艺下,零件成形良好;闭塞式双向挤压成形工艺中,金属流动更为合理、模具间承受载荷大小的差距更小,利于集体换模,且模具磨损量更小,模具使用寿命更长。经实际生产试验,获得了质量良好的三叉式万向节制件,验证了数值仿真模拟结果的准确性与可靠性。     

球笼式万向节快速设计CAD系统研究

本文介绍了球笼式万向节快速设计CAD系统的组成及软件实现，并用实例说明，本系统能快速，高效的进行万向节设计，大大缩短了设计周期。