新型高速包装机推手机构的系统化设计方法研究

为提升高速包装机械的工作效率,新型烟包推手机构的创新设计受到重视,其主要设计难点在于要求烟包推手机构执行构件按某种复杂轨迹进行精确运动并保持特定姿态.因此,本文基于德国产品研发标准VDI 2742、产品研发方法VDI 2221和现代产品研发理论,结合烟包推手机构的复杂轨迹要求和特定姿态要求,提出一种系统化的烟包推手机构设计方法.首先,根据系统化的烟包推手机构设计方法,对有复杂轨迹和姿态要求的新型烟包推手机构进行需求设计和概念设计,得到新型的烟包推手机构方案;其次,依据烟包推手机构技术需求清单的尺度要求,对新型烟包推手进行精细设计,得到机构构件的具体参数;最后,根据设计所得的构件参数,对新型烟包推手机构进行结构设计,利用Adams软件进行动态分析,验证了烟包推手装置的可行性.通过机构方案设计结果,证明该机构设计方法能实现对烟包推手机构的系统化设计,大大提高机构设计的系统性、有效性以及可行性.     

基于几何法的空间连杆机构三位置函数综合

为了解决一种能够实现输入为转动、输出为平面运动的空间连杆机构的三位置函数综合问题,提出了一种基于二平面投影系统和运动反转法的几何法。该方法利用二平面投影系统将空间机构综合问题转化至平面中进行求解,利用运动反转法将函数综合问题转化为"线导引"模型的求解问题。最终的求解结果验证了该法的正确性及普适性。由于输出机构不局限于平面四杆机构,因而该综合思路也可拓展应用至其他类型的平面连杆机构中,形成不同的转动-平面运动转换机构,以适应不同的应用需求。     

空间运动的异面转换在机构维度变换和创新设计中的应用

在使用机构实现异面运动的传递时,为了规避空间机构由于自身特性带来的技术难题,本文探索了用平面机构来实现异面运动传递的新的可能性。通过空间输入输出运动的异面分解和重组,系统研究异面运动在运动几何学意义上的几何关联,借助这种关联的等效几何元素,建立起异面中各平面机构之间的运动联接,提出了实现异面传动的机构设计方法,并将此方法应用于"高速往复模盒铝箔纸折叠机构"的创新设计中,通过异面机构的重组实现空间运动的传递。     

基于功能模块变换的齿轮连杆导引机构综合

刚体导引运动综合是机构设计中的典型问题,为避免采用Burmester运动几何学理论为基础的传统综合方法出现机构的结构类型和功能特性方面的缺陷,探讨基于机构功能模块相似变换的广义综合理论,建立以功能特性为主线的导引机构综合方法。由于该广义综合方法以标准机构功能模块为最小设计单元,为扩展其结构类型,对能够产生复杂运动规律的齿轮连杆机构进行研究,以建立相应的基本尺寸型机构功能模块。首先,通过对齿轮连杆机构的构型分析研究传动功能与导引功能之间的转换映射,将传动机构转化为导引机构;其次,采用复数矢量法进行齿轮连杆机构运动学分析,建立包括构件相对尺寸、导引转角函数、导引点轨迹和运动几何标识的全拓扑信息机构功能模块;然后,分析机构的尺寸参数及齿轮传动比参数和导引功能特性的双向映射规律,得出合理调整预选功能模块尺寸参数的方法,以确保求解机构满足预期的功能特性要求。最后,以某粉料产品加工生产线中要求实现手抓短暂平移导引功能的机构设计为例,分析和求解运动任务的几何标识,并提取预选齿轮连杆机构功能模块的几何标识,给出几何标识之间的相似变换方法,得到满足工艺要求的求解机构实际尺寸和位置参数,对设计结果的验证表明了该广义综合方法的有效性和实用性。     

母材板厚差异对直线焊缝拼焊板成形能力的影响规律

通过Dynaform数值模拟仿真技术,在验证了仿真模型可靠性的基础上,对同材差厚拼焊板的胀形过程进行了研究。在板料胀形过程中,分析了两侧母材厚度变化对极限成形高度、最大焊缝移动量及应变分布的影响,并运用遗传算法(GA)对仿真数据进行拟合,获得了母材厚度与极限成形高度、最大焊缝移动量之间的数学关系式。利用MATLAB的GUIDE模块设计人机交互界面。研究表明:在固定薄侧母材厚度时,拼焊板极限成形高度与板厚比成负相关关系,最大焊缝移动量与板厚比成正相关关系;但在固定厚侧母材厚度时,这些规律已不再适用,此时薄侧板厚和平均板厚对成形有很大影响。此外,随着板厚比的增大,应力集中在薄侧,且破裂位置逐渐向焊缝处靠近,当板厚比超过1.7后,成形过程变得不稳定。因此在拼焊板成形过程中应合理选择板厚搭配,进而提高拼焊板的成形能力。