平面并联机构工作空间的三维螺旋扫描CAD求解

针对平面并联机构无奇异位置工作空间求解困难、过程繁琐、计算量大等问题，提出了基于CAD求解平面并联机构工作空间的三维螺旋扫描方法。将[n]自由度平面并联机构分解成[n]条支链进行独立分析，得到每条支链下末端执行器的可达区域，再将所有支链可达区域取交集即为平面并联机构工作空间。应用SolidWorks软件建立平面并联机构模型，进行几何特征处理，通过自动求解器求解，将求解过程图形化，快速得到同轴布局5R机构和平面3-RPR并联机构的无奇异位置工作空间。通过同轴布局5R机构的运动学实验，验证了该求解方法的可行性。     

3-RSS同轴驱动布局并联机构的打磨机器人设计与运动分析

针对目前串联型打磨机器人在打磨球面时存在刚度不足的问题,提出一种3-RSS同轴驱动布局并联机构工具型打磨机器人.同轴驱动布局是将驱动布置在同一轴线,主体由基柱和3组可以绕基柱旋转的机械臂构成,每个机械臂外接支链杆簇,3组支链杆簇与末端打磨头相连.通过构型分析、结构设计,建立同轴驱动布局打磨机器人模型,并对模型进行运动学分析,通过雅可矩阵分析奇异位置,获得打磨机器人的灵活工作空间;经过运动仿真,对比预设路径与仿真轨迹,进行运动误差分析,验证了驱动方案的可行性.研究结果为并联机构打磨机器人拓展工作空间、提高刚度提供了理论与技术支持.     

大工作空间5R平面并联机构的正逆互解验证实验研究

针对平面两自由度并联机构工作空间小的不足,提出一种变驱动布局大工作空间5R机构。在运动学分析基础上,利用Solid Works软件建立并联机构的三维运动学仿真分析模型,在Motion分析环境中改变原动件的运动参数,求解出并联机构的运动轨迹及其可达工作空间,完成其正解分析;另外,搭建并联机构的运动学实验平台,在Solid Works软件中画出给定轨迹,利用Solid Works软件逆解得出两伺服电机各时刻的转速,结合运动控制函数,编写上位机运行程序,通过PCI-DMC-F01运动控制卡对伺服电机进行控制,使末端执行器按照预期轨迹运动。实验轨迹、工作空间与正逆解结果一致,实验表明5R机构正逆互解的正确性和可行性,并在此基础上给出了大工作空间并联机构的应用实例。研究工作对拓展5R并联机构的工程应用具有参考价值。     

一种超声精密滚齿装置的设计与使用

为解决硬齿面齿轮滚齿工艺中的滚齿切削力、切削热大,滚刀磨损严重,滚刀使用寿命较低问题。设计了一种超声精密滚齿装置,由齿轮工件回转及超声振动复合主轴系统,外支撑固定系统和超声波电源换向系统三部分组成。将超声精密滚齿装置安装在滚齿机工作台上,根据齿轮工件的不同结构特点采用不同的超声振动方式与滚刀进给切削方式实现超声精密滚齿,可延长滚刀使用寿命、提高滚齿效率、提高滚齿加工精度。     

基于SolidWorks的巷道式堆垛机快速设计系统

结合面向对象的参数化编程思想,重点研究了参数化建模技术,模块化设计技术,工程图调整技术。以VB为开发工具,SolidWorks2009为开发平台,构建了巷道式堆垛机快速设计系统,实现了巷道式堆垛机的快速设计。     

基于KBE的起重机卷筒组设计技术研究与应用

在知识工程的基础上,引入参数化设计思想,利用面向对象的开发工具Visual Basic,以SolidWorks2010为设计平台,以Access、SQL Server 2000为数据库管理软件,采用参数化设计技术、工程图自动调整技术,全息建模和布局草图装配技术,研究开发了基于KBE的起重机卷筒组三维参数化设计系统。分析了图纸调整中存在的一些问题,提出了基于SolidWorks+AutoCAD的集成开发模式,能够快速生成设计模型的工程图,达到提高设计效率的目的。该技术已成功应用于某重型机械厂的产品设计当中,并取得了理想的效果。     

基于COSMOS/Works的破碎机主轴有限元分析

针对锤式破碎机转子的结构,对其主轴受力状况进行了理论分析,运用有限元分析软件COSMOS/Works进行了静力分析,得出主轴在载荷作用下的应力和变形分布规律。根据分析结果,对破碎机主轴进行了优化设计和再分析。分析结果表明,所设计的主轴完全满足其强度、刚度和稳定性要求,同时该方法为其他机械产品优化设计提供了参考。     

基于Mindlin理论的功率超声纵弯谐振变幅器设计理论与实验研究

多种材料的阶梯环盘负载与变幅杆共同组成了功率超声纵弯谐振变幅器,在超声加工、超声处理等领域有着广泛应用。为了快速准确地对纵弯谐振变幅器进行设计,提出了一种基于Mindlin理论的变幅器设计方法。基于Mindlin理论求出了中厚环盘单元的位移、转角、弯矩和剪力的解析表达式。通过振动单元间的连续条件和边界条件,建立了纵弯谐振变幅器的振动模型与频率方程。基于该振动模型,利用MATLAB/GUI开发了纵弯谐振变幅器尺寸设计软件。通过理论计算设计了纵弯谐振变幅器,并进行了有限元模态分析、阻抗分析试验和超声谐振试验。仿真与试验的结果证明,基于Mindlin理论的纵弯谐振变幅器设计方法所设计的纵弯谐振变幅器的谐振频率与设计频率相符合,具有较好的设计精度,可为变幅器设计提供参考。     

起重机金属结构三维变型设计研究与应用

结合起重机金属结构的设计特点,采用柔性模块、产品控制结构草图的变型设计方法,实现了产品特征级、零件级、部件级、产品级的三维参数化变型设计;基于拓扑约束、尺寸约束、工程约束研究了工程图自动调整技术,使三维参数化模型驱动后与之相关联工程视图信息自动更新。以桥式起重机金属结构为实施对象,开发了工程化的计算机辅助设计系统,快速生成的图纸能满足企业生产实际要求。     

环盘轴对称振动频率的三维振动里兹法求解

针对齿轮超声剃珩加工振动系统设计,基于三维弹性动力学方程,利用能量变分原理,提出径向变厚度圆环盘自由振动固有频率和振型的里兹数值求解方法;计算了不同孔径比、厚径比、材料泊松系数、径向线性厚度变化系数的轴对称圆环盘节圆型横向弯曲与径向自由振动的无量纲固有圆频率系数,并绘制了相应的表格曲线,得出了振动频率系数的变化规律。设计加工了不同厚径比钢、铝、铜合金材料的线性变厚度环盘,并利用锤击激励法做了模态实验。通过对圆环盘的Mindlin理论、三维振动里兹数值法、有限单元法、实验模态法的求解结果进行对比分析,分析表明:三维振动里兹数值法求解结果准确,可以作为其他数值求解方法的验证标准;为齿轮动态分析建模或其他非均匀截面圆盘和环盘的振动特性分析提供了一种新的求解分析方法,对齿轮超声振动系统设计具有理论指导和工程应用意义。