变惯量高效微型飞轮的理论与综合

与传统飞轮不同的变惯量飞轮不与机器的主轴固联,这样变速运动的飞轮折算到主轴的等效惯量不是常数,其动能也不是常数。利用变惯量飞轮的动能波动来抵消原机器中惯性和载荷对机器平稳运转的不利影响,从而平稳机器主轴的角速度波动。在起到同样的平稳效果时,变惯量飞轮的惯量比传统的飞轮小许多。给出了变惯量飞轮的原理以及变惯量飞轮的二种结构型,并相应给出二个计算实例。     

输入转速波动对柔性连杆机构振动平衡特性的影响

研究柔性连杆机构的振动平衡特性时，一般总是假定曲柄处连接着质量巨大的飞轮。这一假定与柔性机构整个机构重量减轻的目标相矛盾。没有飞轮的柔性机构的输入转速由于机构惯性等因素影响，必然存在一定的波动。本文首次对存在输入转速波动的柔性连杆机构的震动力、震动力矩及输入扭矩进行了研究。数值模拟结果表明，不论存在微幅高频波动还是存在小幅低频波动，都使机构的震动力、震动力矩和输入扭矩发生不同程度的变化。但这种变化幅度较小，不能改变其根本趋势。这一结论对于进一步减轻柔性机构的整体质量具有实际意义。     

内燃式压缩机动力学分析

将传统内燃机与往复活塞式压缩机工作原理、技术及结构进行集成,提出了一种可方便地将热能转换为气体压力能的内燃式压缩机.建立了等效动力学模型,采用MATLAB软件对其进行了动力学仿真计算.给出了内燃式压缩机一个工作循环中曲轴瞬时转速与转角之间的关系曲线,确定了曲轴速度波动系数与飞轮转动惯量之间的关系,为内燃式压缩机的工作平稳性设计奠定了基础.     

变频游梁式抽油系统运行参数的优化设计与性能仿真*

综合考虑电动机端电压频率的实时变化以及电动机负载扭矩波动对电动机瞬时转速的影响,建立了变频控制游梁式抽油系统曲柄运动规律、抽油杆柱纵向振动规律与系统动态参数的仿真模型。将抽汲参数、平衡装置参数、频率函数、电动机输出轴皮带轮转动惯量等系统运行参数作为优化设计变量,在保证油井产量不变、抽油机承载能力、抽油杆柱强度、平衡度和上下冲程时间分配等约束条件的基础上,以系统输入功率最低作为优化设计的目标函数,建立了变频游梁式抽油系统运行参数优化设计的数学模型。仿真与优化结果表明：① 在抽汲参数一定的条件下,优化实时频率可以显著改善游梁式抽油系统的动力性,具有明显的节电效果;② 优化电动机输出轴皮带轮转动惯量可以降低电动机输出功率的幅值与波动程度,进一步提高变频控制游梁式抽油系统的节电效果;③ 综合优化抽汲参数、平衡装置参数、频率函数与电动机输出轴皮带轮转动惯量可以显著改善系统的动力性能,降低系统能耗。     

柴油机动平衡问题的多体系统动力学仿真

如何确定曲柄连杆机构中平衡块的几何形状、质量特性参数以及辅助平衡装置的方案和参数，是柴油机设计人员需要考虑的主要问题之一。将三维CAD软件Pro-E和多体系统（MBS）动力学仿真软件Workingmodel 3D结合起来，建立了单缸柴油机曲柄连杆机构的多体系统动力学分析模型，并用该模型仿真研究了S195柴油机曲柄连杆机构在额定转速下的动平衡问题，为柴油机动平衡问题的分析计算及平衡装置的设计提供了一种新的方法。     

压裂泵曲轴曲拐布置的优化方法

五缸压裂泵曲轴曲拐的不同布置，会导致与液力端相连的低压吸入管汇与高压排出管汇中出现流量与压力波动，甚至出现局部断流。流量与压力波动可表现为曲轴负载及惯性水头损失，降低曲轴寿命和能量转换效率；局部断流会造成管道沉沙。为了减小流量与压力的波动，改善局部断流与曲轴受力，提出了断流现象持续区域和曲轴所受弯矩的优化目标，建立了五缸压裂泵曲轴曲拐布置的优化方法。最终确定出两种曲轴曲拐布置的最优方案，其吸排管汇的流量波动幅值最小、断流现象持续区域最短，有效地减轻了惯性水头损失和沉沙问题，改善了泵的吸排性能和曲轴弯矩。     

连杆平面的运动分解及连杆曲线的形成和分布区划分

在对平面连杆机构的连杆平面进行运动分解和连杆极位分析的基础上,研究连杆曲线的形成规律,将连杆平面划分为曲柄区、摇杆区、连杆区和交叉区,分析了各区域中连杆曲线的特点。     

混合驱动五杆机构的构型和连杆曲线变化规律的研究

从分析平面五杆机构的相对杆长关系入手 ,给出了平面五杆机构可装配条件及五杆机构中周转副存在的充要条件 ,并据此对平面五杆机构的构型进行了分析 ,得出了平面五杆机构中无条件三曲柄、无条件双曲柄、曲柄摇杆机构、双摇杆机构存在的条件 ;并借助于计算机机构仿真的方法 ,研究了双曲柄混合输入五杆机构的连杆曲线随机构尺寸参数和运动参数变化的新规律。     

基于Matlab/Simulink的四杆机构连杆点轨迹仿真

应用Matlab/Simulink对机构领域中应用广泛的基本机构--双曲柄机构、曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构等的连杆点轨迹作仿真,该方法编程工作量小、轨迹图形显示便捷,所建模型只需作少量更改即可适应四杆机构的不同特征值,并可推广至多杆机构情况.     

五杆双输入机构的输出特性图谱及输出特性分析

利用ＦＦＴ对常用的典型五杆双自由度机构，在其输入均为匀速转动的条件下，建立了其输出特性－输出函数和连杆上轨迹的特征参数图谱，并对其输出特性与五杆机构的尺度、输入角速度、输入转角的初始值之间的关系进行了分析，得到一些规律性的结论，有助于利用五杆机构的输出特性图谱进行五杆机构的尺度综合，并为多杆机构的特性研究提供了帮助．     

曲柄固定式斜盘发动机的自平衡分析

以曲柄固定式斜盘发动机为研究对象,对其惯性力和惯性力矩进行了分析,得出结论:该型发动机完全可以实现自平衡,有利于提高发动机的运转平稳性、动力性和经济性.     

基于机械臂位姿变换的柔性负载伺服驱动系统控制策略

伺服驱动系统的柔性负载端转动惯量等参数随柔性机械臂位姿变化而变化,进而影响伺服驱动系统电动机输出端转速。为降低电动机输出端速度波动,采用极点配置的方法设计伺服驱动系统转速环PI控制器参数,该参数的选择随柔性机械臂位姿变化而变化,从而使伺服驱动系统在不同位姿下获得良好的动态响应特性,避免机械谐振发生。首先根据连续体振动理论和拉格朗日原理建立了柔性负载伺服驱动系统动力学模型,并通过状态方程求得电动机转速到柔性负载驱动转矩的传递函数。将变参数PI控制策略应用于伺服驱动系统转速环控制中,分析了柔性负载对转速环的控制特性的影响,采用极点配置的方法设计控制器参数。接下来分别采用相同幅值、相同阻尼系数、相同实部3种极点配置策略设计控制器参数。讨论了这 3 种极点配置策略不同参数对系统谐振峰值、谐振频率和带宽的影响。最后通过数值仿真分析表明:伺服驱动系统等效柔性负载参数与机械臂的位姿有关;柔性负载回转半径、转动惯量较大的情况,不适宜使用相同实部的极点配置方法,但其余两种方法可通过适当选择参数使电动机输出转速波动程度减小。     

基于ADAMS的曲柄摇杆机构的运动精度仿真研究

通过建立了曲柄摇杆机构的虚拟样机模型并对模型进行了参数化。通过仿真可建立杆长制造误差、运动副间隙与连杆曲线轨迹精度的数量级别关系，为曲柄摇杆机构的制造、装配提供了依据。     

Vereinfachte bestimmungsgleichungen für bewegungs-weiterleitungen von koppelkurven mit spitzenSimplified equations for motion transmissions using coupler curves with two cusps

Each four-bar linkage running as a crank and rocker mechanism has one unique coupler point producing a coupler curve with two cusps using this special coupler point, complex mechanisms can be designed having exact dwells. In this paper a four-bar linkage is used having the most favorable transmission behavior. Using simple equations, the mechanism and the coupler point location can be calculated. Using a rotating inverted slider output link, the designer can produce two rather long dwells through a full motion period.     

曲柄摇杆直线机构综合方法研究

给出了综合曲柄摇杆直线机构的方法,用此方法可综合出具有四个无限接近点（即所谓的Ｂａｌ点）的曲柄摇杆直线机构。     

可调球面六杆机构轨迹综合

提出一种用于实现多任务的可调球面六杆StephensonⅢ型机构的轨迹优化综合方法。在研究球面六杆StephensonⅢ型机构轨迹综合的基础上,建立该可调球面六杆机构的多任务轨迹综合方程组,并分析可调球面六杆机构能实现的精确点数、任务数与综合时任选变量数之间的关系。为保证综合所得机构的主动构件能够作单向连续整周旋转和良好的传动质量,对机构的曲柄存在条件和传动角计算公式进行推导,建立球面可调机构综合的优化数学模型,并基于病毒进化遗传算法获取综合结果。病毒进化遗传算法将全局进化和局部进化动态结合,具有良好的收敛速度和收敛稳定性,保证了机构综合问题全局最优解的获取。数值实例验证了综合方法的有效性。     

低成本快速成型机二维工作台运动特性研究

对低成本快速成型机中工作台的运动特性进行了研究.根据工作台的运动特点,对工作台的运动进行了合理的简化,推导了工作台运动的位移传递函数,以及在工件的边缘处,运动的不均匀产生的惯性冲击.通过仿真和实时跟踪的方法,针对厚壁工件成形中扫描速度及加速度对工作台运动的影响进行了研究.结果显示速度的变化对于工作台的振动并没有明显的影响,但是随着速度的提高,工作台的运动惯性将随着增大.运动加速度将影响到工作台的惯性力的大小,随着加速度的提高,输出速度的波动增大.     

摩托车发动机平衡分析与应用

往复惯性力会给发动机造成震动,笔者通过曲轴连杆的力学分析和数学模型计算,在曲柄壁上加过量的平衡重,来转移往复惯性力,减小振动,提高摩托车的舒适性能.     

Dynamic analysis of hydrodynamic bearing performance in ic engines by using Taguchi technique and Response Surface Methodology (RSM)

Much work has already been carried out on hydrodynamic bearings under static loads, but very little literature is available on the investigation under dynamic loads and its effect on inertia forces of engine parts like pistons, connecting rods, crank shafts and flywheels. An attempt is made in this paper to analyze the effect of load, journal speed, bearing width and mass flow rate with respect to variations in oil film thickness on power loss by fluctuations in pressure gradient, stiffness and damping effect during dynamic loading conditions. The oil film thickness is measured under various conditions of fluctuating/steady load, journal speed, bearing width and mass flow rate. The oil film thickness is measured by an eddy current gap sensor to deduce the shaft trajectories by using the experimental setup. The same concept is analyzed and compared with Taguchi techniques and response surface methodology (RSM). The vital role of this technique is considered for designing the experiment (robust design) and analyzing the dynamic sinusoidal loading effect. Also we analyze whether the solution for minimizing effect of the change in load causes a change in pressure gradient, which will create a delay in time response in the pressure gradient, which creates physical contact between the journal and bearing, causing power loss.     

惯性力静力等效法计算误差的模拟研究

在计算柴油机曲柄连杆机构运动过程中的惯性力时,由于理论计算公式过于复杂,通常将曲柄连杆机构中的连杆和曲柄按静力等效的原则进行简化。这里用多体系统MBS（Muhi—Bodv System）动力学模拟方法,以S195柴油机为例研究了静力等效法计算曲柄连杆机构惯性力的误差。以期为单缸柴油机曲轴平衡块和辅助动平衡机构的设计提供依据。