非圆齿轮变等效转动惯量飞轮的设计

提出了一种变等效转动惯量飞轮的设计方法。将微型飞轮安装在与等效构件保持变速比的固定轴上,通过非圆齿轮传动实现轴与等效构件之间的变速比传动,不仅能完全消除等效构件的速度波运,而且能平衡输入扭矩的波动,大大减少飞轮自身的重量和转动惯量。     

用变惯量飞轮实现往复式压缩机速度波动的调节

提出一种变等效转动惯量飞轮的设计方法。将微型飞轮安装在与往复式压缩机曲轴保持变速比的固定轴上,通过非圆齿轮传动实现轴与曲轴之间的变速比传动,不仅能完全消除曲轴的速度波动,而且能平衡输入扭矩的波动,减少飞轮自身质量和转动惯量。     

用变惯量飞轮实现往复压缩机速度波动的调节

提出了一种变等效转动惯量飞轮的设计方法。将微型飞轮安装在与往复压缩机曲轴保持变速比的固定轴上。通过非圆齿轮传动实现轴与曲轴之间的变速比传动，这不仅能完全消除曲轴的速度波动．而且能平衡输入扭矩的波动，减少飞轮自身的重量和转动惯量。     

递归分析求解等效转动惯量

等效转动惯量是指传动系统相对驱动轴的转动惯量.可以反映出系统的动力学特性,对于传动轴系,它并不是各分立部件独立转动惯量的简单叠加.分析交叉轴系中分立部件的转动,列出动力学或运动学方程,未知数按照传动轴逐级递归,最终将等效转动惯量表达为分立部件的转动惯量,并将该分析方法称为递归分析法.这种分析方法同样适用于斜齿轮传动、圆锥齿轮传动等各种交叉轴系.     

基于Pro/E的400 t冷剪机的飞轮优化设计

冷剪机是冶金行业轧钢生产工艺中用于剪切定尺棒材的机械设备.由于冷剪机在工作过程中存在着巨大的尖峰载荷,所以在动力传递路线的高速轴上需要安装一飞轮.而合理设计飞轮的大小及其转动惯量是降低电机所需功率,改善机械传动构件和电机工作状况的关键.文中通过建立机构剪切模型,对所需飞轮的转动惯量进行了计算.在此基础上,利用Pro/E对飞轮进行了三维实体造型和结构优化设计,可直接获得飞轮的转动惯量.经比较,二者在数值上非常接近,表明文中的设计与计算方法是正确的.通过对飞轮的结构优化,使飞轮的质量减少了近四分之一.     

内燃式压气机动力学仿真与运转平稳性分析

为使内燃式压气机工作运转平稳性达到传统压气机的运转平稳性要求,对内燃式压气机进行动力学分析,应用MATLAB软件对其工作过程进行仿真计算,给出特定工况下曲柄在一个工作循环中的真实运动规律,确定曲柄速度波动系数与飞轮转动惯量的关系.仿真计算结果表明,内燃式压气机移动构件总质量控制在2kg左右时,增加飞轮的转动惯量至0.07kg·m2,可以使其工作平稳性满足要求.     

剑杆织机空间连杆引纬机构载荷特性研究

为了研究剑杆织机空间连杆引纬机构对主轴产生的载荷的变化规律,运用Pro/E软件的机构分析功能,针对不同的空间连杆引纬机构,以主轴为等效构件,分析了引纬机构中各构件的等效转动惯量分布和变化规律,以及引纬机构的等效载荷等。研究结果表明：剑头、剑带、传剑轴的等效转动惯量占整个引纬机构的等效转动惯量的比例极大,而且随着门幅的加宽,所占比例增大;引纬机构的等效载荷主要来自于自身的惯性载荷。降低剑头、剑带及传剑轴的质量和转动惯量是高速织机发展的趋势。     

用于卫星姿控的动量飞轮盘式电动机设计

为适应微小卫星的尺寸,提高飞轮的转动惯量/质量比,实现姿控飞轮的轻量化,设计了一种飞轮用盘式永磁无刷直流电动机(简称盘式电动机).根据飞轮转动惯量要求设计盘式电动机的整体结构,确定电枢直径比;通过对盘式电动机磁路的分析,推导磁钢尺寸与气隙长度的关系;采用有限元法确定磁极对数,给出等效气隙磁通密度计算方法;通过建立绕组参数与盘式电动机额定数据间的关系,给出绕组设计公式并进行仿真分析.根据此方法设计加工了一台飞轮样机,并对此样机进行实验验证.结果表明,感应电动势计算值与实测值最大误差为6.3％,证明了设计方法的正确性.     

某DCT变速箱输入轴扭振幅值优化

汽车传动系的扭振会造成车内轰鸣或异响,扭振激励一般来自发动机的工作主阶次,通过扭振减振器向变速箱传递。因此,变速箱输入轴的扭振幅值是控制整个传动系扭振问题的第一要素。某款乘用车搭载6速湿式双离合变速箱（Wet Double Clutch Transmission,WDCT）,测得2挡至6挡的变速箱输入轴扭振幅值最大达494.38 rad/s2,不满足设计要求400 rad/s2。为解决变速箱输入轴扭振幅值过大问题,利用AMESim软件搭建包含双质量飞轮扭振减振器的全油门驱动工况下的扭振分析模型,以实车采集的发动机转速波动信号为激励源,通过仿真分析确定了双质量飞轮的初、次级质量转动惯量、扭转刚度、基础阻尼力矩及自由转角对变速箱输入轴扭振幅值的影响;通过正交试验,得到了传动系的优化设计方案,并通过实车验证了优化方案的有效性。该研究方法和思路为包含双质量飞轮扭振减振器的汽车传动系扭振优化提供了解决方案。     

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.     

螺线式变惯量飞轮的研究

利用微分定义法导出了阿基米德螺线上一点的切线和径线垂直线的夹角公式,并且得到了夹角变化规律。选用合适的螺线槽段,使得变惯量飞轮的操纵力远小于可移动质量块的离心力。由于飞轮自身的转动惯量能连续变化使得传动机构也能简化。在这基础上研究了滑块沿径向做等速运动时飞轮动能变化规律,得到输入输出扭矩的变化规律。结果显示输入较小的控制扭矩能得到飞轮较大的输出扭矩,应用于储能能提高传动效率,在实现短时间输入输出大扭矩场合能减小驱动装置的功率。     

高速分度凸轮机构扭矩补偿的新方法

在高速分度凸轮机构中，会出现振动而使定位精度变差。由于输入轴的扭矩波动而造成机构的动能波动是振动的重要原因之一。用“变速飞轮”的概念提出了一种减少波动的新方法。该方法通过一个凸轮连杆机构产生的变化的反向动能波动来抵消原来的波动。飞轮装在附加凸轮连杆机构的输出轴上。凸轮连杆机构的尺寸参数根据产生反向动能波动的要求进行了优化设计。并用一个例子说明了该方法的效果。     

连杆齿啮式脉动无级变速器传动机构的变速特性研究

在对连杆齿啮式脉动无级变速器传动机构分析的基础上,建立了等效平面六杆机构的封闭矢量方程;采用矩阵法构建了单相传动机构中连杆、摇杆与啮合点到输入轴轴心连线的运动学数学模型;应用MATLAB程序仿真分析了3种调速方式、相数与偏心距对变速特性的影响,确定了主要调速方式和优选相数,证明了该变速器传动机构具有变速比可变化范围大和脉动率小等优点,为完善该变速器的设计理论及工程实现提供了一定的借鉴。     

单轴飞轮储能与姿态控制系统误差分析

介绍了单轴飞轮储能及姿态控制一体化系统的总体构成和工作原理,研究并推导了系统的数学模型,分析了系统误差产生的原因,建立了转台角度位置误差与转子安装不同轴误差、转子偏心误差、飞轮速度测量与控制误差之间的误差关系式,并进行了误差合成。结合实际实验系统算出了各项误差,并对比和分析了各项误差。结果表明:影响系统位置精度的主要因素有飞轮安装不同轴误差、转动惯量误差和飞轮速度测量与控制误差等,其中飞轮转动惯量误差和飞轮安装不同轴误差是不可控量;而飞轮的转速测量与控制误差是可控量。最后提出了提高飞轮储能与姿态控制系统精度的主要方法,可以通过提高位置测量传感器和速度测量传感器的分辨率,采用先进的控制算法来降低飞轮的转速测量与控制误差。     

液压挖掘机回转传动机构扭振固有频率分析

以液压挖掘机为研究对象,将工作装置向回转传动机构行星齿轮传动系统进行等效转换,得到工作装置等效转动惯量表达式。在考虑工作装置基础上建立回转传动机构扭振固有频率的计算公式,分析工作装置等效转动惯量对回转传动机构扭振固有频率的影响,揭示回转传动机构扭振固有频率与其结构参数及位置参数之间的内在关系。研究表明,回转传动机构扭振固有频率不仅取决于自身的结构参数,而且还取决于工作装置等效转动惯量的大小,即还取决于工作装置的结构参数和位置参数。最后通过实例进行仿真分析。     

转动惯量可变的飞轮在飞轮调节实验中的应用

飞轮具有降低空压机组在运转过程中产生速度波动程度的作用,从而提高空压机的寿命、工作效率和工作质量。通过测定不同转动惯量时,飞轮对空压机组运转稳定性能的影响,使学生进一步理解飞轮的调速原理,改变整个飞轮的转动惯量是通过移动飞轮辐条上的质量块从而改变飞轮内部的质量分布来实现的。     

汽车采用的无级变速功率分流变速器的设计

在汽车应用方面提出了无级变速功率分流变速箱的一种设想,该装置由两可变速带轮(变速器)和一行星齿轮系所谓太阳轮和内齿圈三转动构件组合而成."功率分流"的布置特点是输入轴同时把功率传到太阳轮和主动带轮,并通过变速器传到行星齿轮传动的内齿圈.因为输入轴传递的输入功率一分为二(传到太阳轮和主动带轮),变速器中仅通过输入轴总功率流的一小部分,行星齿轮传动的第三转动件(转臂)收集了由内齿圈和太阳轮传来的功率流,把总功率传到输出轴传到车辆.该特徵提高了发动机功率在汽车应用的许可范围,该特徵特别在低速-高转矩情况下提供无级变速可变传动比的范围时还降低了与动力传动有关的功率损失.建立一个所谓"增益系数",用它通过变速箱的可变速元件和速比间隔来确定总功率流的两个分量的大小.用一外齿轮箱可以在发动机和变速箱的最佳范围内扩展无级变速范围.提出了一个采用外啮合有级齿轮传动(同步变速器)实现有效传动比间隔的无级变速范围应用于汽车的设计程序,该两级传动可在发动机和变速箱两者间的最佳范围内工作.     

基于MATLAB的连杆齿啮式脉动无级变速器运动学研究

在对连杆齿啮式脉动无级变速器传动机构分析的基础上,建立了等效平面六杆机构的封闭矢量方程;采用矩阵法构建了单相传动机构中连杆、摇杆与啮合点到输入轴轴心连线的角位移、角速度和角加速度的运动学数学模型;应用MATLAB程序对连杆、摇杆和输出轴盘3个关键构件进行了运动学仿真。结果表明,连杆齿啮式无级变速器具有变速范围大和脉动率低等优点,也存在连杆、摇杆惯性力较大和输出轴盘受到冲击较大等缺点。     

新型非摩擦式机械无级变速器的原理与特性

利用内摆线特性,基于传动原理与变速原理,将行星齿轮传动与类正弦机构组合,提出一种新型非摩擦式无级变速装置。在完成结构设计基础上,对其特性参数进行研究分析表明,该无级变速装置属于脉动型无级变速,其输出转速在高速时波动较小,低速时波动较大。由于其传动比可以从1变化到无穷大,因此在不停机情况下输出轴可以停转,从而兼有离合器的作用。     

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。