齿轮传动动态运动精度可靠性分析

齿轮是机械产品中重要的基础元件,其运动精度直接影响整个装备的品质和可靠性。影响齿轮传动精度的因素包括齿轮的制造、装配误差和外部载荷,这些因素均具有随机性,因此,在不确定性设计理论下对齿轮传动运动精度进行可靠性分析与设计是提高齿轮运动精度的一种重要途径。为开展齿轮传动运动精度可靠性分析,首先,建立考虑传动误差激励、刚度激励和外部载荷等作用下的扭转振动模型,然后,在基于4阶龙格库塔法求解的基础上采用BP神经网络建立动力学系统的输入输出关系模型,并以该BP网络模型建立齿轮传动系统的运动精度可靠性模型,最后,采用1阶可靠性方法(FORM)对传动系统的运动精度可靠性进行分析。研究表明,制造与装配误差对传动系统的运动精度可靠性影响最大,设计制造时应予以充分考虑。     

任意分布参数平面连杆机构运动精度可靠性设计

讨论了随机参数服从任意分布时平面连杆机构运动精度可靠性设计问题.在已知基本随机参数前4阶矩的情况下,应用随机摄动法和Edgeworth级数方法对平面连杆机构运动精度进行可靠性分析,通过计算机程序可以实现随机参数服从任意分布的平面连杆机构运动精度可靠性设计,迅速、准确地得到平面连杆机构运动精度可靠度.计算表明,提出的方法是实用、有效的.     

含间隙六杆机构的运动精度可靠性分析

以某型敞篷汽车的六杆机构为例,提出了一种运动精度可靠性的分析方法。利用闭环矢量法建立六杆机构的运动学方程,将机构中的杆长误差和运动副间隙视为随机变量,根据有效杆长理论和连续接触假设将机构中的运动副间隙转化为杆长误差,假设杆长误差服从正态分布,对六杆机构进行运动精度分析并建立运动精度可靠性模型。使用MATLAB软件对实例进行编程计算,定量地分析了六杆机构杆长误差和运动副间隙对运动精度可靠性的影响程度。通过对六杆机构的运动精度分析,为提高机构工作的稳定性和可靠性提供了依据。     

渐开线圆柱齿轮系统运动精度可靠性分析

为确定齿轮系统在随机因素影响下满足精度要求的概率,基于齿轮运动精度理论与鞍点逼近技术,提出一种渐开线圆柱齿轮系统运动精度可靠性分析方法,用以确定齿轮系统在随机因素影响下满足精度要求的概率。分析了齿轮加工误差、轴的径向跳动以及装配偏心对齿轮系统运动误差的影响,推导了齿轮系统运动误差的均值、方差、三阶和四阶原点矩的函数表达式,利用鞍点逼近方法拟合了齿轮系统运动误差的概率密度函数与概率分布函数。结合国家标准建立了齿轮系统运动精度可靠性分析模型。数值算例表明,该方法具有较高的求解精度和效率。     

摆动推杆盘形凸轮机构运动精度可靠性分析

运用多种误差分析方法,从机构运动学角度,研究了摆动推杆盘形凸轮机构在考虑基本尺寸误差、运动副间隙及凸轮和滚子表面被磨损三种情况下的摆杆摆角误差的计算方法。以可靠性工程和概率论理论为基础,将各种原始误差均视为随机变量,建立了综合考虑各项误差的机构运动精度可靠性分析模型,提出了相应的摆动推杆盘形凸轮机构运动精度的可靠性分析和计算方法。     

弹性曲柄滑块机构的运动精度可靠性分析

将弹性曲柄滑块机构的杆长、截面尺寸、铰链间隙、质量密度、弹性模量等几何、物理参数均视为随机变量,对机构输出运动进行了静态和动态误差分析。应用微小位移的线性叠加原理分别对静态、动态误差进行了综合,建立了机构输出运动精度可靠性分析模型。通过算例,考察了机构输出运动精度可靠度的影响因素,结果表明随着机构转速的提高,机构的动态弹性变形将成为影响机构运动精度可靠性的主要因素。     

一种确保机械手工作位姿精度的新方法

推出了ＲＲＰＲＲＰ机械手工作位姿误差表达式;分析了工作位姿误差与各构件相关公差间的关系;提出了一种能确保机械手工作位姿精度的新的设计方法。     

加工中心精度可靠性分析

五轴车铣复合加工中心是军工、航天、汽车、医疗机械等机械制造领域中重要的高档数控机床。通过分析五轴车铣复合加工中心的结构,基于D-H方法,建立了运动学方程。基于广义的工作空间,结合精度可靠性,提出了精度工作空间的概念,给出了精度工作空间的定义,并基于蒙特卡洛方法分析了车铣复合加工中心的精度工作空间。不同运动参数对加工中心精度可靠性的影响是不同的,为了分析各运动参数对精度可靠性的影响程度,建立了机构精度可靠性数学模型,应用解析法进行了精度可靠性灵敏度分析,得出运动可靠度对各运动参数误差均值和方差的灵敏度。     

平面连杆机构运动精度可靠性及灵敏度分析

针对平面连杆机构传动路线长,存在较大的积累误差,对机构的运动精度产生的影响不容忽视的问题,提出了加工误差、结构变形、装配间隙及铰链磨损多因素耦合作用下运动机构精度可靠性分析的建模方法及求解流程。用动量交换法建立铰链间隙的碰撞模型后对机构进行动力学分析,基于动力学分析结果,利用胡克定律及有限元法分析部件变形,利用Archard磨损模型分析铰链的磨损量。在此基础上,给出了加工误差与部件变形影响下杆长的分布参数以及装配间隙与铰链磨损影响下铰链间隙的分布参数,然后将铰链间隙用无质量连杆模型替换,建立并求解机构的运动方程。通过对飞机舱门收放机构的算例分析,得到了该机构在不同收放次数下的运动精度可靠度及对应的可靠性灵敏度,并给出了制造维护建议,证明了方法的可行性。     

气动机械手稳定运动的控制策略综述

气动机械手由于具有驱动介质来源方便、成本低、工作环境要求低等优点,已经在自动搬运、自动上下料等场合中有着广泛的应用;但是由于自身非线性特性,其工作速度稳定性较差。从模糊控制、神经网络控制以及鲁棒控制3个方向分析了气动机械手稳定运动控制策略的研究及应用,发现模糊控制和神经网络控制发展较为迅速,与其他控制理论融合的效果良好且实际应用比较成熟,而鲁棒控制发展较为缓慢且应用较少。根据现有研究成果推测,气动机械手稳定运动控制策略在未来将继续沿着控制理论融合与补充的趋势发展,为气动机械手在复杂动态环境的应用提供更精准、更稳定的控制方案。     

D-H坐标系下机械手正向运动学分析

应用机器人运动学求解的常用方法—D-H法,以自行研制的熔片机中夹持机械手为分析对象,建立机械手的运动学数学模型,进行了典型的正向运动学分析,这种方法简化了解析计算,加快了迭代速度,同时求得的解具有使用性和代表性,对机械手的精密设计和计算具有普遍的适用意义。     

平面结构冗余并联机构的误差敏感度分析

针对一种含闭环支链的平面结构冗余并联机构进行误差敏感度分析。分析了该机构的逆运动学和正运动学。基于矩阵法建立了机构的误差模型,并通过反解、正解结合的方法对该误差模型进行了验证。基于误差模型,得到了评价机构误差敏感度的指标,绘制了各指标在工作空间内的等值线图。基于误差敏感度指标,定义了低误差敏感性工作空间,绘制了低误差敏感性工作空间在工作空间中的分布图。与平面3-RRR并联机构进行了误差敏感度对比分析。结果表明,该机构的低误差敏感性工作空间占比较大,同时可以通过调节其冗余支链不断扩大低误差敏感性工作空间,使机构在大范围空间中保持低误差敏感性。     

考虑谐波传动滞后的柔性空间机械臂运动精度

空间机械臂是完成释放、回收卫星以及空间站在轨装配、维修等多种任务的航天器重要维护工具,其末端执行器运动轨迹的精度优劣直接关系到航天工作任务的成败。现有空间机械臂多采用谐波传动作为减速机构,该减速机构会产生运动滞后效应。结合谐波减速器传动滞后模型,基于Rayleigh-Ritz 法给出考虑臂杆柔性与谐波传动运动滞后的动力学方程。提出描述输出误差的精度指标,研究臂杆刚度与滞后相位角对输出精度特性的影响,得到了对空间机械臂工程设计有一定参考意义的结果。     

概率密度演化方法在机构运动精度可靠性中的应用研究

以工程中实际应用的某压力机平面多连杆机构为例,分析了其运动方程,得到了其运动精度可靠性分析的功能随机过程。采用极值变换理论,构造了机构运动精度极值概率演化的虚拟随机过程。利用概率密度演化方法求解得到了响应极值的概率密度函数,概率密度演化方法可直观地反映机构运动精度响应量与输入随机变量的概率演变、转化关系,并可方便地求解出机构运动精度可靠度。最后,结合计算结果分析了概率密度演化方法在机构运动精度可靠性分析中应用的优越性和可能存在的问题。     

横梁蠕变松弛对龙门镗铣床运动精度可靠性的影响建模

针对横梁蠕变变形对龙门镗铣床精度保持性的影响问题,建立了一种龙门镗铣床运动可靠性评估模型。采用有限元软件对横梁残余应力进行多工序连续建模仿真,并通过盲孔法测试验证了有限元模拟的有效性;根据横梁导轨与滑枕座间几何误差的表征关系构建了龙门镗铣床的几何精度退化模型,利用蠕变模拟数据确定y向几何误差退化轨迹;结合机床空间位置误差模型和误差退化轨迹建立了机床运动可靠性评估模型,进而实现对服役期的龙门镗铣床运动可靠性的预测,以及对不同横梁应力状态下运动可靠性的比较评估。结果表明,横梁蠕变变形导致机床运动精度可靠性呈幂律函数形式衰退,且在时效前较大应力下机床运动可靠性降低更明显。     

旋量理论在机械臂末端执行器运动精度分析中的应用研究

虽然D-H参数法已广泛用于机械臂的运动建模和分析,先前文献中建立机械臂手爪运动误差数学模型主要基于D-H参数法或者修正后的D-H参数法,但D-H参数法在技术上存在根本的缺陷,即所有运动都是关于x和z轴的,无法表示关于y轴的运动。因此用D-H参数法所建立的机械臂手爪运动误差数学模型中无法体现关于y轴所产生的误差。为解决此问题,利用旋量理论建立了一模块化机械臂末端执行器运动误差的数学模型。利用算例对这种方法进行了分析,证明利用旋量理论建立误差模型是有效的。     

轻量级电驱水下机械臂设计与运动学分析

设计了一款四功能水下机械臂,并对驱动关节进行了模块化设计和密封测试。为了保证水下机械臂的可靠性,在水下机械臂水下测试前,进行了强度校核和模态分析。为了验证水下机械臂的性能,通过D-H法建立了其运动学模型,在此基础上分别进行了正、逆运动学分析。此外还采用蒙特卡洛法,在正运动学分析的基础上研究了工作空间特点。研究结果将为进一步的运动控制提供有益的帮助。     

3-TPT并联平台机构的瞬时运动特性

分析了一种特殊结构的 3- TPT并联机构的瞬时运动特性。首先用反螺旋分析了 3- TPT并联平台机构在初始位形下和沿垂直定台方向移动时的瞬时运动及两种位形下的瞬时运动。其次分析了该两种位形下的主螺旋。得出 :该机构在初始位形下和沿垂直定台方向移动时 ,机构有 5个自由度 ;在两种给定位形下只有 3个自由度。这种 3-TPT机构在不同的位形下性能差别很大 ,利用这种性质 ,该机构可用作五自由度微动机构 ,也可用作变自由度机构。本文的研究 ,丰富了欠秩少自由度并联机构的理论