基于参数辨识法的含间隙曲柄滑块机构模型研究

为解决曲柄滑块机构的间隙问题,提高曲柄滑块机构的位置精度。从曲柄滑块机构的简单机理出发建立其简化模型,再利用传感器去测量曲柄滑块机构各构件的运动物理量;然后,利用参数辨识法对曲柄滑块机构的系统参数进行辨识;最后,建立含间隙的曲柄滑块机构模型并进行仿真分析。对比结果表明,利用参数辨识法建立的模型具有较高的准确性且建模过程简单,为复杂非线性机电系统的建模提供了新的思路。     

对心椭圆曲柄滑块间歇运动机构综合

椭圆曲柄是能够生成椭圆曲线的行星机构,用椭圆曲柄替代曲柄滑块机构的驱动曲柄,相当于一个具有变化的长度和速度、沿着椭圆曲线运动的曲柄,从而改变了滑块的运动特性。文中提出了在工作行程具有短暂间歇运动特性的对心椭圆曲柄滑块机构,分析了间歇机构的形成条件,推导了机构综合的基本方程,并按3种不同的已知条件分别给出了间歇机构综合的具体方法。按照机构尺寸限制和曲柄存在条件等,分析了机构参数的选择范围。     

双重曲柄滑块机构函数综合的代数法

对双重曲柄滑块机构进行矢量分析,得到封闭矢量方程.通过离散傅里叶变换,用傅氏级数对该机构的输出进行表示,结合机构的封闭矢量方程建立双重曲柄滑块机构函数综合设计方程.通过求解方程,得出双重曲柄滑块机构的函数综合设计参数的计算通式.通过仿真程序对综合所得的机构进行验证,最终得到满足设计需求的设计参数.以双重曲柄滑块机构函数...     

干摩擦间隙曲柄滑块动态特性研究

以含间隙的曲柄滑块为研究对象,针对干摩擦铰接处不同间隙对曲柄滑块动态特性的影响进行研究。采用非线性弹簧阻尼碰撞力模型和修正的库伦摩擦力间隙碰撞模型,运用牛顿-欧拉法建立动力学方程;基于MATLAB软件,运用龙格库塔法进行动力学求解,分析不同间隙尺寸对曲柄滑块动态特性的影响。研究结果表明:间隙的存在,导致曲柄滑块动态特性出现明显的振荡,且随着间隙的增大,曲柄滑块的振荡强度和幅值逐渐增大,振动的频率降低;其产生的碰撞力直接影响机构的运动精度和稳定性。     

六连杆双曲柄滑块机构冲压机床的结构参数分析与优化

基于冲压机床六连杆双曲柄滑块机构的运动特性分析,开展了冲压机床六连杆双曲柄滑块机构的结构参数分析与优化设计。首先,进行了六连杆双曲柄滑块机构的运动学推导,求得了各结构参数的函数表达式。其次,基于提出的优化设计数学模型和MATLAB软件,进行冲压机床六连杆双曲柄滑块机构的结构参数的优化设计、运动仿真分析和运动特性研究。结论表明,进行六连杆双曲柄滑块机构的优化设计对改善冲压机床的运动特性具有重要意义。     

双工作行程椭圆曲柄滑块机构综合

双工作行程机构是指在原动件的一个运动周期内,执行构件具有两个工作行程和两个回退行程的机构。椭圆曲柄是能够生成椭圆曲线的行星机构,用椭圆曲柄替代曲柄滑块机构的驱动曲柄,相当于一个具有变化的长度和速度、沿着椭圆曲线运动的曲柄,从而改变了滑块的运动特性。适当选择机构参数可使椭圆曲柄滑块机构具有双工作行程运动特性。文中用一个特殊类型的椭圆曲柄滑块机构作为双工作行程机构,给出了机构分析与综合方法,分析了机构参数对各个行程的影响,给出了各个参数的选择范围,为双工作行程机构设计提供了理论依据。     

含干摩擦间隙铰链曲柄滑块机构的动力学仿真与实验

基于动力学仿真软件,对含间隙曲柄滑块机构进行动力学分析,研究不同间隙大小的铰链在干摩擦条件下和无摩擦条件下对曲柄滑块机构动态响应的影响。搭建曲柄滑块机构实验台,通过实验,研究干摩擦条件下和充分润滑条件下不同间隙大小的铰链对曲柄滑块机构动态响应的影响。研究表明,铰链摩擦、间隙大小和转速高低,对曲柄滑块机构的动力学特性均有影响。     

偏置式曲柄滑块机构仿真与运动分析

综合利用函数法和矢量法,在S imu link环境下对偏置式曲柄滑块机构进行了仿真和运动分析。首先,通过函数法对偏置式曲柄滑块机构的运动特性进行分析,根据矢量法建立机构的运动学矩阵方程。然后,在S imu link软件环境下建立该方程的仿真模型,进行运动分析,得到了偏置式曲柄滑块机构的运动曲线。将函数法与矢量法相结合有助于更深入地了解机构的运动特性。     

Excel下曲柄滑块机构的可视化、运动分析与动态仿真

建立了通用曲柄滑块机构的运动学计算模型,在Excel环境下对模型进行了可视化、运动分析和机构运动仿真,实现了对曲柄滑块机构位移、速度和加速度变化的动态模拟,为曲柄滑块机构的运动和动力特性分析和优化提供了一种简捷而实用的方法.     

基于MATLAB_Simulink的偏置式曲柄滑块机构运动学仿真

针对偏置式曲柄滑块机构,建立了速度和加速度的闭环矢量方程,使用MATLAB_Simulink对偏置式曲柄滑块机构进行了运动学仿真,得到了连杆及滑块的运动曲线.使用这种方法可以方便地观察到机构运动特性的变化,提高了设计效率和机构精度.     

基于Simmechanics的偏置曲柄滑块机构运动学建模及仿真研究

为了提高偏置曲柄滑块机构的设计水平和效率,以MATLAB的动态仿真工具Simulink、Smmchanics为平台,建立了偏置曲柄滑块机构运动分析的仿真模型,具体阐明了这种建模方法与仿真的实现过程,结果表明该仿真方法能方便、准确地得到机构的运动数据,能为机构的选型、优化设计提供参考依据,并对其他类似机构的建模与仿真具有一定的参考价值。     

电动机-弹性连杆机构系统非线性振动分析

以三相交流电动机一弹性连杆机构系统为研究对象，考虑三相交流电机转子振动偏心时不均匀气隙的气隙磁场以及弹性构件的几何非线性，用有限单元法建立系统的耦合动态方程，并在此动态方程的基础上利用摄动法分析该系统在电磁力、自激惯性力及其他外力作用下的非线性振动特性，揭示该系统非线性振动特性与驱动电机电磁参数、机构的结构参数以及材料参数等之间的内在联系。本文工作对进一步深入研究机电系统的动态特性有较大意义。     

永磁直线进给系统多柔性体机电耦合动力学特性分析

针对高精度数控机床直接驱动进给系统动力学特性易受机械部件弹性变形、电气系统控制参数影响的特点,从机电耦合角度出发,用有限元法将永磁直线进给工作台进行柔性化,应用拉格朗日-麦克斯韦方程建立直线进给系统多柔性体的机电耦合模型。结合有限元分析软件ANSYS、动力学仿真软件ADAMS建立直线进给系统多柔性体的机电耦合仿真模型,并对系统进行动力学仿真分析和实验验证。结果表明,工作台柔性化更接近真实的工作情况;电气控制参数对系统动力学特性有显著影响。直线进给系统多柔性体机电耦合模型的建立可为直接驱动系统结构优化设计提供依据。     

压电谐波传动系统活齿传动自由振动分析

提出了一种具有低速大转矩特性的机电集成压电谐波传动系统,该传动系统利用活齿传动输出转矩。分析了机电集成压电谐波传动的工作原理,建立了活齿传动动力学模型,推导了其动力学微分方程,给出了活齿传动自由振动特征方程,求出了系统固有频率及振型,并分析了结构参数对固有频率的影响。研究结果为机电集成压电谐波传动系统的进一步优化提供了新的思路和方法。     

面向机电耦合振动抑制的电主轴系统匹配特性研究

电主轴系统存在复杂的机电耦合作用,若系统机电参数匹配不当,将引起机电耦合振动,导致系统稳定性下降,工件加工表面质量降低。利用将电动机与主轴系统机械特性分离的动力学分析方法难以对系统的机电耦合振动进行有效的分析评价,也难以实现系统机电特性的优化匹配。提出基于机电耦合动力学模型的电主轴系统匹配特性分析方法,利用所提出的方法研究磨削电主轴系统逆变器工作参数、电主轴电动机电磁设计参数和砂轮机械参数对脉动转矩及定子电流频谱特性的影响,并在凸轮轴磨床上进行试验。揭示系统机电耦合振动的物理机制,提出通过优化逆变器工作参数、电主轴电动机电磁设计参数和砂轮参数抑制机电耦合振动的方法。经理论与试验分析证实,通过优化逆变器工作参数可有效抑制机电耦合振动,提高系统匹配特性和磨削质量,从而证实所提出的基于机电耦合动力学模型的电主轴系统匹配特性分析方法是有效可行的。     

Effects of eccentricity on dynamic behavior of electromechanical integrated electrostatic harmonic actuator

The authors earlier invented an electromechanical integrated electrostatic harmonic actuator consisting of a flexible ring and segmented stator. As the dimension of the actuator decreases, the effect of ring eccentricity on the dynamic behavior of the actuator becomes significant. In this paper, the equations for the displacements of the flexible ring and the electromechanical coupled dynamic equations under eccentricity are deduced. Using these equations, changes of the natural frequencies and vibrating modes as a function of the eccentric center distance are analyzed. For different eccentric center distances, changes of the forced response along with the system parameters are given. Results show that the ring eccentricity causes significant changes of the natural frequencies and vibrating amplitudes of the flexible ring, which could cause loss of the load-carrying ability for the actuator. The flexible ring radius, thickness, and clearance and voltage between the flexible ring and stator influence the relationship between the eccentricity and the dynamic behavior of the actuator.     

Bifurcation and chaotic vibration for an electromechanical integrated harmonic piezodrive system

In this paper, the nonlinear coupled dynamics equations of the electromechanical integrated harmonic piezodrive system are proposed. Using these equations, the bifurcation and chaotic vibrations of the drive system are investigated. The results show that chaotic vibrations occur in the drive system under some parameters. The voltage on the piezoelectric actuator, the stiffness factor and the length of the piezoelectric actuator significantly affect the nonlinear vibrations of the drive system. The ranges for the system parameters that lead to a drive system with bad dynamics are shown. These results can be used to predict the dynamic load in a drive system and are useful for maximizing the power density of a drive system.     

非线性耦合同向回转的双偏心转子振动系统同步行为研究

随着振动系统逐渐朝着大型化、重型化的方向发展,大激振力振动系统是未来发展一个较热的趋势。基于这一特殊背景,提出了非线性(拉簧)耦合同向回转的双偏心转子振动系统及其同步问题。首先基于拉格朗日方程建立了系统动力学方程;随后采用运动分离法建立系统慢变参数的积分方程,推导出了系统实现同步的同步条件和稳定性准则;其次,通过数值分析研究了系统结构参数对系统同步能力及同步特性的影响;继而,采用龙格库塔法建立了非线性耦合同向回转的双偏心转子振动系统的机电耦合仿真模型,开展了系统的同步状态与系统机电耦合的动力特性的仿真分析;最后设计了相关试验装置,开展了同步试验测试。研究结果表明,系统的同步行为主要受拉簧和支撑弹簧的刚度系数、激振电机的位置参数等的影响;激振电机的相位差随着拉簧刚度系数的增加逐渐稳定在零度附近,相应地系统同步状态从反相同步逐渐变成同相同步,理论研究和试验结果能较好吻合。所有研究为研发高效节能的大型振动机械提供指导作用,同时研究成果也对振动同步领域共性问题的解决具有促进作用。     

Dynamic optimization of an electromechanical integrated harmonic piezoelectric motor

The coupled dynamic equations for an electromechanical integrated harmonic piezoelectric motor are proposed in this study. The vibration responses of the proposed motor are then determined using these equations. The mathematical models of dynamic optimization are established using the multi-objective optimization method. The optimal parameters are obtained through optimization. The vibration displacements are compared with the initial values. The effects of the parameters on the optimized amplitudes are also investigated. Results show that the vibration displacements of the piezoelectric motor decrease by over 89 % after dynamic optimization. These results can be used to improve the performance and decrease the vibration of the piezoelectric motor.     

机电控制弧面凸轮系统的设计与分析

由于弧面凸轮机构在高速、可靠性及传动精度方面突出的优越性,其广泛应用于各种自动化转位机构中。为推动智能制造基础件的研究与开发,满足现代定制化生产的需要,提出了机电控制弧面凸轮系统数学模型的设计方法,并应用于弧面凸轮机械手转位提升装置,进行了机械手动态特性分析和运动特性分析。结果显示,所设计的机电控制弧面凸轮系统稳定,通过调整控制参数,动态响应快,运动特性有明显改善,满足设计要求。研究结果为弧面凸轮机构应用领域的拓展提供了理论依据,为智能化弧面凸轮系统的开发奠定了基础。