斜楔型牵引传动研究与应用

在常规牵引传动的基础上提出一种依赖反复微小振动进行动力传递的斜楔型牵引传动。首先通过在混合润滑状态下楔形振动片形成油膜的实验,得出在接触区施以微小振动更易形成油膜的结论;又通过斜楔型牵引传动实验,对牵引传动和摩擦传动的输出情况进行对比,以及耐久性试验,结果表明,斜楔型牵引传动相对于摩擦传动具有磨损小的优点。斜楔型牵引传动可广泛应用于驻波型超声马达等领域。     

面接触形式下牵引油拖动特性的研究

牵引传动是利用牵引油膜在传动接触区产生的剪切力来传递运动和动力的,所以油品本身牵引特性的高低直接影响牵引传动的牵引效率,因而对各种油品特性的研究也较多。在HZS-1型动压滑动轴承试验台上对8号液力传动油面接触形式下的拖动特性进行了实验研究,并运用Matlab软件对实验结果进行了处理,分析比较得出结论。     

船舶滑动轴承油膜厚度对轴系的影响

针对由滑动轴承油膜厚度不同所引起的轴瓦受力差异和船舶轴系振动问题,以某型散货船作为研究对象,运用有限元法对不同油膜厚度时的轴瓦应力分布进行仿真,并对推进轴系振动进行模态分析,获得轴系振动的固有频率和振型,并对油膜厚度不同引起的轴瓦受力和轴系振动的差异进行对比分析。结果表明：轴承间隙过小,油膜发生变形,不能形成油楔,油膜的散热作用就会降低,导致轴系发热,磨损增加;而间隙过大,润滑油的动力特性就会减弱,导致轴系运行不稳定,振动更加剧烈,不利于形成油楔。因此,随着轴系的磨损,轴承间隙会逐渐增大,当间隙超过一定值时,振动幅值将会过大,从而危害轴系的安全运行。     

船舶滑动轴承油膜厚度对轴系振动的影响

针对由滑动轴承油膜厚度不同所引起的轴瓦受力差异和船舶轴系振动问题,以某型散货船作为研究对象,运用有限元法对不同油膜厚度时的轴瓦应力分布进行仿真,并对推进轴系振动进行模态分析,获得轴系振动的固有频率和振型,并对油膜厚度不同引起的轴瓦受力和轴系振动的差异进行对比分析。结果表明:轴承间隙过小,油膜发生变形,不能形成油楔,油膜的散热作用就会降低,导致轴系发热,磨损增加;而间隙过大,润滑油的动力特性就会减弱,导致轴系运行不稳定,振动更加剧烈,不利于形成油楔。因此,随着轴系的磨损,轴承间隙会逐渐增大,当间隙超过一定值时,振动幅值将会过大,从而危害轴系的安全运行。     

圆形压电振子的理论分析与应用研究

为了研究圆形压电振子的振动与输出性能,对圆形压电振子进行了理论分析与应用研究.首先对圆形压电振子的组成及工作机理进行了阐述;然后对圆形压电振子进行了弹性振动分析,推导出压电振子弹性振动挠度表达式,得到影响压电振子弹性位移的影响因素;最后将圆形压电振子作为气体隔膜泵的驱动力源进行实验测试.结果表明,圆形压电振子用在气体隔膜泵上能实现较好的驱动,系统输出流量高、驱动压力大.验证了用这种圆形压电振子实现微小型系统驱动是可行、有效的.     

基于GISFD的斜齿轮轴系减振实验研究

齿轮是机械传动装置中的重要元件，但是，齿轮传动产生的振动和噪声会危害到传动设备的正常运行，严重时甚至会造成设备损坏。为了减小和隔离斜齿轮轴系的振动，提出了一种结构新颖的G型整体式挤压油膜阻尼器（G-type Integral Squeeze Film Damper,GISFD），探究了GISFD对斜齿轮的振动特性影响。搭建基于GISFD的一级斜齿轮试验台，开展了GISFD对斜齿轮轴系的减振实验。此外，还进行了GISFD对齿面磨损斜齿轮的振动抑制实验。结果表明，GISFD对不同转速下斜齿轮轴系有较好的减振效果，在1 200 r/min时，GISFD对斜齿轮主从动轴的振动降幅最高可以达到59.61%；同时，GISFD可以抑制斜齿轮啮合频率及其2倍频处的振动，振动降幅最高可以达到85.71%;GISFD对磨损斜齿轮也有较好的振动抑制效果，主动轴水平方向振动降幅在1 200 r/min时可以达到83.99%。     

齿轮齿条传动机构等温稳态弹流润滑数值分析

齿轮齿条在现代机械中应用广泛,但传动过程中易产生噪声、磨损、齿面胶合等,通过对机构润滑理论的研究,降低传动过程中齿面磨损及胶合机率。在现有的弹性流体动力润滑理论的基础上,利用多重网格法,得到了齿轮齿条传动过程中等温稳态弹流润滑数值解,讨论了齿轮齿条传动机构在不同啮合点、变位系数、线角传动比和模数下的无量纲压力和膜厚图,计算结果表明:啮合点位置、变位系数、线角传动比、模数等都会对油膜压力与膜厚产生影响。最终得出结论:在传动过程中,啮入点为啮合过程中的危险点;正变位能够使油膜变厚,负变位使油膜变薄;线角传动比、模数越大,油膜压力越小、膜厚越厚。     

螺旋传动的流体动力润滑研究

在传统的螺旋传动机构中,形成流体动力润滑的基本条件并不满足,这就导致了螺旋传动磨损严重、效率低。本文将对螺旋副进行改进,使它在一定的速度下形成流体动压油膜。     

环锥行星无级变速器的弹性流体润滑设计及牵引油选择

介绍了环锥行星无级变速器的弹性流体动压润滑(EHL)设计,推导出传动元件接触点的运动方向及其垂直方向当量曲率半径dρx和dρy、运动方向滚动速度u的计算公式,计算出接触点的无量纲速度U、载荷W和材料参数G,得出接触区中央油膜厚度hc、最小油膜厚度hm in和膜厚比Λ随传动比iba的变化规律。实际应用表明,根据设计结果加工的传动元件表面粗糙度达到0.1μm,膜厚比3<Λ<10,基本实现了传动元件最小的磨损和最长的寿命。比较了Santot-rac合成牵引油与Ub无级变速器专用油的性能,选用Ub-1无级变速器专用油。     

大深径比微小深孔超声电火花加工工艺研究

针对难加工材料的大深径比微小深孔加工这一工艺难题,设计并制造了基于工件振动的超声电火花复合加工装置。该装置包括一个已优化的压电振子和一台普通电火花机床。为提高加工效率,对压电振子进行了优化分析,使压电振子具有合适的纵振模态、固有频率和较大的振幅,压电振子中陶瓷片具有合理地安装位置。选择模具钢作为加工材料进行大深径比微小深孔的加工实验,比较研究了超声电火花复合加工装置和普通电火花机床加工大深径比微小深孔的加工效率。实验表明,超声电火花复合加工装置的加工效率更高。研究了超声激励电压、脉冲电流、脉冲宽度以及脉冲间隙等参数对大深径比微小深孔加工效率的影响,得出各参数较优的设置值。根据实验结果可以看出,超声电火花复合加工装置可以有效地加工出直径为0.5mm、深径比为60的微小深孔,适用于难加工材料的大深径比微小深孔加工。     

Dynamic contour error compensation in micro/nano machining of hardened steel by applying elliptical vibration sculpturing method

In this study, a novel dynamic contour error compensation technique has been proposed for the elliptical vibration cutting process achieved through the ultra-precision amplitude control. The influence of the contour error, triggered due to the inertial vibrations of the friction-less feed drive system, on the machining accuracy deterioration has been experimentally investigated. In order to reduce the contour error, a compensation method utilizing a real-time amplitude control in the elliptical vibration cutting process has been applied. In the proposed method, the dynamic motion error along the depth of cut direction is detected by utilizing the precise linear encoders installed on the feed drive system. The motion error in real-time is subsequently converted into cancelling amplitude command for the vibration control system of the ultrasonic vibrator, thus, guaranteeing that the envelope of the vibration amplitudes auto-tracks the dynamic reference position of the motion axis in the depth of cut direction. Due to this, a constant nominal depth of cut can be obtained even though the inertial vibrations disturb the feed drive control during machining. A series of experimental investigations have been conducted in order to analyze the machining performance by employing the proposed method. The maximum machining error is observed to significantly decrease from 0.6 to 0.04 μm by applying the proposed compensation method. Finally, the micro dimple array with a structural height from about 200 to 600 nm could be accurately fabricated with a maximum machining error of 36.8 nm, which verified the feasibility of the proposed amplitude control compensation method.     

外场驱动无缆微型机器人的行走机理

提出了一种以管道外磁场来驱动控制微型管道机器人行走的方法，基于振动原理实现了微机器人的行走。其特点是采用无缆驱动方式，使机器人可靠性和实用性都得到提高。其原理是通过管外时变振荡磁场频率的改变，借助微机器人磁致伸缩合金微驱动器的磁机耦合作用，将时变振荡磁场能转换成机器人弹性腿的振动机械能；上下弹性腿的刚度系数不同，可将微驱动器的轴向振动转化为机器人的径向振动从而实现机器人的行走。介绍了系统组成及工作原理，对行走机理进行了基础性研究，建立了机器人运动方程。实验表明机器人系统切实可行，实现了微机器人的场外无缆驱动控制。     

粘性牵引传动--行星滚子变速器

牵引传动最早开始用于汽车工业,用它有助于解决把汽车发动机动力传递到汽车后轮.现代牵引传动是利用金属滚动体之间的粘性液体油膜把动力源的动力作有效传递.该金属滚动体可以是锥形体、圆柱形、圆盘和环节.因此所谓牵引传动必须包含三个元件:即(1)输入滚动体(2)粘性牵引液(3)输出滚动体.行星滚子牵引传动采用行星环和滚子,最早由Walter Chery为农用设备变速传动开发设计的.本文将对这种传动的几何字、运动学和力学等传动机理作比较详细的分析.     

小口径防空火炮内膛往复振动式气动擦拭机器人设计

针对小口径防空火炮的内膛特殊擦拭要求,进行了往复振动式气动擦拭机器人的机构优化设计与关键技术研究,设计一种往复振动式气动擦拭机器人主机,构建“通用气源+滑块式气动振动器+型号毛刷”的配置架构,在通用空压机供气下,通过更换不同直径毛刷可满足对30mm、35mm和37mm系列小口径来复线炮膛的擦试保养;运用仿真软件进行了关重件的运动仿真和有限元分析,并进行了样机擦拭实验。结果表明,小口径防空火炮内膛往复振动式气动擦拭机器人设计与应用,可提升小口径防空火炮内膛平时和战时擦拭保养能力。     

变惯量飞轮振摆在液压激振中的应用

针对现有液压激振装置利用液压阀的阻尼效应来控制振动存在理论能效非常低的问题,提出了一种基于变惯量飞轮振摆的液压激振方法。将振体与作动缸活塞杆连接,液压马达传动轴与变量飞轮连接,作动缸与液压马达结成闭式液压回路。振体振动时带动作动缸输出交变压力油,驱动液压马达和飞轮振摆。由于飞轮的转动惯量能按照振体的运动相位指令变化,故在振摆过程中飞轮和振体之间能形成动量循环,并藉此强化振动。这种动量循环激振没有节流损失,节能效果明显。构建了液压激振系统的数学模型,并对其动力学性能进行了理论分析和Matlab仿真验证。结果表明,变量飞轮激振效果与作动缸工作面积、液压马达排量及飞轮惯量调节系数等结构参数有关,在适当条件下激振效果明显。     

基于新振动时效测控装置的硬件研究

振动时效测控装置是一复杂的整体,其中数据处理及激振器是其重要组成部分,激振器工作时的参数取决于工件的本身特性,数据处理的正确性决定了整个系统工作的有效性和稳定性。论文研究一种采用振动时效方法降低、消除、均化金属构件的残余应力的测控装置,此装置采用单片机控制,调速方式为交流变频调速,激振器由交流电动机驱动。     

闭环双驱动混合输出六自由度并联机构运动分析

提出一种分支含闭环双驱动单元、可实现混合输出的六自由度并联机构。分析了动平台混合运动时驱动分支的等效形式,以及独立位姿运动和振动时驱动分支的等效形式;分析了混合运动关于位姿运动输入和振动输入的位置反解,对振动输入的位置反解设计了基于机构运动特点的逐次逼近法;运用螺旋理论求得动平台混合运动时关于全体12个独立广义坐标的一、二阶影响系数,得到从广义输入到动平台旋量速度、加速度的线性映射;通过数值算例分别对位姿运动输入和振动输入的理论分析结果进行了验证,算例仿真表明,提出的两种双驱动输入分配计算规则均能得到确定的混合运动输出。     

Experimental and computational investigation of the traction coefficient of a ball traction drive device

Traction drive is a new kind of drive manner in which the power is transmitted by a thin oil film between transmission elements. This paper describes a ball traction drive device. The quasi-dynamics analysis was carried out for the transmission components of the ball traction drive device. The traction coefficients of oils Ub2 and HH-20 were calculated respectively with different rheological models. The elastohydrodynamic lubrication (EHL) film thickness and the traction coefficient between traction drive elements were measured. The results of the calculations are consistent with experiments.     

Clearance Influence on Dynamic Response of Intermittent Roller Chain Drive

The clearances appear in chain link hinges induced by manufacturing tolerance or wear of components are the most important factor that influences the dynamic performance of the intermittent roller chain drives.Due to the existence of the clearances in chain link hinges,the serious impact vibration phenomenon which influences the stability and the position accuracy of the chain drive system would be caused in the intermittent motion.But,the problem may be that a reasonable modeling on the chain with clearances is difficult due to the large clearance's number in chain system and the fact that the clearance' size are different.Currently,the studies on the dynamics of the intermittent roller chain considering the multi-clearance' joints are rare.Most research works have only focused on the constant moving chains.Taking the intermittent roller chain system as an object,this paper designs and builds the experimental device of this kind of mechanical system.The Longitudinal vibration response of the intermittent chain under the different motion laws was tested.The experimental study shows that the clearances presented in chain link hinges can cause severe impact vibration in the intermittent motion of chain.In subsequent work,the dynamic model of the intermittent roller chain system with the multi-clearance' joints was established.By calculating the dynamic response of this kind of mechanical system under the different motion laws,the effect of the clearances on the dynamic response of the intermittent chain drive system was analyzed.The theoretical simulation shows that the serious impact vibration phenomenon of the chain system can be caused by the clearances at the start accelerating period,and the chain drive system is often accompanied by the severe shock and vibration at the moment that the chain moves from the acceleration period to deceleration period.The research conclusions made by the experimental and theoretical studies indicate that the use of motion laws with small and continuous jerk at conversion point can effectively suppress the impact vibration at this point caused by clearances' effect.Additionally,the use of nonsymmetrical motion laws with small jerk approaching the end of the indexing period can obtain a smaller residual vibration.The presented motion law can provide an important reference for the improvement of the dynamic performance of the intermittent chain drive systems.