自升式海洋平台升降装置齿轮齿条结构优化分析

齿轮齿条升降装置的承载能力是关系自升式海洋平台安全性能的重要因素,对其进行改进从而提高齿轮齿条的承载能力具有重要的工程应用价值。针对齿轮齿条传动失效的主要原因,提出齿条边缘两侧倒圆角及对齿轮齿条变位两种改进方案,并通过有限元分析揭示不同倒角半径和变位系数对齿轮齿条承载能力的影响机制。研究结果表明:倒角后齿轮齿条的应力集中现象具有有明显降低,随着倒圆角半径的增加,齿条最大接触应力先降低后有一定程度的升高,齿轮最大接触应力逐渐增大。变位系数对齿轮的最大接触应力影响较大,对齿条影响较小。倒圆角半径在2 mm~6mm范围内、变位系数为0.5时,能最大限度改善齿轮齿条的接触应力和弯曲应力,提高齿轮齿条的承载能力。     

新型马鞍形电缆盘动力传输中的振动能量收集装置

设计了一种针对马鞍型电缆盘在放缆和收缆过程中电缆的原始振动能量收集装置,该装置设计为Y形径向齿轮结构.电缆的随机振动被转换成三个单向旋转运动,Y形装置终端使用Y形齿条单元和单向齿轮齿条单元.该装置通过超级电容器收集电能,收集的电能可由超级电容器放出.之后对单向齿轮齿条单元的分析和动态仿真,表明该装置的Y形布局与电缆的随...     

开轴套油槽的夹具

运用图示夹具进行XT3型拖拉机轴套内表面三个等距环状油槽的加工 此夹具机构,系藉挑床主轴的旋运运动以改变刀架走刀为往复动作,并同时划分轴套圆周成三个相等部分 在车床主轴1上装置花盘2,其上固定锥形齿轮3　此锥形齿轮亦作为夹套,藉螺钉4紧固待加工的轴套。该齿轮共48齿(m=5),与装置於支架上的从动齿轮5相啮合,支架固定在床身上。从动齿轮共64齿。主动从动齿轮之传动比应保持为4:3。 在从动齿轮上有偏心轴杆9及可调整的销子10,销子与连杆6成铰链状朕结。连杆64支架7亦成铰链状联结。支架7固定於挑床拖板上。拖扳的移动齿条及导螺杆应从…     

机械混合驱动车辆:飞轮载体车用回收能量吸收装置的研究(二)

采用回收装置把制动能量回收到车上的能量储备器内,可提供显著降低车辆燃油消耗的可能.一种通用的技术是制动时在混合电驱动马达内产生电能,用它为车上电化学电池充电.然而这种电池价格昂贵、笨重,而且一般它不能承受快速充电,这将影响到它的寿命和容量.为了解决这样的问题,推荐和研究一种机械能储存装置,可接受和输送能量的波动.该装置的比例物理模型由飞轮载体、行星齿轮传动和一制动器组成,并已建成和运转在实验室内.试验表明,所推荐的装置可以用来储存和提供飞轮和车辆间制动能量,以后用一空气阻力测功器模拟,论证了该装置的运行原理和它的计算模型.进一步介绍了全尺寸车辆结合机械能量储存装置的计算分析,结果表明,该装置在车辆中使用,和通常的车辆相比较,可导致车辆的排放和燃油消耗降低.     

一种电动机械手内抓取装置的设计

介绍了一种电动机械手内抓取装置的工作原理,给出了其力学特性及计算公式。该装置的螺杆由减速电机驱动并带动螺母及左右齿条移动,将动力传递到左右齿条上;然后左右齿条分别与左右齿轮啮合,左右齿轮再带动铰接在各自齿轮上的曲柄连杆运动;最后通过曲柄连杆的角度效应实现力的放大,使抓取头准确地紧贴物品内表面,平衡地撑紧并抓取物品。该装置结构紧凑,操作简单,省力高效,绿色化程度高。     

一种变比齿条齿廓设计优化方法

提出一种变比齿条数字设计方法。该方法克服了布尔减运算法不能精确建模的弊端;将变比齿轮齿条副中的渐开线齿轮离散成端截面方向上无限薄的齿轮元的集合,建立了变比齿条齿廓点高度值计算的数学模型;通过布尔减运算建模法确定变比齿条齿廓包络区间及变比齿条各个齿廓点对应的渐开线齿轮转角范围和变比齿条位移范围;采用数值计算方法求解变比齿条齿廓点高度值计算的数学模型,得到变比齿条齿廓点云模型。试制了样件,测试了变比齿轮齿条副的实际传动比,通过理论传动比曲线与实际传动比曲线的对比验证了该方法的有效性。     

汽车导航装置显示屏单电机驱动机构

介绍了某汽车导航装置显示屏驱动系统的原理,该系统通过单电机齿轮齿条驱动与一对连杆机构的组合实现了显示屏平移和翻转两种运动,运动的支撑刚度好,对机构特点及设计思路进行了分析。     

基于布尔减运算和曲线拟合的变传动比齿条数字建模方法

提出了一种基于布尔减运算和曲线拟合的变传动比齿条建模方法,该方法在一定程度上弥补了布尔减运算建模不精确的弊端。根据变传动比曲线,模拟齿轮的范成加工过程,采用布尔减运算建立了变传动比齿条初始模型;提取齿廓点的近似值,对近似齿廓点进行拟合,然后通过建模软件生成变传动比齿条三维模型;以变传动比齿轮副动态传动误差百分率、加速度为衡量目标,对采用不同次数多项式修补的变传动比齿条进行动态特性仿真分析,分析结果对比验证了该方法的有效性。     

循环球变比转向器变比齿廓的数字设计方法

为了解决循环球变比转向器变比齿轮齿廓设计问题,提出一种数字设计方法;该方法在CATIA建模软件中,基于变传动比运动规律建立布尔减运算宏程序,模拟变比齿轮齿廓包络面范成加工过程,生成变比齿轮三维模型;对齿廓曲面进行修补,完成变比齿轮副的虚拟装配后,采用ADAMS软件对建立的变比齿轮齿条副进行运动仿真分析,将仿真得到的传动比曲线与设计用曲线进行对比分析,验证了该方法的有效性。     

变传动比齿条共轭曲面的数值计算方法

提出了一种不使用啮合方程求解与齿轮啮合的齿条共轭齿面的数值计算方法,只要确定了齿轮参数与具体的运动要求,就可以由该方法直接计算出离散化齿条共轭曲面,在剖分点上的共轭曲面计算没有原理误差,精度取决于计算方法。为了提高共轭曲面的计算精度,可以设置更高的剖分精度。给出了变传动比齿条的共轭曲面数值计算具体实现方法和具体算例。分析表明该方法简洁明了,易于实现,尤其适合于求解变传动比共轭曲面。     

自升式平台齿轮齿条参数优化研究

基于有限元软件ANSYS对某自升式平台齿轮齿条的强度进行了分析。从齿条齿宽和齿轮齿条齿根圆角半径2个方面研究探讨了提高齿轮强度的方法,并对齿条齿宽和齿轮齿条的齿根圆角半径进行了优化。研究结果表明,适当增大齿条齿宽可以减小齿轮齿条的接触应力,增大齿轮齿条的齿根圆角半径可以提高齿轮齿条的齿根弯曲强度。     

渐开线锥形齿轮滚削原理

基于空间双自由度包络运动理论 ,对渐开线锥形齿轮的滚削原理进行了深入的研究。首先通过分解滚切运动 ,由空间任意点相对速度的啮合接触条件 ,分析了滚刀作平移运动所包络出的产形齿条齿面 ,并求解了其主要参数。进而通过对滚刀、产形齿条及锥形齿轮三者之间空间几何关系的分析 ,从理论上阐明了锥形齿轮的滚齿加工原理并推导了机床调整参数的计算公式。理论和试验的结果表明 ,利用有径向进给运动的通用滚齿机可以实现渐开线锥形齿轮的正确加工     

惯容器模型结构探索

针对惯容器模型的实现装置种类少及实现方法单一的问题,从设计理论角度出发,探讨惯容器模型结构及其实现方法。基于惯容器是一种被动式两端点机械网络元件,可以利用不同的机械零件加以实现的特点,通过研究齿轮齿条式、滚珠丝杠式这一类封装飞轮惯性为特征的惯容器,提出了以封装质量惯性为特征的一类惯容器;针对这两类惯容器均为平动元件,无法进行转动机械网络综合这一问题,进一步提出了扭转惯容器的概念,并找到了实现装置;阐明了装置的基本设计原理。研究发现,惯容器以多种形式存在于平动机械系统中,扭转惯容器客观存在于转动机械系统中。     

变速比转向器齿扇设计理论研究

根据齿轮啮合原理,利用齿形法线法,推导出了修正余弦函数汽车变传动比转向器齿条齿扇啮合方程、齿廓方程,给出了锥形齿扇小端不根切、大端不变尖的条件和齿扇几何尺寸的计算公式,最后给出了变传动比齿扇的齿廓曲面具体算例和具体实现方法.分析表明该方法简洁实用,易于实现.     

运动学法测量齿轮单项误差的发展

介绍了运动学法测量齿轮单项偏差的发展,包括齿轮整体误差测量、基于齿条测头的单项偏差测量、基于齿条测头的左右齿面同时测量。并基于运动学法,设计了同时测左右齿面的测量装置。该装置的设计能实现齿轮单项偏差的测量,为齿轮测量提供了新途径。     

非圆齿轮差动轮系往复机构反求设计与运动学分析

为了简洁有效地实现所需的往复运动,提出了一种非圆齿轮差动轮系组合并配以齿条来实现往复直线运动的新型机构,通过合理的节曲线设计,可得到理想的输出运动曲线,该机构形式简单、运行可靠。完成了机构运动学分析,并分析了节曲线对运动特性的影响机制。以执行部件遵循余弦加速度和正弦加速度运动规律输出为例,反求得到了该机构非圆齿轮的节曲线,研究了输出齿轮的摆动角度、差动轮系传动比以及节曲线阶数等参数对节曲线的影响规律和设计准则。比较了上述两种运动规律对节曲线、传动比以及急回特性的影响规律。搭建了非圆齿轮差动轮系传动系统原理样机,并验证了新型传动系统的可行性。     

自升式钻井平台悬臂梁齿轮齿条驱动系统设计

以某自升式钻井平台为例,采用"电机+变速箱+小传动轮+齿条"方式驱动悬臂梁移动。通过悬臂梁的结构及悬臂梁上的设备质心确定移动悬臂梁所需的推力。计算悬臂梁齿轮齿条几何参数,并设计悬臂梁与齿轮齿条的连接结构及悬臂梁驱动控制系统,合理配置驱动系统电机功率和减速器传动比。通过采用闭环交流变频控制方式,对悬臂梁速度进行反馈和控制,实现左右两侧悬臂梁的同步移动。     

高性能变传动比的异形齿轮跳跃机构研究

跳跃机器人需要根据其任务和运动来选择合适的齿轮传动比,从而实现电机功率的最大化,针对这一问题,提出了一种具有高速、大扭矩特性的异形齿轮跳跃机构。首先,提出了一种基于仿真的最佳齿轮传动比设计方法,使电机功率最大化;其次,根据得到的齿轮传动比,通过正向动力学进行了齿轮的节圆半径计算;然后,在考虑轮齿压力角约束的情况下完成了最终异形齿轮的齿形设计;最后,研究了跳跃高度随机器人参数和初始姿态扰动的变化,并以跳跃机构为原型,在考虑了机构物理参数扰动的情况下进行了实验测试,验证了所提设计方法的有效性。研究结果表明:该机构使用异形齿轮时的跳跃高度是0.135 m,使用圆形齿轮的跳跃高度是0.072 m;采用异形齿轮,通过运动改变齿轮传动比,可将跳跃高度提高64.6%,为提高跳跃机器人的工作性能提供较好的解决方案。     

飞轮储能装置储能状态控制研究

对飞轮储能装置性能的特点以及结构和储能原理进行了分析。对飞轮储能装置储能状态过程中如何提高系统所存储能量及能量存储效率作了具体分析。设计了复合控制方案对无刷直流电机进行调速,从而提高飞轮转速,增加系统存储能量。     

混合型自重构机器人的空间构型描述

设计了一种新型的混合型自重构机器人,该机器人由呈三棱柱形的主-从式基本模块组成,每个主模块包括3个主驱动电机及齿轮减速装置,每个从模块包括2个从驱动电机及齿轮-齿条传动装置.基于基本模块的几何特征及空间转换矩阵,描述了该自重构机器人的4种基本空间构型,为机器人的自重构运动打下基础.