舱门展收机构运动与结构参数优化设计

舱门展收机构是航天器的重要组成部分,其性能的优劣将直接关系到航天器舱门能否顺利展开与闭合、航天器能否顺利完成在轨任务。基于ADAMS软件的参数优化功能模块,对某舱门运动形式及展收机构的结构进行了优化设计,在满足舱门展开角度、展开位置、驱动力矩、展开后断电保持等优化要求下,对展收机构的位置布置及几何参数进行了优化设计,为改进舱门机构的结构设计提供了重要依据,具有较强的实用性及参考价值。     

考虑铰链磨损时飞机舱门运动精度可靠性研究

基于舱门机构模型,采用线性磨损假设并考虑到"有效长度理论",在MSC.Adams 中建立了舱门机构的磨损模型,考虑到舱门机构的失效模式,提出了一种基于运动精度的失效判据,给出了舱门机构磨损情况下可靠性分析的基本方法,使用课题组编制的可靠性分析软件并通过调用机械动力学仿真软件Adams,分别采用蒙特卡罗法和重要抽样法对舱门机构磨损情况下的运动精度可靠性进行了分析计算.计算分析发现:在一定范围内,磨损对舱门机构可靠性的影响是可以接受的,而一旦超过一定的磨损量,舱门机构的可靠性大大降低,影响飞行安全.     

基于LMS的舱门展收机构刚柔耦合动力学分析

武器舱舱门展收机构是军用飞机投掷弹药的主要活动机构,其性能好快直接影响到飞机飞行的安全以及空投精确度.在建立舱门展收机构模型的基础上,使用LMS Virtual.Lab多体动力学分析软件,对舱门展收机构中的旋转作动器外壳摇臂及舱门连接件等部件进行刚柔耦合动力学分析,得到舱门打开过程中各部件各阶模态振型及等效压、拉应力曲线.对比分析各部件对机构运动的影响,确定舱门展收机构中的关键部件,为后续优化确定目标.     

航天器杆件死点特性结构锁设计与分析

针对天地往返航天器舱门需要重复开启与关闭的实际需求及传统火工分离装置只能单次解锁且伴随大冲击与振动的缺点,提出一种曲柄-摇杆四杆舱门重复锁紧机构。该机构基于平面四杆机构的死点区域来实现对舱门的可靠锁定,具有承载能力大、锁紧及解锁过程冲击微小、结构简单、重量轻及性能可靠等优点。为了更好地利用该机构的死点特性完成舱门的可靠锁紧,对机构的死点特性进行建模分析,给出使机构自锁的死点区域。对锁紧机构进行参数化建模,建立机构的参数化优化目标函数,利用MATLAB对进行机构优化设计并得到最优结构参数。仿真结果表明所提的锁紧机构可将舱门可靠地锁紧且经过优化后的锁紧机构所需的驱动力矩显著降低,具有较高的驱动效率。     

基于应变法飞机起落架舱门载荷实测研究

飞机起落架舱门能否正常收放及其收放能力的大小直接影响飞机飞行安全。利用理论计算和风洞试验来计算无法得到舱门真实载荷,必须通过飞行试验来对理论计算和风洞试验结果进行修正,从而优化舱门设计。以某型飞机起落架舱门载荷测量为例,基于应变法对舱门载荷进行了飞行实测,并对舱门受载进行了分析,对起落架舱门及其收放机构优化设计提供数据支持。试验证明,该方法可有效用于舱门拉杆载荷实测。     

某型民用飞机舱门外手柄机构研究分析

舱门外手柄安装在飞机机身外表面,用于人们从飞机外部打开或关闭舱门.外手柄机构是飞机舱门上所有机构的"开关",其设计的好坏会直接影响到整个飞机舱门机构的安全性和功能性.文中介绍一种在手柄把手内部集成了多套四杆、离合锁、弹簧杆及调整等元素的功能完整、安全并且节省空间的外手柄机构.对其功能、设计要求、机构原理设计及分析等几方...     

某型民用飞机散货舱门打开机构设计及分析

散货舱门的打开机构包括打开机构与打开驱动机构,由于散货舱门是向内翻转打开的,没有提升运动,所以打开驱动机构的设计为该舱门打开机构设计的重点.结合舱门的打开方式及载荷大小等因素为舱门选择了合适种类的动力源,同时基于打开驱动机构的设计原理应用CATIA草图分析模块对其进行载荷分析.最后对舱门的打开进行运动仿真模拟分析,验证...     

基于Bricard机构的客机舱门多模式运动开启机构设计

舱门相对机身全方向位姿调整是舱门与机身外表面平滑连接、机身内外可靠密封的前提。针对现有提升臂4R机构串接铰链臂机构的开启支链不能实现舱门位姿全方向调整,提出以面对称Bricard机构代替4R机构的新型飞机舱门开启支链,与平行杆机构2-S-S支链构成3支链舱门开启并联机构。分析了Bricard机构6R、4R运动模式及模式切换条件;基于并联机构方位特征集理论,进行舱门开启机构不同模式下方位特征集分析,验证了串接铰链臂面对称Bricard机构6R模式、4R模式及模式切换可实现飞机舱门提升及全方向位姿调整;机构方位特征集揭示舱门机构提升、调整和旋转运动过程具有1个自由度及选取不同独立元素的3种运动模式：6R提升运动,球面4R调整运动,铰链臂旋转开启运动。嵌入面对称Bricard机构开启机构使得舱门能够全方向进行姿态调整,为飞机舱门开启机构的设计提供了新的思路。     

运动副磨损对飞机舱门触发装置可靠性及其灵敏度分析

运动副磨损是导致飞机舱门机构触发装置定位失效的重要原因。通过含磨损间隙的舱门收放机构运动仿真分析,研究了磨损间隙对舱门位置触发装置定位的影响,提出了舱门触发装置定位精度失效的极限状态方程。采用Archard粘着磨损理论建立收放机构的运动精度可靠度及可靠性灵敏度与机构工作次数之间的关系,获得了舱门收放机构的可靠度出现显著下降时的工作次数。灵敏度分析表明舱门悬挂连接处销轴处的磨损对触发装置的定位影响更为显著。     

飞机舱门开关机构数字化模型构建技术研究

根据飞机舱门开关机构工作时各零件之间的运动关系,构建连杆、凸轮等简单机构的复合数字化驱动模型,并进行运动形式的仿真,为其尺寸优化提供技术理论支持.应用Visual Components软件的机构建模模块,以简单机构数学模型推导为基础,逐层求解被动件与驱动件的实时位置关系,得到舱门整体开关过程的数学表达式,并在软件中实现可视化.通过与实际飞机舱门开关过程进行比对,验证了数字化驱动模型结果是真实有效的.     

基于解决传动系统变速器齿轮敲击的分析方法

建立一汽车传动系统6自由度动力学模型,模型中包括发动机、离合器、变速器与整车,考虑了变速器内承载齿轮副以及非承载齿轮副啮合间隙。以变速器输入轴的角加速度值为评价指标,研究模型参数变化对传动系统扭转振动的影响。利用序列二次规划法对存在非承载齿轮敲击问题的某车辆的飞轮转动惯量和离合器设计参数进行优化。根据优化结果,试制了离合器,并对新旧离合器下传动系统非承载齿轮敲齿的情况进行测试,测试了变速器处的输入轴扭转角加速度、变速器壳体处加速度以及发动机舱变速器侧声压。测试结果表明,增大飞轮侧转动惯量和离合器阻尼转矩、合理地调节离合器刚度可以衰减变速器输入轴角加速度幅值,抑制非承载齿轮副敲击现象。     

遥感相机姿态控制轴的动平衡结构设计与验证

多个遥感相机固定在一颗遥感卫星上,调整其中一个遥感相机工作姿态的反作用力产生的角动量会改变遥感卫星的姿态,进而影响其他遥感相机的工作姿态。为了在遥感相机姿态控制轴内自平衡该角动量,减小影响,设计了一种遥感相机姿态控制轴动平衡机械机构。该机构主要由一个驱动电机、一个主轴、一个传动齿轮系、一个增速器及一个角动量平衡轮组成。机构工作时,电机转子驱动主轴带动遥感相机姿态控制轴调整相机姿态,同时,电机定子的反作用力通过传动齿轮系、增速器逐级传递,驱动角动量平衡轮旋转。通过调整角动量平衡轮的质量放大比或者增速器的增速比可得适当量值的平衡轮角动量,实现机构内部动平衡。基于角动量守恒定律和理论力学基本原理,证明了机构设计的正确性。最后,建立了遥感相机姿态控制动平衡机构的三维动态仿真模型,根据机构的实际参数,设定了机构的仿真参数,在给定负载的条件下进行了仿真验证和结果分析,进一步验证了设计的可行性。     

鼓形齿联轴器在折叠机构中的应用

将鼓形齿联轴器应用于折叠运动中,得到了新型的鼓形齿联轴器折叠机构。基于Adams虚拟样机对该折叠机构开展了运动仿真及分析,得到了机构实现折叠所需要的鼓形齿联轴器的最大角位移。依据鼓形齿联轴器的最大角位移量确定了鼓形齿的修形参数。     

二级行星齿轮机构的优化设计

体积和承载能力是衡量行星齿轮机构优劣的重要指标。在确保承载载荷不变的基础上,以行星齿轮机构体积最小为目标,对行星齿轮机构进行优化,确定目标函数、设计变量及应满足的约束条件,建立了行星齿轮机构的数学模型,然后采用SUMT内点法优化行星齿轮的结构参数。在风电机组二级行星齿轮增速器的实际应用中,该优化设计方案减小了行星齿轮机构体积,降低了制造成本。     

The meshing angular velocity and tangential contact force simulation for logarithmic spiral bevel gear based on Hertz elastic contact theory

To obtain the change tendency of output angular velocity and tangential contact force of a gear when the pinion under the step input during meshing of a new type of spiral bevel gear, which is a logarithmic spiral bevel gear, the tooth flank equation of logarithmic spiral bevel gear is deduced based on the formation mechanism of the tooth flank formation. A three-dimensional model of a pair of logarithmic spiral bevel gears whose number of teeth was 37:9, with modules being 4.5 mm, normal pressure angle being 20 degrees and spiral angle being 35 degrees were built and assembled. Based on Hertz elastic contact theory, the calculation formulas and parameters sets of contact force for conventional spiral bevel gear meshing simulation and logarithmic spiral bevel gear meshing simulation were done. Consider the dynamic simulation about meshing angular velocity and tangential contact force for conventional spiral bevel gear meshing and logarithmic spiral bevel gear meshing, respectively. Finally, by analyzing and comparing the simulation data, the results show that under the same input conditions, the fluctuation of the gear angular velocity and tangential contact force of logarithmic spiral bevel gear meshing are smaller than the conventional spiral bevel gear. That is, the transmission stationary of logarithmic spiral bevel gear meshing is superior to conventional spiral bevel gear.     

作用在齿轮联轴器上弯矩的实验研究

齿轮联轴器的转角刚度对系统的动力学特性影响较大，因此有必要对其进行实验研究。我们设计了一个实验装置，用以测量作用于齿轮联轴器上的弯矩，通过对直齿和鼓形齿联轴器进行实测，分别得到了这两种齿轮联轴器上作用弯矩与转角之间的关系曲线。实验结果表明，弯矩与转角之间明显存在着迟滞现象，对于直齿联轴器而言，二者之间是非线性的关系；而对于鼓形齿联轴器，则可以近似看成线性的。     

Coordinated shift control of nonsynchronizer transmission for electric vehicles based on dynamic tooth alignment

Multispeed transmissions can enhance the dynamics and economic performance of electric vehicles (EVs), but the coordinated control of the drive motor and gear shift mechanism during gear shifting is still a difficult challenge because gear shifting may cause discomfort to the occupants. To improve the swiftness of gear shifting, this paper proposes a coordinated shift control method based on the dynamic tooth alignment (DTA) algorithm for nonsynchronizer automated mechanical transmissions (NSAMTs) of EVs. After the speed difference between the sleeve (SL) and target dog gear is reduced to a certain value by speed synchronization, angle synchronization is adopted to synchronize the SL quickly to the target tooth slot’s angular position predicted by the DTA. A two-speed planetary NSAMT is taken as an example to carry out comparative simulations and bench experiments. Results show that gear shifting duration and maximum jerk are reduced under the shift control with the proposed method, which proves the effectiveness of the proposed coordinated shift control method with DTA.     

角度变位直齿圆锥齿轮的计算公式

为了满足直齿圆锥齿轮实际生产和设计的需要,根据角度变位直齿圆柱齿轮的计算公式和直齿圆锥齿轮当量齿轮推导出角度变位的计算公式,再利用计算机编程语言VB生成计算程序。实践证明:运用此方法推导出的计算公式是可靠的,且角度变位设计有利于提高齿轮传动质量。     

一种共轭凹凸型非圆齿轮机构的设计

为了设计出传动比函数具有二次不等幅特点的凹凸型非圆齿轮机构,利用自主开发的生成齿廓的软件设计了主动齿轮齿廓,利用CAD软件优化了内凹部分的曲线。提出了新的齿廓生成方法,利用Pro/E软件仿照展成法原理,用主动轮作刀具、从动轮作毛坯生成从动齿轮齿廓。进行了虚拟仿真,提取了齿轮传动比的理论值。完成了齿轮传动试验,并利用高速摄像机测得了齿轮传动比的试验值。结果显示两组传动比的值基本一致,验证了凹凸型非圆齿轮啮合和传动的正确性及该类齿轮在应用中的可行性。     

Effect of variation of angular velocity in gear rolling process on profile error

In the gear generating method, such as the hobbing method; the variation of angular velocity becomes a cause of involute profile error. This study deals with the effect of the variation of angular velocity in gear rolling on the tooth profile error. The fluctuation of center distance is one of the phenomena in rolling. This phenomenon has not been clarified in relationship with the profile error. It is assumed that the fluctuation of center distance induces the variation of angular velocity. In this experiment, the steel belt was set between the tool and work gear, and the variation of angular velocity in rolling was detected as a change of the tension on the belt. The angular velocity between the tool and work gear varies slightly by the period of the normal pitch between contact teeth. In the next step, the effect of this variation of the tooth profile error was theoretically revealed.

The following results were obtained.

The variation of angular velocity is based on the rolled profile error. The amplitude of the variation corresponds to the difference of the amount of plastic deformation between the driven side and the follower side of the rolled tooth.