基于结合部的HSK主轴-刀柄系统动态特性分析

建立了HSK主轴-刀柄结合部的有限元模型(FEM),利用弹性理论和黏性阻尼理论辨识结合部内各位置的刚度和阻尼参数。提出将HSK主轴-刀柄系统分为HSK主轴、主轴-刀柄结合部和刀柄三部分:HSK主轴与刀柄简化为多段Timoshenko梁,并使用响应耦合法来计算其频响函数;主轴-刀柄结合部简化为多点弹簧-阻尼模型,采用多点响应耦合法来计算其频响函数;将各个部件的频响函数进行刚性耦合,进而获得基于结合部的HSK主轴-刀柄系统频响函数。分别假定HSK主轴-刀柄结合部为刚性连接、5点弹性连接和7点弹性连接,计算其频响函数,并与实验结果相比较得到相应的结论。     

数控机床主轴-立柱系统热态特性分析与测试

针对数控机床主轴-立柱系统因受热变形而影响机床加工精度的问题,本文基于能量守恒定律建立了主轴-立柱系统耦合分析模型来获取其热态特性。该模型综合考虑了热源计算、传热系数计算、结构约束以及散热面放置情况等因素,并采用风速法来获取主轴与空气间的传热系数。为了验证主轴-立柱系统耦合分析模型的有效性,本文设计并搭建了数控机床热态特性试验平台,以具体数控机床为研究对象获得了其主轴-立柱系统的温度场分布、热变形以及热平衡时间等热态特性。试验结果表明:各测点数据中温度的最长绝对误差和最大相对误差分别为0.71℃,2.94%,出现在主轴体的测点处,热变形的绝对误差和相对误差分别为1.49μm,8.71%,采用风速法建立的主轴-立柱系统耦合分析模型所获得的热态特性与试验获得的结果基本一致。本文的研究成果为数控机床减少热误差,提高精度保持性提供了参考。     

结合部对HSK主轴系统动态特性的影响

根据HSK主轴系统的工作原理,在ANSYS软件中建立了HSK主轴系统的动力学模型。其中,各结合部都简化为均布弹簧单元,各部件简化为多段梁,并使用Timoshenko梁理论和有限元理论系统分析结合部对HSK主轴系统动态特性的影响。模态实验和有限元分析结果对比证实了Timoshenko梁理论分析HSK主轴系统动力学模型动态特性的可行性和有效性。提出结合部对主轴系统各阶模态影响的研究思路,并利用ANSYS有限元软件中的谐响应分析模块,分别研究了轴承-主轴、主轴-刀柄和刀柄-刀具各结合部对HSK主轴-热装刀柄-刀具系统刀尖点频响函数的影响,提出了相应的抗振措施。     

机床导轨结合部的动态特性解析方法及其应用

基于结合面动态基础特性参数,研究了机床导轨结合部动态特性的建模解析方法,并将其应用于机床整机动态特性解析,为机床整机动态特性解析中结合部参数的确定提供了一种方法,使机床图样设计阶段预测整机动态特性成为可能。     

基于结合面基础特性参数的机床导轨结合部动态特性解析分析

导轨是机床的最重要功能部件之一,由于其具有滑动特性,因此也是机床整机动态特性中最有影响的结合部之一。本文以结合面的基础特性为基础,研究了机床导轨结合部的动态建模解析方法,并将其应用机床整机动态特性解析,为机床整机动态特性解析中结合部参数的确定提供了一种方法,并为机床图样设计阶段预测整机动态特性开辟了道路。     

基于ADAMS的导轨系统动力学特性分析

导轨系统是数控机床的重要功能部件,其动力学特性直接影响机床整机的加工精度、加工效率。研究了利用ADAMS软件对直线滚动导轨系统动力学特性分析的方法,介绍了导轨系统动力学建模的原理,用水平和竖直方向的弹簧来模拟导轨系统的结合面的刚度特性,获得了导轨系统的动力学解析模型。提出了基于ADAMS的导轨系统动力学特性求解流程,包括建模、加约束、模型校验、特性求解等关键步骤。以某导轨为对象,建立了导轨系统的刚体动力学模型．获得了导轨系统的固有特性。将结果与理论计算结果进行了对比．表明创建的基于ADAMS的导轨系统仿真模型是正确的．可以用于后续模拟导轨系统的各种动力学行为。     

滚动导轨运动系统的特性分析

分析了滚动导轨的运动特性，摩擦特性以及影响特性的各种因素，提出了确定导轨运动系统结构参数的基本原则。     

基于结合面基础特性参数的机床导轨结合部动态特性解析方法

导轨是机床的最重要功能部件之一,由于其具有滑动特性,因此也是机床整机动态特性中最有影响的结合部之一.本文以结合面的基础特性参数为基础,研究了机床导轨结合部的动态建模解析方法,并将其应用于机床整机动态特性解析,为机床整机动态特性解析中结合部参数的确定提供了一种方法,并为机床图样设计阶段预测整机动态特性开辟了道路.     

机床导轨结合部动态特性的有限元分析方法

基于动态的结合面基础特性参数,研究了机床导轨结合部特性的有限元建模方法,并将其用于机床整机的动态特性分析,为机床整机特性分析中结合部特性参数的确定提供了一种方法,使机床在图纸设计阶段预测整机特性成为可能.首先给出了结合部单元的建模方法,然后通过一个实例,说明了该方法的有效性.     

动静压轴承—主轴系统动特性分析

对上海机床厂生产的高精度万能外圆磨床砂轮架主轴系统进行了动特性分析，指出前后轴承增大供油压力和减小油腔深度，是提高该主轴动特性的好办法。     

关节间隙对机器人动态特性影响分析

为了分析关节间隙对机器人动态特性的影响,采用L-N非线性弹簧阻尼模型对关节间隙接触碰撞力进行建模,D-H方法建立装配机器人的运动学方程,Lagrange方法建立装配机器人动力学微分方程,推导出关节位移、速度、角加速度、力矩以及接触力的方程;提出采用IMPACT函数对碰撞进行描述,运用ADAMS软件建立含关节间隙机器人虚拟样机,分析不同驱动方式下关节间隙对机器人动态特性的影响;以自行设计的四自由度装配机器人为研究对象搭建实验平台对理论分析与仿真结果进行验证,实验验证了理论分析与仿真分析的合理性,得到了关节间隙对机器人动态特性影响曲线并提出了相应的改善措施。     

煤矿检测机器人机械手动力学及静力学分析

针对煤矿无人区域的实际情况,设计并研制了一种四轮驱动式小空间检测机器人系统,用以井下环境信息和样品的采集。机器人结构主要由机器人本体、移动机构、控制器和机械臂机构等组成。主要介绍机器人的系统组成,并对5自由度机械手进行动力学和静力学分析,验证其结构设计的合理性和实际工作中的承载性能。分析结果表明,机械手各关节力矩的变化稳定且均未超过电机所能提供的极限值;小臂最大变形0.012 397 mm,最大应力15.802 9 MPa均对系统结构影响很小,从而说明5自由度机械手选型准确,结构设计合理,能够满足煤矿实际工作需求。     

数控机床滚动导轨结合面接触静刚度分析

以数控机床滚动导轨为研究对象,利用接触力学及弹性力学中的接触理论,分析计算滚动导轨结合面的接触刚度,建立了结合面的接触刚度的求解公式,得到接触刚度的理论模型。基于有限元分析软件,对结合面建立有限元模型,然后,对滚动导轨结合面进行加载求解,得到应力云图,通过excel拟合相应载荷与变形量的关系曲线,把得到处理后的结果与理论计算结果相对比,验证了此有限元分析方法可行。为进一步研究滚动导轨结合面的接触刚度奠定基础。     

基于ABAQUS的花键轴静、动力学分析

运用有限元分析软件ABAQUS对跨座式单轨交通平移式道岔设备的花键轴进行了静、动力学分析。校核了花键轴在渡车、转辙两种工况下的静强度和刚度,提取了两种工况下花键轴的前9阶模态,用模态叠加法求得了花键轴的瞬态响应。分析结果表明花键轴的静、动力学特性满足设计要求。     

某轻卡变速箱箱体静动力学特性分析与结构优化

运用有限元仿真与测试实验相结合的方法,对某轻卡变速箱箱体进行优化。首先对变速箱箱体进行静力学与动力学有限元仿真计算,由此找出应力、应变较大的部位。以此为参考,布置测试实验的测点。对变速箱箱体进行了静、动力学的测试实验。修改了变速箱箱体的结构。由修改后的变速箱、发动机、支撑件建立轻卡动力总成结构的模型。导入有限元软件进行静、动力学分析。发现变速箱箱体应力最大数值减小了近50%,模态频率明显提高,证明了结构优化的合理性和有效性。     

考虑外部激励作用下的齿轮系统非线性动力学分析

研究了在外部激励作用下,齿轮传动系统参数对系统动力学的影响,为避免齿轮在混沌状态下工作提供了理论依据。它以单自由度直齿圆柱齿轮传动系统为研究对象,建立了非线性动力学模型,在模型中综合考虑了内部激励及和外部激励等因素。利用Runge)Kutta数值计算方法对系统的非线性动力学方程进行了求解,分析了齿轮系统在外部激励作用下,所表现出的周期和混沌运动状态,为齿轮的设计及制造和获得更好的性能提供了理论指导。     

球笼式等速万向节动力学仿真分析系统的开发

在分析球笼式等速万向节工作原理的基础上，比较说明了通过虚拟样机进行动力学仿真分析的方法相对于传统设计方法的优越性；然后结合对ADAWS软件的二次开发，介绍了球笼式等速万向节动力学仿真分析系统的系统功能及软件实现；通过实际算例，验证了本系统的正确性和有效性。     

计及小幅晃动充液部件多体系统动力学递推建模与分析

任何复杂机械多体系统都可转化为等效的树形系统.将充液系统中液体与贮箱分为独立的子结构,通过动量定理和动量矩定理得到原系统液体-贮箱间晃动作用力的表达,利用空间算子代数理论对小幅晃动的充液系统进行动力学递推建模.采用有限元法对液体进行模态分析而获得液体小幅晃动的波高函数和速度势函数的自由晃动模态的表达.贮箱与其相邻物体之间可等效为弹簧阻尼的连接方式,在贮箱连体坐标系原点的位置上链接6自由度的液体内接虚铰,将液体晃动的运动学参数变量和动力学参数变量通过虚铰与贮箱进行传递,又保留液体晃动的最大信息量.未知贮箱运动情况下,贮箱内接虚铰相当于欠驱动关节,这种多体系统动力学递推过程中仍保留刚-液耦合机理,从而推导出基于空间算子代数理论液体小幅晃动的充液多体系统高效率动力学递推算法.     

针梳机梳箱动静力学有限元分析研究

利用ANSYS软件对针梳机梳箱进行了模态分析,给出了梳箱主振型和固有频率;对梳箱进行静力学分析,给出了梳箱在工作过程中的最大应力,为针梳机设计和改进提供了充分依据。     

综合考虑关节及杆柔性的空间机器人动力学分析

提出了空间柔性转子梁单元模型,建立了考虑关节及杆柔性的空间机器人动力学方程。首次给出了一个四杆空间机器人的数值算例,说明了柔性空间机器人的弹性变形对方向误差及位置误差都具有很重要的影响,杆和关节的弹履变形之间有相互耦合影响作用。