变载荷作用下柔性关节板弹簧的大变形分析与强度计算

提出一种由气缸驱动的柔性机械手关节,关节采用板弹簧作为骨架。板弹簧的变形等效于自由端受特殊变载荷作用的弹性悬臂梁的大变形,其特殊变载荷是一个方向和大小都随气缸压力而变化的载荷。建立了悬臂梁静态变形的微分方程,采用简单的微分计算方法得出不同气缸压力下板弹簧任意位置的变形倾角、变形位移及应力的数值解。绘制其变形曲线和应力曲线,分析板弹簧的变形和应力分布情况,并校核了板弹簧最大应力处的强度。     

一种气动柔性机械指关节结构及其对操作压强的响应计算

提出一种波壳伸缩的手指关节,多关节的手指可组合成操作机械手。此关节采用板弹簧为柔性骨架,橡胶波纹管受气压后轴向膨胀作为肌肉动力。关节弯曲角度与关节内的气体压强有关;柔性的关节,有缓冲作用。文中给出了关节的结构,建立了关节弯曲变形的数学模型,推导出理论上确定变形状态与操作压强关系的一组非线性积分方程。同时研究了非线性行为的实用设计计算方法。     

泵水工装堵板的变形分析

气缸是汽轮机中的重要部件,气缸在工作状态会承受不同程度的压强。因此在气缸试验阶段需用水进行压力试验来模拟工作状态的压强对气缸产生的变形情况。气缸需要将各个开放的管口在实验前用工装堵板堵住,堵板的变形会使密封不严,这会影响气缸的泵水试验。     

板弹簧柔性手指关节弯曲的模型研究

提出一种波壳伸缩的手指关节,多关节的手指可组合成操作机械手。此关节采用板弹簧为柔性骨架,波壳弹性体受气压后轴向膨胀作为肌肉动力,关节的弯曲角度与弹性体内腔的气体压力有关。给出了关节的结构,介绍了手指关节的气动原理与控制方法,并分析了关节弯曲变形的静态模型。由此得出在受一大小变化的力偶和一大小、方向不断变化的切向力的共同作用下,悬臂梁大挠度变形的数学模型与数值解。     

基于Matlab的板弹簧大变形状态和强度分析在SolidWorks上的参数化设计

文中涉及板弹簧悬臂梁自由端受到一个大小、方向不断发生变化的特殊变载荷作用下的大挠度变形问题,此种情况下板弹簧大变形状态与强度分析不能采用ANSYS,ABQUS等分析软件来完成,而是通过Matlab解耦合微分方程组来解决目标问题。结合VB,Matlab,SolidWorks,采用VB封装Matlab计算方法并集成到SolidWorks的方法,在SolidWorks上实现板弹簧大变形状态和强度分析,并实现板弹簧的参数化设计与出图。     

一种变截面片弹簧骨架柔顺关节的变形研究

提出一种以变截面片弹簧为骨架的气动柔顺关节,可构成柔性自适应机械手。片弹簧的变形等效于自由端受特殊变载荷(方向和大小都随气缸内压力而变化)作用的弹性悬臂梁的大扰度变形。文中采用非线性变系数并带有未知参数的微分方程组建立静态模型,借助ode45和fmincon函数得到不同压力下片弹簧任意位置的转角位移、坐标位移的数值解,变载荷明确后利用ANSYS建模仿真验证模型与数值解法的正确性,最后与等截面片弹簧骨架关节进行对比,说明变截面片弹簧骨架关节具有柔性好、节省能源的优点。     

全封闭式往复制冷压缩机热力学与MCCT-活塞和气阀装置

一、问题的提出 全封闭式往复制冷压缩机的主要元件包括,自动舌簧阀、活塞、气缸、吸气阀、阀板、排气阀,见图2。标准的舌簧阀是由0.02cm厚的弹簧钢板制成。气阀是依靠气缸内活塞在上死点和下死点（BDC）运动,造成气缸内外压力差而开启的。阀板的位置是在吸气阀和排气阀之间,它有足够的厚度和刚性,能承受压缩循环期内很高的压力差而不产生变形。阀板通常是由0.35cm厚的钢板制成,其上开有吸气和排气孔,使制冷介质通过它进入气缸,随后排出气缸,从性能的观点出发一台性能良好的压缩机能输送大的气量,而只消耗很少的电能。确定     

2自由度柔性构件运动特性研究

提出一种在工程应用中既产生弯曲变形又产生拉伸变形的2自由度柔性构件的伪刚体模型分析方法,讨论单一弯曲自由度柔性构件和2自由度柔性构件不同的变形特点,2自由度柔性构件的变形运动是弯曲运动和轴向直线拉伸运动的复合运动,柔性构件与刚性构件连接处的角变形不为零,而是θ角度,在分析2自由度柔性构件运动特点的基础上,建立具有扭转弹簧常数K1和轴向拉伸弹簧常数K2来模拟其变形能力的伪刚体模型,进行了2自由度柔性构件最大应力分析,并给出一个工程应用示例。     

基于三杆滑块变胞机构柔性机械手设计及分析

柔性机构通过自身弹性变形存储、释放能量。变胞机构在运动过程中,具有改变构件数目,使原机构发生奇异变形的特性。设计一种运用柔性机构与变胞机构相结合的针管夹持注射装置,通过调整机械手开口大小抓取不同尺寸针管,适用范围广。针管夹持机械手由三杆滑块机构组成,在机械手指指尖夹持部分安装力传感器。通过推动气缸使机构发生变胞运动,完成机械手对针管的抓取。启动另一个气缸,推动活塞完成针管的注射。通过ANSYS仿真分析,证实了设备的可行性与安全性。运用MATLAB软件对气缸的运动位移与杆件的旋转角度进行运动学分析。设计的机构在医疗机械领域有着较好的应用前景。     

新型柔性限位减速器的结构设计与动力学仿真

提出一种采用柔性限位的二级圆锥-圆柱齿轮新型减速器,其中,圆锥齿轮、圆柱齿轮的单侧定位元件为高刚性的碟形弹簧,碟形弹簧处于预紧状态。当齿轮所受轴向力低于碟形弹簧预紧力时,齿轮不出现轴向移动,定位准确;当齿轮所受轴向力高于碟形弹簧预紧力时,碟形弹簧产生形变以吸收能量,避免较大的轴向力直接作用于刚性定位元件而导致永久变形。通过UG8.0建立了柔性限位减速器的三维模型,并利用ANSYS Work Bench对其进行指定载荷下的瞬态动力学分析,仿真结果验证了对减速器进行柔性限位的理论可行性。     

电动推杆驱动串联双铰链柔性机械手的状态分析

提出一种欠驱动柔性关节机械手,采用一个电动推杆驱动带有2个扭弹簧的串联双铰链机械手手指结构。介绍了该机械手结构和驱动原理,建立静态力学方程和几何平衡方程,通过Matlab软件的fsolve函数得出无刷直流电机输入电流与两个扭弹簧扭转角关系、输入电流与机械手手指张开大小的关系等,为串联双铰链柔性机械手抓取形状和尺寸变化、材质不同的特殊物体提供了理论依据。     

适应零件位置变化的夹头

<正> 图示的夹头机构能够对应零件位置的微小变化而变化,从而可防止在加工中零件的变形。当夹头张开时,夹头处于中心位置,当夹紧零件时,气缸前端的凸轮离开凸轮从动轮,在弹簧1和2的伸缩作用下,可对应零件位置的变化而夹紧。另一方面,当夹紧杆对应零件位置变化时,由于弹簧1、2弹簧力的平衡作用,零件不会产生附加的变形力。但弹簧的常数必须较小。夹头夹紧力的大小由弹簧3、4的大小决定。该夹头的开合,可利用气缸前端的凸轮前后动作完成。     

气动柔性机械手手指运动学研究

气动柔性五指机械手手指由自制的两种柔性关节通过连接盘串联组成。根据关节变形规律,在手指上选取特征点,通过齐次坐标变换建立了机械手手指的运动学模型。在柔性关节静力学实验的基础上,进行了柔性手指的运动学仿真,获得了机械手手指的工作空间。仿真结果表明,该柔性机械手具有较好的灵活性和较大的工作空间,通过手指间的协同配合可以完成抓、握和夹等动作。     

变载荷作用下柔顺关节变宽度片弹簧的变形分析

提出一种以变宽度片弹簧为骨架的气动柔顺关节,可构成柔性自适应机械手。片弹簧的变形等效于弹性悬臂梁自由端受特殊变载荷作用的大扰度变形。采用分段非线性变系数并带有未知参数的微分方程建立静态模型,借助MATLAB中的BVP4C函数得到不同压力下片弹簧任意位置的变形倾角、变形位移的数值解,变载荷明确后利用ANSYS建模仿真,验证结果的正确性。与等宽度片弹簧对比后说明,变宽度片弹簧骨架关节具有柔性好、节省能源的优点。     

适应零件位置变化的夹头

图示的夹头能够对应零件位置的微小变化而变化,从而可防止零件在加工中的变形。该夹头的开合,可利用气缸前端的凸轮完成前后动作。当夹头张开时,夹头处中心位置,需夹紧零件时,气缸前端的凸轮离开凸轮从动轮,由于弹簧1、2的伸缩作用,从而可对应零件位置的变化而夹紧。另一方面,当夹紧杆对应零件位置变化时,由于弹簧1、2弹簧力相互平衡,因此零件不会产生外加的变形力,但此时弹簧的定数必须小。     

基于ABAQUS柔性梁轮胎模型的研究

提出了一种基于ABAQUS的柔性梁轮胎建模方法,在基础的柔性环模型上优化了弹簧数量。将Singlemodle分析软件用于轮胎模态试验中的模态参数处理,得到轮胎受载状态下的固有频率。根据轮胎模型受载下的理论推导,可以推断出模型中切向和径向弹簧的刚度系数。在橡胶超弹性、黏弹性及径向和切向弹簧系数的属性下采用B21线性柔性梁单元对有限元模型进行线性摄动,提取模态分析中的振型与固有频率。与轮胎模态试验的结果对比,证明了该轮胎模型的可靠与准确性,对轮胎有限元分析提供了一定价值。     

参数化动画与运动仿真相结合在UG教学中的应用

在UG教学中，对机构进行运动仿真时，通常只能对刚性零件实现相对运动，对弹簧等柔性零件难以实现动画仿真。而在各种机构中往往存在一些柔性零件，文章以液压系统中的单作用气缸为例，用参数化动画与运动仿真相结合的方法，实现弹簧等柔性零件在机构仿真中的动画过程。     

夹片机床自动上下料机的设计与应用

夹片机床自动上下料机,包括支架、下料管、推料气缸、运料气缸、给料板、给料气缸、下料拔叉和下料气缸,下料管为两端开口中空的管道结构,推料气缸设置于支架的支撑板上,下料管通过支撑杆设置于支撑板的上方,且该下料管的下端口与支撑板之间的间距形成出料口,推料气缸位于该出料口一侧,给料板位于该出料口另一侧,运料气缸设置于支架的支撑板上,该运料气缸与给料板连接,给料气缸设置于给料板上,下料气缸设置于支撑板上,下料拔叉与下料气缸连接,下料拔叉一端设有U形槽,该U形槽位于车床主轴处,车床主轴位于支撑板下方,本设计实现了夹片某道车削工序自动上下料。     

柔性关节板弹簧骨架大挠度变形的数值计算方法

对板弹簧为柔性骨架关节的弯曲角度、位移等与弹性波纹管内腔气体压力之间的静态模型进行研究。由此得出悬臂梁在受一大小变化的力偶和一大小、方向不断变化的切向力的共同作用下,悬臂梁大挠度变形的数学模型。通过MATLAB常微分方程法求得模型的数值解。     

恒力弹簧的探讨与研究

恒力弹簧是一种圆截面柱状螺旋弹簧，工作力基本不变。该弹簧寿命长，工作性能可靠，互换性好，在许多行业已广泛应用。一、工作原理与工作力计算图1所示的恒力弹簧，在自由状态呈密统图形，其外端固定（铆接）在一工作端上。向右拉开弹簧圈工作时，在C部产生一个与拉开方向相反的工作力，A部分起支持作用，处于张力状态。B部分为自由状态向张力状态过渡的变形区，产生连续压力。由图2可知，因密绕圈的原始由率基本相同，变形所产生的恢复力，即弹簧压力亦基本保持恒定。在计算B部分变形时的恢复力时，若将它视为简支梁或直接利用发条力矩…