交叉簧片柔性铰链设计

针对某光学仪器对光学元件柔性支撑的要求,提出了一种新型交叉簧片型柔性铰链,利用卡氏第二定理研究了设计方法。首先,利用卡氏第二定理推导交叉簧片型柔性铰链的柔度计算公式,确定铰链的轴向刚度与转动刚度,分析了直梁长度、直梁高度和空心圆柱壁厚对其刚度的影响;然后,进行了实例设计,并利用有限元软件进行了分析;最后,搭建光学测试平台,对实例进行了转动角度和转动刚度的测量。结果表明：解析解、仿真解和实验测量数据一致性较好,最大相对误差为8.7%。使用卡氏第二定理作为设计工具,设计者可根据交叉簧片柔性铰链的刚度与结构应力等要求确定几何参数,而且交叉簧片柔性铰链的设计为其他铰链的结构形式提供了新的思路。     

三棱柱阻流体无阀压电泵流量特性试验

为了提高无阀压电泵的输出流量,分析泵中无移动部件(三棱柱组)参数对泵输出流量的影响规律,改进设计了5组三棱柱阻流体无阀压电泵,并分别对其进行了流量试验。首先,分析了该压电泵的结构和工作原理;其次,建立了压电泵的流量计算公式,得到了泵输出流量与三棱柱组主要参数的关系表达式,利用MATLAB软件绘制了三棱柱正反向流阻比、三棱柱个数与泵输出流量的关系曲线;最后,利用3D打印技术实际制作了5组三棱柱阻流体无阀压电泵,并对其进行了流量试验。试验结果表明:在驱动电压和驱动频率不变的条件下,三棱柱组参数对泵的输出流量有较大的影响,其中,泵输出流量随三棱柱个数、高度的增加而增大,随三棱柱与泵腔壁的间隙及三棱柱顶角的增大而减小;另外,泵的输出流量随相邻三棱柱间距的增大而增大,当间距增加到一定值后,泵的输出流量不再继续增大,反而会减小,其值接近于某一定值。     

基于柔性铰链微位移放大机构的设计和分析

针对三级电反馈射流管电液伺服阀第三级滑阀阀芯行程较小,位移传感器较难检测的问题,提出了应用于三级电反馈射流管电液伺服阀的柔性铰链微位移放大器,利用解析法和有限元法对柔性铰链微位移放大机构进行了静力学和动力学分析,计算出了放大机构的放大倍数和输入刚度;输出位移和负载成线性关系,负载越大位移损失越大;应力分析表明此放大机构的最大应力远小于材料的最大许用应力;并通过有限元对固有频率和振型的计算,得出系统动力学参数。     

S形折叠式柔性铰链结构设计

为了减小柔性铰链的转动刚度,依据串并联关系,设计了S形折叠式柔性铰链。使用伪刚体法和能量法,建立了S形柔性铰链的刚度模型。利用ANSYS建立了该柔性铰链的有限元模型,对铰链进行了刚度和应力分析,并将其与理论值进行了比较,得到刚度误差约为3%,验证了刚度模型的准确性。当转角达到最大值±35°时,安全系数为4,符合设计要求。     

混合型柔性铰链构型设计与柔度建模

通过将对称型柔性铰链进行分段和命名,提出一种基于柔性铰链基段和镜像段串联组合的混合型柔性铰链构型设计方法。基于卡式第二定理,将基段柔度建模转化成与其槽口形状函数有关的定积分问题。推导得到镜像段与其基段间的柔度映射和多段基段的柔度矩阵,进而构建出形式统一的两段混合型柔性铰链通用柔度和精度模型。选取圆锥曲线、矩形梁和棱台型基段类型,基于组合设计共获得96种新型混合型柔性铰链。结合具体算例和借助有限元验证理论模型的正确性,并对所设计和现有的柔性铰链构型性能统一进行评价分析。研究工作可为柔性铰链构型优选和特性评价提供理论指导。     

采用概率法进行柔性铰链的设计和分析

采用概率法对柔性铰链进行了设计 ,从柔性铰链转角刚度、转动中心偏移、最大应力 3个方面 ,分析了设计中值得注意的问题 ,着重讨论了蒙特卡诺模拟法在柔性铰链设计中的应用 ,建立了参数化模型 ,利用有限元仿真对柔性铰链的主要参数进行设计 ,通过与常规确定性设计结果比较 ,表明采用概率法设计柔性铰链更符合实际情况。     

自动闭门组合铰链设计

针对目前主流的闭门器存在的问题,提出一种集门停、自动闭门、缓冲调速等功能为一体的自动闭门组合铰链。在设计自动闭门组合铰链基本结构的基础上,分析了它的工作原理,建立了自动闭门组合铰链与门组成的系统的物理模型和运动微分方程。为了使组合铰链运转平稳和速度可调,采用张力与速度调节机构分离的设计方法。这种方法使阻尼分支具有较大的空间容纳单向阀阀芯,增加单向阀的行程,进而提高速度调节的灵敏度,还能减少因弹簧储能和摩擦产生的热传递,降低液压阻尼机构的温度变化,提高自动闭门铰链的稳定性。文章对新型高性能闭门器的研究具有一定实用意义。     

基于三棱柱动网格的涡旋压缩机三维流场模拟

为研究涡旋压缩机内部流场的规律分布,在理论分析的基础上,建立了内部流场的三维模型。对非结构化网格划分的三种方法(四面体网格、六面体网格、三棱柱网格)分别进行了模拟试验,并通过试验结果对比发现,三棱柱网格划分方法在涡旋压缩机三维流场模拟中更为适用。在此基础上,运用动网格技术和RNG k—ε模型对流场进行三维数值模拟,模拟结果形象的展示了涡旋压缩机随时间周期变化的压力、温度、流速的分布规律,为涡旋压缩机的优化设计和应用提供参考。     

激光测微头的设计研究

以CCD获取测量信号为基础的激光三角法测量技术被广泛运用于物体的非接触式测量。以激光三角测量的原理为基础并以点激光为例,详细分析了实用光学系统测头设计中各个参数对系统测量精度和测量范围的影响,提出了一组实用参数,并在此基础上完成了一个高精度激光测微头的设计。     

双晶单色器微调机构柔性铰链的设计

阐述了双晶单色器微调机构的基本原理,对其关键零件柔性铰链的设计作了详细介绍,利用计算机进行优化计算,应用有限元法对柔性铰链作了应力与变形分析。结果表明,有限元分析的计算值与实验测量值接近,说明采用柔性铰链的微调机构能满足精度要求。     

伸缩可控的杆状空间伸展机构研究

现存的大部分空间杆状伸展机构采用杆套杆式结构,其直径逐级递减,使得杆伸出长度受到限制,成形后的结构刚度不足,伸展收缩不可控,为此文中提出了一种伸缩可控的杆状空间伸展机构.该系统伸出杆采用螺旋管柱结构,杆伸展、收缩可控,杆的直径和刚度在伸展、收缩过程中不变.能带比较大的负载.控制伸出杆成形的机械系统结构简单、紧凑.以DSP TM320LF2407A为核心的BLDC数字控制系统实时性好,定位精度高.可用于低轨道卫星的重力梯度定位、展开天线及伸出臂,也可作为其它伸展机构的驱动臂来使用.     

两级对称式柔性铰链位移放大机构的设计与分析

介绍一种新型柔性铰链位移放大机构;对该机构进行了应力分析和位移损失分析,建立了位移放大数学模型,并用有限元分析软件进行了试验验证;计算出位移放大机构所允许的最大输入位移,指出对称式位移放大机构存在着较大的内部约束反力,指出其位移损失与外部负载呈线性关系。     

牙板三角齿形拉刀的设计与计算

本文介绍了一种加工管钳牙板上三角齿用拉刀的设计和计算方法。经生产验证,采用新设计的牙板三角齿拉刀后,其工效可成百倍地提高,且牙板的质量和互换性得到严格保证。     

棱体成形车刀廓形的简化设计与制造

通过建立成形车刀廓形设计的数学模型,探讨了棱体成形车刀廓形简化设计与制造的新方法,比起传统的方法有很大改进,对工厂技术人员有重要参考价值。     

基于不完整铰链结构的圆锥孔口直径检测量具设计与分析

由于圆锥孔口有毛刺或倒角导致其孔口直径(尤其是大端直径)不易测量,所设计的一种基于不完整铰链结构的圆锥孔口直径检测量具,可有效地解决定性测量无法获得具体误差值的问题,又避免了原有方法进行定量检测时需利用测得的数据计算,操作比较麻烦,不适于生产现场使用等缺陷。该量具不依靠尺脚测量面与孔口的点接触来进行测量,而是通过采用不完整铰链结构使量具定位面和测量卡脚刀口分别与工件上圆锥孔端面和圆锥孔内表面接触,将原来卡脚刀口与孔口的接触点转化成空间交点(虚交点)来测定,避开了圆锥孔口毛刺或倒角的影响,可在机上直接测量,数显直读,操作方便,且结构简单,有一定的通用性,可有效地解决生产现场定量检测圆锥孔口尺寸的问题,并可间接测量圆锥孔的锥度。     

多环柔性铰链平行机构的综合分析及解耦

当微定位台的结构是多环、多自由度时,由于空间的限制,通常其运动方程是耦合的,需对它进行综合分析和解耦。本文用螺旋理论对多自由度柔性铰链的运动和动力学解耦问题进行研究和探讨,并以一实例说明了其解耦设计方法。这对准确实现指定动作、正确设定驱动点的位置、合理确定机构的结构形式,最大限度地减小各自由度间的动态干涉有很重要的意义。     

具有倒角的三角花键滚刀的设计

具有倒角的三角花键滚刀的设计一直采用近似的方法。本文介绍滚刀倒角角度和倒角起始点的精确设计与计算方法。     

同步式电动升降桅杆结构设计

介绍了同步式电动升降桅杆的工作原理、结构特性和设计参数确定,并结合实际对桅杆的抗风计算提出了2种方法。重点说明了同步式电动升降桅杆提高其可靠性和安全性的方法。     

卫星太阳阵展开锁紧过程冲击振动

为了研究铰链副对卫星太阳阵展开过程接触碰撞的扰动影响,针对其链式拓扑结构漂浮基无根树特点,描述其运动学关系,并利用Largrange和Newton方法推导太阳阵系统递推动力学模型,克服了非线性多自由度系统获得解析解的困难;进一步通过动量守恒,并采用非线性弹簧阻尼及摩擦的接触碰撞约束力,构建太阳阵展开过程的广义动力学模型。通过太阳阵展开过程的接触碰撞数值仿真,研究铰链副接触碰撞对卫星太阳阵多体系统的影响,结果较好地预测了太阳阵展开历程及卫星姿态的动态行为,结论对卫星太阳阵展开过程分析与控制具有重要的理论价值及工程实际意义。     

两级全自由叉车门架液压回路匹配设计

本文介绍了叉车两级全自由门架液压回路的设计方法,使回路组成中的各起升液压缸及管路的匹配满足叉车工作要求,并使工作液压系统具有性能稳定,结构紧凑,成本优越等特点。