机电集成超环面传动随惯量波动的稳定性分析

机电集成超环面传动系统是一种集机、电、控制于一体的新型广义复合传动机构,传动过程中转子转动惯量的非线性波动将严重影响系统的动力学行为.超环面传动系统中,空间均匀布置的多个行星轮由于存在制造和安装误差,造成其回转中心的周期性波动,引起转子转动惯量的变化.针对转子惯量的周期性波动,首先用泰勒级数展开及变量替换将系统运动微分方程化为典型的马蒂厄方程的形式.然后利用林滋泰德-庞加莱摄动法,计算出了特定参数激励频率下系统的稳定性曲线,给出了系统稳定图,并讨论了系统的稳定性.其次分析了转子惯量波动的激励频率及振幅对系统稳定性的影响.最后以算例说明了本文中理论的实际应用.     

机电集成超环面传动的驱动原理

机电集成超环面传动是一种新型传动机构.阐述了机电集成超环面传动的集成原理,根据坐标变换原理,推导了蜗杆齿槽的空间曲线,给出了蜗杆与行星轮正确啮合所满足的关系.介绍了环面蜗杆的加工轨迹和绕线方式,并对蜗杆旋转螺旋磁场的产生及控制进行了简要说明.研究结果对于该系统的研究与制造,具有一定的参考价值.     

机电集成超环面传动集成原理和磁力分析

机电集成超环面传动是一新型传动机构,给出了该传动系统的机构组成原理、机电集成原理、完成了传动系统的受力及磁路分析,介绍了该传动的优点及应用前景。     

超环面机电传动的结构参数及电磁啮合分析

介绍了超环面机电传动的结构及其驱动原理和特点。通过分析该传动的传动关系,得到了环面外定子齿数与蜗杆内定子磁极对数的关系,讨论了不同极对数和传动比下行星轮的安装个数,完成了该传动的初步设计。通过对内外定子与行星轮的电磁啮合进行分析,得到了主要结构参数对它的影响规律。研究结果为该传动的加工制造和进一步研究该传动的性能提供了理论依据。     

机电集成超环面传动蜗杆内部磁场计算

以啮合理论和电磁学理论为基础,通过空间坐标变换原理,建立了机电集成超环面传动蜗杆齿槽方程,运用电磁场理论推导出了机电集成超环面传动蜗杆磁场空间分布的计算公式,利用该公式对蜗杆内部磁场的分布进行了分析、计算,总结了磁场分布的影响因素,得到了蜗杆磁场的空间分布规律。该项研究为进一步研究计算蜗杆的涡流损失提供了理论基础。     

机电集成超环面传动蜗杆外部磁场的计算

以机电集成超环面传动理论为基础,利用电磁学理论对机电集成超环面传动蜗杆外部磁场进行了分析和计算,给出了该传动蜗杆的电枢方程。在此基础上,完成了机电集成超环面传动蜗杆外部磁场计算公式的推导,得到了机电集成超环面传动蜗杆外部磁场的分布规律。实验结果证实了理论分析的正确性。本项研究为该种传动的设计提供了理论基础。     

机电集成超环面传动二自由度控制器的设计

针对提出的新型机电集成超环面传动,建立了机电耦合动力学模型,推导了速度传递函数。设计了两组独立参数的二自由度(TDF)控制器,得到理想的响应特性,消除了系统稳态误差。分析了该传动特有的输出扰动规律,为消除扰动对控制系统的不利影响,求得了补偿电压。研究结果证明了控制器和补偿电压的有效性,对该种新型传动的实际应用具有指导意义。     

机电集成超环面传动啮合参数激励下的稳定性分析

针对机电集成超环面传动系统在传动过程中因啮合齿数变化产生的系统内部激励,给出了系统行星轮与蜗杆、定子间刚度随时间变化的刚度函数。将系统位移分为静位移和动位移,用分段函数及小参数表示系统刚度矩阵,导出了系统正则化微分方程。利用通解的连续性及正规解条件,讨论了系统在啮合参数激励下的稳定性,并用算例进行了证明和分析。     

超环面机电传动蜗杆内定子磁场计算与仿真分析

对三相十二槽蜗杆内定子、8磁齿行星轮的超环面机电传动实验样机的蜗杆内定子磁场进行了解析计算与有限元仿真分析,得到了蜗杆内定子磁场的分布规律。根据毕奥-萨伐尔定律和传动结构参数关系,完成了蜗杆内定子磁场的解析计算。采用有限元软件对蜗杆内定子磁场进行了仿真分析,仿真结果证明了解析计算的正确性。结果表明,蜗杆内定子磁场呈现出明显的四极特性,磁场旋转角度值与齿槽扭转角度值相同,且气隙有效控制范围为2 mm。     

超环面机电传动外定子空间磁场解析计算与仿真分析

介绍了超环面机电传动的结构及其驱动原理。以等效磁荷法为基础,对超环面机电传动外定子永磁梁的空间磁场分布进行了解析计算。通过空间坐标变换原理推导出超环面机电传动系统中外定子产生的空间磁场的计算公式,对行星轮与外定子之间的气隙磁场进行了解析计算,得到了分布规律。采用有限元软件对外定子磁场进行了仿真分析,仿真结果证明了解析计算的正确性。该研究为进一步探究超环面机电传动输出力矩提供了理论依据。     

机电集成超环面传动系统非线性机电耦合动力学

正项目负责人:许立忠(E-mail:xlz@ysu.edu.cn)依托单位:燕山大学项目批准号:510753501.项目简介机电集成超环面传动集超环面行星传动技术、驱动技术和控制技术于一体,是一种新概念的机电集成广义复合传动。该传动结构紧凑,输出转速和转矩可控、可以使现有机电系统的结构组成大为简化。除航空、航天和车辆等要求结构紧凑的领     

新型超环面传动定子的铣削加工

针对一种新型超环面传动结构提出了其定子齿面的加工方法，通过对卧 式铣床的调整实现了新型传动中定子的铣削加工；并对加工中涉及的机床调整和挂轮计算、铣刀设计以及需要注意的干涉问题进行了阐述，给出了加工实例。     

基于计算机代数系统的超环面传动齿面分析

借助计算机代数系统Mathematica对超环面传动进行了齿面分析,证明了应用两种不同方法推导出来的齿面方程结果是一致的。文中给出了相应的方程和图片。     

永磁超环面电机结构参数对齿槽转矩的影响分析

为了分析永磁超环面电机结构参数对齿槽转矩的影响,在分析该电机齿槽转矩产生机理的基础上,针对该电机空间螺旋变截面的结构特点,将齿槽转矩的产生分为自转和公转两个分量进行分析;运用磁共能法推导了该电机齿槽转矩与输出转矩的数学表达式,并采用有限元仿真验证了数学模型的有效可行性;分析了该电机重要结构参数对齿槽转矩削弱的同时对输出...     

机电集成超环面电磁蜗杆的数控加工工艺分析

机电集成超环面电磁蜗杆的加工过程比较复杂,在工艺分析中应该考虑到工件与刀具空间物理关系、机床、刀具、切削液的选择以及硅钢片组合以后加工受力的问题,这些问题对电磁蜗杆都起着非常重要的作用。     

超环面传动工艺改进方案的实验研究

针对超环面传动的一种工艺改进方案 ,进行了相应的结构设计和实验研究 ,并通过对实验结果的分析 ,指出了有关制造和工艺问题对新型结构造成的影响。实验结果表明了改进方案传动的可行性     

电磁谐波活齿传动转矩特性分析

提出一种新型的机电集成传动系统,分析了该传动系统的工作原理,基于弹性小变形及变形协调假设,对活齿进行了受力分析,给出了理论状态下啮合力分析的模型和算法,结合啮合力计算示例获得了该种传动装置的啮合力分布特点,推导了传动系统的输出力矩,研究了输出力矩随传动比、线圈匝数、活齿半径、气隙系数、定子槽数等多种参数的变化规律。根据分析结果,对该种传动机构的参数进行了合理的优化。     

双模式机电复合传动特性

介绍了一种双模式机电复合传动系统的结构及其工作模式,分析了系统的转速关系特性,指出了系统可以通过调节电机转速来优化发动机的工作点。研究了系统的转矩和功率特性,指出了系统的输出转矩是电机转矩和一部分输入转矩比例变换后叠加而成。研究了系统电力相对分流功率,其与行星排参数和双模式传动比有关。第一模式下电力分流功率大小是影响系统性能的重要因素,通过参数匹配设计,可减小电机在第一模式下的功率需求。而电机功率的选择需参考电力相对分流功率在两个模式内的极值情况。     

机电集成超环面传动系统强非线性振动研究

考虑机电集成超环面传动系统中行星轮与蜗杆、定子间电磁啮合非线性,建立了系统带平方项的强非线性振动微分方程组;采用多尺度法求出了系统非线性振动时域响应的二次近似解析解,作出了系统自由振动时域响应近似解析解与数值解对比曲线;研究了系统外加激励频率接近派生系统固有频率及其2倍、1/2倍时系统的主共振、亚谐波和超谐波共振响应。研究结果表明:多尺度法所得系统近似解析解具有较高的精确度;系统存在较多的共振频域区间,传动系统工作中外加激励应当尽量避免这些频率范围。     

机电集成超环面传动系统三重内共振

机电集成超环面传动系统是集机、电、控制于一体的新型广义复合机电耦合系统。针对派生系统多阶固有频率之间接近倍数关系时系统存在内共振现象的问题,建立了包含多重内共振的非线性振动微分方程组。采用多尺度法得到了系统自由振动时域响应曲线,研究了外加激励频率接近派生系统固有频率时的系统振动特性。研究结果表明:内共振的存在使得能量在各模态间相互传递,与不存在内共振的系统相比,各零部件的振幅瞬态衰减速度减缓;当外加激励频率接近派生系统固有频率时,系统各零部件的振动幅值较大,且存在振动中心的偏移。内共振使得系统非线性行为更加复杂,存在更多的共振区域,在系统参数设计时应避免存在内共振。