滚珠型弧面凸轮分度机构的运动分析和仿真

滚珠型弧面凸轮分度机构中滚珠的运动影响到机构的润滑、失效形式和传动效率。滚珠中心、滚珠与凸轮滚道接触点及滚珠与分度盘球窝接触点相对于凸轮旋转轴线运动轨迹为螺旋曲线,计算表明3条曲线的螺旋升角大小不同。利用螺旋传动理论,分析滚珠的运动形式,计算滚珠的侧滑速度。应用RecurDyn软件对机构进行运动学仿真,验证了滚珠侧滑和锲紧的存在及负载转动惯量对分度盘运动规律的影响。     

提供三种运动的传动机构

美国THK公司制造的滚珠丝杠和滚珠花键结合在一起的新型传动机构,使输出轴可分别获得线性运动、回转运动和螺旋运动。图1是该传动机构的结构示意图。在输出轴上铣有螺旋槽和花键槽,滚珠花键螺母和滚珠丝杠螺母就安装在轴上,输出轴的运动方式决定于哪一个螺母回     

3SPS+1PS四自由度并联仿生平台运动学分析

针对3SPS+1PS对称型并联仿生平台,利用螺旋理论对其进行自由度分析得出该机构具有三转一平4个自由度,当平动自由度固定时可用于模拟人体髋关节的三维运动。基于四元数法建立了机构位姿运动方程。以四元数描述机构运动特性,避免了欧拉角描述刚体位姿存在的奇异问题。将髋关节运动曲线作为机构输出运动,基于逆运动学模型仿真出各驱动支链位移变化曲线为平滑曲线,说明该机构在模拟髋关节运动时其驱动支链易于控制。     

电动潜油旋转式柱塞泵抽油系统设计与性能仿真

设计了一种新型电动潜油旋转式柱塞泵抽油系统。该系统主要由潜油电动机、减速器、螺旋凸轮换向机构与柱塞泵等部件组成,其特点是潜油电动机单向旋转,并带动减速器、螺旋凸轮轴单向旋转,螺旋凸轮轴带动滑块、柱塞上下往复运动,从而达到抽油的目的。建立了该抽油系统柱塞运动规律、柱塞液体载荷、减速器输出轴扭矩与电动机输入功率的仿真模型;建立了换向机构尺寸优化设计模型。仿真结果表明,该抽油系统具有良好的运动与动力性能,具有明显的节电效果。     

滚珠螺旋机构

螺旋机构具有结构简单、傅动比大、可以自锁等许多优点,因此在机械制池中,通常用它来将旋转运动转换成直线运动或作相反的转换。但是,普通螺旋机构中的摩擦是滑动摩擦,所以摩擦损失较大、磨损较快和效率较低。三十年代,尼柯诺夫曾经造出利用滚动摩擦代替滑动摩擦的螺旋机构(前者在下文称为滚珠螺旋机构,后者称为普通螺旋机构)。随着理论研究和制造技术水平的不断提高,这种机构目     

滚珠螺旋液压摆动马达的伺服优化设计

提出一种具有受力特性好、传动平稳、效率高、单位重量输出力矩大等特点的滚珠螺旋液压摆动马达,建立了系统伺服动态优化设计的数学模型及分析方法,分析了滚珠螺旋液压摆动马达系统的优化参数与系统耗能、效率、频宽之间的关系,为优化设计提供了理论依据,基于该设计理论设计的滚珠螺旋液压摆动马达具有好的相对稳定性、动态性以及快速响应等控制性能。     

基于动力学性能的粉柱成型高速凸轮运动规律设计

粉柱成型凸轮机构在高速运转时，会引起从动件较大的弹性变形，机构会出现严重振动，从动件输出端运动将偏离预期运动，产生无法忽视的动态误差。此时采用传统方法所设计的凸轮机构运动规律无法完全满足工作需求，为此本文提出一种基于动力学性能的高速凸轮运动规律设计方法。首先建立凸轮传动系统的动力学模型，对其进行动力学分析。然后根据所得凸轮系统动力学特性建立动力学性能评价指标，再将样条曲线作为过渡曲线，建立优化目标函数，并通过遗传算法实现目标函数的求解。在以动力学指标为主的同时，本文还综合考虑了其它运动学指标，保证了高速凸轮机构从动件输出端的运动和动力稳定性，为高速凸轮机构运动规律的设计提供了一个实用的基于动力学性能的设计方法。     

摆动支点可变的平底从动件凸轮连杆机构的综合

研究了在烟草机械清洗设备中使用的一种摆动支点可变的平底从动件凸轮连杆组合机构.该机构将摆动从动件的枢轴安装在轨迹方向可调的滑块上,从动件进行复杂的平面运动,其输出角度的运动范围可根据输出要求进行调整.为了综合该机构,首先,建立了相关模型;然后,采用反转法和包络理论,推导了凸轮轮廓坐标求解模型;最后,选择相应的从动件运动规律,计算相应的凸轮轮廓坐标,通过插值得到整个凸轮轮廓曲线.利用该过程设计了实例机构的运动凸轮,并通过运动仿真进行了验证.研究工作解决了实际装备的设计问题,也丰富了凸轮-连杆机构的设计理论.     

4-RRUR并联机构及其运动学分析

研究一种4-RRUR并联机构,这种机构速度快,刚度大。利用螺旋理论建立各分支的运动螺旋系,在此基础上计算出该机构的自由度数为4,并对驱动输入做出选择。从支链入手,应用矢量的矩阵表示方法,根据虚设机构的思想,建立4-RRUR并联机构各运动副的螺旋与机构输入、输出之间的关系。进而取各分支中只与主运动副有关的方程,建立广义速度、加速度的输入和输出的映射关系,并分别以广义坐标的1阶、2阶影响系数的形式表示,速度和加速度分析以显式表达出来。     

大流量数字阀伺服螺旋机构的仿真研究

大流量数字阀的前置级采用伺服螺旋机构,它将阀芯的旋转运动转换为轴向运动,实现伺服阀液压功率放大.通过建立伺服螺旋机构 数学模型,着重研究不同结构参数下其对伺服阀动态性能的影响,以指导实际产品的设计工作.     

高速角接触球轴承中的冲击滑动研究

高速角接触球轴承中,球与保持架的碰撞会导致球与滚道的冲击滑动,从而引起滚道划伤和轴承早期失效。为探究球与保持架的冲击碰撞导致的瞬时滑动,以某高速角接触球轴承为研究对象,通过对联合载荷下角接触球轴承的动力学仿真,分析了变速工况及保持架结构参数对球与保持架的冲击碰撞、球与滚道的冲击滑动以及零件磨损率的影响。结果发现,加减速及恒定转速下,球与保持架的运动呈现周期性变化;由于球进入和离开径向载荷区域时公转角速度的变化,球与保持架碰撞并导致球相对内、外圈滚道发生冲击滑动;为适应球公转角速度的变化,适当增大兜孔间隙,可以减小球与保持架兜孔碰撞力的大小和频率,从而减小球与滚道的冲击滑动以及保持架的磨损率。     

基于磁悬浮效应的三维振动测量

设计了磁悬浮球系统模型,测量一定电流下磁悬浮球位移与受力得到磁悬浮球的电磁力表达式,推导了磁悬浮球运动的动力学方程.实测中磁悬浮球模型壳体与被测振动体刚性连接,通过光电传感器测出磁悬浮球与壳体的相对位移得到三维被测振动信号.通过标准振动台实测验证,小于120 Hz的最大绝对误差为±0.3 Hz,相对误差为±1.5%～±0.25%,120 Hz～5 kHz的最大绝对误差为±1Hz,相对误差为±0.83%-±0.02%.由于磁悬浮球悬浮于空中,灵敏度高,具有良好的频率响应特性,磁悬浮球运动各向同性,不存在因粘贴传感元件带来的极间耦合问题,与传统多维振动测量方法相比较该方法具有独特的优势.     

球塞泵配流轴动静压支撑规律研究

对球塞泵在稳态工作过程中配流副的油膜支撑规律进行研究。建立配流副的流场模型并通过液阻网络的方法对其静压分布进行求解,得到径向不平衡力,综合配流轴密封带上的动压支撑力,建立配流轴的动力学模型,通过数值迭代计算得到配流轴相对缸体在不同工作压力下的位置变化关系。结果表明,配流轴在稳态工况下可以被有效支撑,且具有较大的稳定裕量;稳定工作状态时的配流轴偏心率随压力的升高而升高,随转速的升高而降低,因此在低速重载时配流轴偏心率较大,容易发生磨损。     

基于球对称环型阵列传感器的扭矩测量系统

针对恶劣环境下机械转轴扭矩动态测量问题,利用交流电磁感应原理,采用球对称环型阵列器件和专门的磁电式检测器,构造一种新型的非接触扭矩测量传感器。文章设计了传感器的结构并对测量原理进行了分析,给出了测量系统框架结构。通过磁性钢球作切割磁力线运动,引起感应信号的周期性变化,实现位移信号到电信号的转换,得到了两路具有相位差的扭矩信号,对信号进行了放大、调相和整形处理,并给出了相应的方法和处理电路。     

ANALYSIS OF MECHANICS IN BALL SPINNING OF THIN-WALLED TUBE

Ball spinning is applied to manufacturing thin-walled tube with high precision and high mechanical properties. On the basis of plastic mechanics, by simplifying ball spinning of thin-walled tube as plane strain problem, slab method is used for the purpose of calculating the contact deformation pressure. The spinning force components, the torsional moment, the deformation power and the deformation work are calculated further as well. The influence of the two important process parameters such as the feed ratio and the ball diameter on the spinning force components is analyzed in order to further control the spinning force components by regulating the two process variables during the ball spinning process. The stress and strain state in deformable zone as well as mechanics boundary conditions in ball spinning are obtained. The effect of the three spinning force components on the formability of the spun part is analyzed and validated through the ball spinning experiments. The theoretical and experimental results show that the radial spinning component plays a significant role in ball spinning of thin-walled tube, and the mechanics situation in backward ball spinning contributes to enhancing the plasticity of the metal material, but that in forward ball spinning contributes to advancing the axial flow of the metal material.     

陶瓷球研磨精度的在线监控

利用光线示波器和频谱分析仪,对陶瓷球研磨加工过程中磨削力和振动信号进行了测试,从时域和频域两个角度进行分析论证。分析表明:对磨削力和振动信号的监测可以有效地监控整个研磨加工过程,控制加工精度,并能够生产出高精度的陶瓷球,满足使用需求。     

滚珠丝杠副中滚珠与返向器的碰撞研究

根据赫兹接触模型和经典碰撞理论,并考虑返向器与螺母的固连关系,建立了滚珠与返向器碰撞接触的力学模型,导出了碰撞力公式,并在考虑弹性恢复系数的基础上推导出了碰撞接触时间公式。设计专门的试验装置对碰撞接触的时间进行了测试,测试结果表明,新建立的模型比现有文献的模型更符合实际情况。在试验的基础上,利用数值模拟方法分析了碰撞角度、结构参数和材料参数等因素对碰撞力的影响。     

圆锥滚子球基面磨削力模型及实验研究

为实现圆锥滚子球基面优质高效的磨削加工,以滚子球基面磨削原理为基础,建立圆锥滚子球基面磨削力的数学模型,提出了基于静刚度和功率来验证法向和切向磨削力的方法,系统地分析了夹持圆锥滚子的导轮盘转速差、圆锥滚子自转线速度和砂轮线速度对磨削力的影响,同时基于球基面磨削力数学模型优化磨削工艺参数。研究结果表明：所提出的磨削力模型的计算值与实验结果一致;导轮盘转速差降低、圆锥滚子自转线速度降低和砂轮线速度升高都会减小磨削力;优化后的磨削工艺参数可有效降低圆锥滚子球基面半径散差,从而再次验证了球基面磨削力模型的正确性。     

球磨机磨球尺寸选择对其性能影响的数值仿真研究

采用离散元分析软件PFC3D对球磨机在不同磨球尺寸选择下的各向接触力、功率的输出等进行模拟分析。对各个涉及参数进行了优化选择,并分析模拟得到的数据结果,为更好的探索球磨机磨球机理和最佳的磨球尺寸选择提供了一定的参考依据。