大工作空间5R平面并联机构的正逆互解验证实验研究

针对平面两自由度并联机构工作空间小的不足,提出一种变驱动布局大工作空间5R机构。在运动学分析基础上,利用Solid Works软件建立并联机构的三维运动学仿真分析模型,在Motion分析环境中改变原动件的运动参数,求解出并联机构的运动轨迹及其可达工作空间,完成其正解分析;另外,搭建并联机构的运动学实验平台,在Solid Works软件中画出给定轨迹,利用Solid Works软件逆解得出两伺服电机各时刻的转速,结合运动控制函数,编写上位机运行程序,通过PCI-DMC-F01运动控制卡对伺服电机进行控制,使末端执行器按照预期轨迹运动。实验轨迹、工作空间与正逆解结果一致,实验表明5R机构正逆互解的正确性和可行性,并在此基础上给出了大工作空间并联机构的应用实例。研究工作对拓展5R并联机构的工程应用具有参考价值。     

起重机金属结构三维变型设计研究与应用

结合起重机金属结构的设计特点,采用柔性模块、产品控制结构草图的变型设计方法,实现了产品特征级、零件级、部件级、产品级的三维参数化变型设计;基于拓扑约束、尺寸约束、工程约束研究了工程图自动调整技术,使三维参数化模型驱动后与之相关联工程视图信息自动更新。以桥式起重机金属结构为实施对象,开发了工程化的计算机辅助设计系统,快速生成的图纸能满足企业生产实际要求。     

环盘轴对称振动频率的三维振动里兹法求解

针对齿轮超声剃珩加工振动系统设计,基于三维弹性动力学方程,利用能量变分原理,提出径向变厚度圆环盘自由振动固有频率和振型的里兹数值求解方法;计算了不同孔径比、厚径比、材料泊松系数、径向线性厚度变化系数的轴对称圆环盘节圆型横向弯曲与径向自由振动的无量纲固有圆频率系数,并绘制了相应的表格曲线,得出了振动频率系数的变化规律。设计加工了不同厚径比钢、铝、铜合金材料的线性变厚度环盘,并利用锤击激励法做了模态实验。通过对圆环盘的Mindlin理论、三维振动里兹数值法、有限单元法、实验模态法的求解结果进行对比分析,分析表明:三维振动里兹数值法求解结果准确,可以作为其他数值求解方法的验证标准;为齿轮动态分析建模或其他非均匀截面圆盘和环盘的振动特性分析提供了一种新的求解分析方法,对齿轮超声振动系统设计具有理论指导和工程应用意义。     

基于模板定制的零件工艺变型设计研究

针对传统CAPP系统对企业已有产品工艺知识重用较弱的现状,从产品工艺资源重用的角度出发,以回转类零件为例,在分析其结构特征和总结工艺特点的基础上,提出基于模板定制的方法,分别采用典型参数化工艺模板和典型实例工艺模板进行新零件工艺设计,即在工艺模板与零件之间建立参数关系,实现参数化驱动零件加工工艺。并充分利用企业中已有的成熟工艺设计方案、工艺流程以及工艺资源,以尽可能小的修改代价、尽快的速度变型出所需要的设计工艺。最后给出了实例。     

可控连杆手指式纸箱封箱机的设计

目的为电商快递行业提供一种封装多样化、自动化的纸箱封装机,降低从业人员的劳动强度,提高纸箱封装效率。方法封箱机主要由底座支撑装置、纸箱对正调整装置、可控连杆手指封装装置、纸箱旋转装置、胶带封装装置及控制系统组成。设计双向丝杠滑台实现不同规格尺寸纸箱的对中、找正。通过控制可控连杆手指封装装置的原动件运动参数,实现不同规格尺寸纸箱的摇盖折合、封装。胶带封装装置由直动式电磁铁、微型真空泵、吸盘等零件组成,与纸箱旋转装置协调配合,共同实现纸箱的十字封装和胶带的自动切断。结果样机有效工作空间为550 mm×450 mm×300 mm,能够对外形尺寸在(140~550)mm×(140~450)mm×(180~300)mm的纸箱进行封装工作,每个纸箱封装时间为60 s。结论该纸箱封箱机可完成不同型号纸箱的包装、胶带的十字封装工作,实现了封装多样化与自动化;具有占地空间小、功能柔性可控、造价低的特点,可提高电商快递从业人员的工作效率。     

基于人工蜂群算法的起重机主梁拓扑优化

通过对人工蜂群算法的分析研究,利用其摇摆指数更新和适应度更新能加快收敛速度并获得一个相对稳定的结构拓扑优化最优值的优点,将人工蜂群算法引入到起重机主梁的结构拓扑优化,验证了其有效性和适用性。实验结果表明,优化后的起重机主梁符合其各种性能要求,能满足工程需求,降低了生产成本,对起重机的结构设计具有重要意义。     

毛坯模型的自动形成技术研究

以铸造毛坯为研究对象,进行了毛坯模型的自动形成技术的研究。首先建立零件的三维特征模型,再提取相关工艺信息,从面加工特征和体加工特征两方面进行加工特征的识别,然后根据相关铸造毛坯知识模型补偿,最终形成毛坯模型。     

大负载纵弯谐振变幅器谐振特性的研究与试验

大负载功率超声纵弯谐振变幅器在旋转超声加工、超声清洗、金属疲劳检测等领域应用广泛,针对大负载工具的应用现状,对阶梯环盘负载与变幅杆组成的功率超声纵弯谐振变幅器进行了设计研究。基于Mindlin中厚板理论,建立了纵弯谐振变幅器的振动模型,推导了频率方程与变幅器振型解析表达式,设计了不同材料大负载功率超声纵弯谐振变幅器。通过阻抗分析试验和超声谐振试验对所设计的变幅器进行了谐振特性研究。对比试验结果证明:大负载功率超声纵弯谐振变幅器的谐振频率与设计频率相比最大误差为4.95%,理论计算与谐振试验得到的三环盘振幅曲线的整体形态一致,零振幅位置最大偏差为6.51%,变幅器作纵弯谐振,为超声谐振系统的设计与应用提供了技术参考。     

基于实例推理的机械产品快速设计平台

针对机械产品设计强经验、弱理论的特点,提出了一种以实例推理为主,结合知识库辅助设计的快速设计方法,论述了基于实例推理技术的机械产品快速设计方法的内涵与体系结构,重点研究了基于实例推理的实例库构建,知识库构建,工程图调整技术.采用基于实例的快速设计方法,利用三维CAD平台构建了门式起重机快速设计系统,实现了门式起重机产品的快速设计.     

参数化变型设计中工程图调整技术优化研究

针对工程图调整技术所存在的方法不完善,耗时长,过程繁杂等不足,对其进行了优化。分析了常用视图比例调整方法的优缺点,完善了其调整过程。研究了模型边线的伸缩规律,提出了尺寸直角的概念,并通过绘制基于尺寸直角的装配布局草图,简化了视图位置调整过程。提出了标注约束元的概念,论述了其对尺寸、注释位置变化的影响,并通过采用基于标注约束元的标注方法,简化了尺寸、注释调整过程。