考虑多源误差影响的谐波减速器传动误差建模与分析

为解决现有谐波减速器传动误差建模方法的不足,提出一种考虑装配误差、齿面误差的综合误差建模方法。该方法首先建立装配误差和齿面误差数学模型,并进行误差影响参数分析。其次,测量实验样机装配偏心量和歪斜角度,基于模型得到对应偏心误差、歪斜误差模型理论值,齿面加工误差幅值按一般加工工况大小代入模型,得到对应加工误差模型理论值;然后,分别进行500 h、1500 h、3000 h时长的磨损实验,磨损后进行齿面形貌扫描和数据分析,得到对应的齿面形貌参数,基于模型得到对应的磨损误差模型理论值。最后,综合考虑多源误差影响,设置3组同型号样机,进行传动误差实验。实验结果表明:考虑装配偏心、歪斜和齿面加工等影响因素,传动误差的实验测量值与模型理论值误差在1.7~3.3%之间;综合考虑装配偏心、歪斜、齿面加工、齿面磨损等影响因素,在磨损500 h、1500 h、3000 h后传动误差的实验测量值与模型理论值误差分别在-3.45~2.07%、-5.88~-2.94%、1.33~5.33%之间。

新工科背景下地方性院校本硕博贯通培养模式探究

国家发展战略对创新型人才提出了新的需求,新工科推进驱动着高校人才培养模式的不断革新。本硕博贯通的创新人才培养模式正是适应高层次人才培养工作新要求而提出的。分析了国内现有本硕博贯通培养的现状,阐述了目前存在的问题,针对地方性院校进一步提出了如何做好本硕博教育贯通培养,从明确培养目标、优化培养机制与课程管理、加大科研引导、关注国际视野等方面提出了改进措施。

高端数控机床的现状和发展

高端数控机床的发展水平直接决定着一国装备制造业的技术水平,进而影响国家整体工业竞争力和综合国力,因此也是衡量一个国家工业现代化的重要标志。以高端数控机床为研究对象,归纳总结了其产业特征和发展趋势,结合国内外高端数控机床产业发展现状,详细分析了我国高端数控机床在产业需求规模、高端用户场景、完整产业体系和赋能技术发展等方面的优势,阐述了在关键技术研究、技术创新体系建设、高端配套水平、产业发展生态和智能落地应用等领域的短板,并由此给出高质量实施国家重大科技计划、高质量建设机床装备创新体系、高质量提升产业基础支撑能力、高质量优化行业发展生态环境以及高质量推动智能集成示范推广的发展策略。

聚焦新质生产力发展,着力推进工业母机行业能力提升

工业母机是现代化产业体系的核心枢纽和制高点,是关系国家安全和发展大局的战略性基础产业,同时也是加速形成新质生产力的关键。现阶段我国工业母机行业面临着由大到强的转型挑战,同时也迎来了新质生产力和制造业转型升级带来的机遇。立足于高质量发展新阶段,聚焦于新质生产力内涵特征,深入分析新质生产力与工业母机产业发展的关系;在此基础上,进一步剖析在新质生产力发展背景下工业母机行业发展所面临的机遇与挑战,并提出坚持需求驱动,实现战略保障,推动产业链协同创新,以及优化工业母机产业发展生态的发展战略。为我国工业母机产业实现高质量发展提供路径参考。

考虑履刺形状的履带板土壤推力研究

考虑土壤水的质量分数和剪切速率推导履带板土壤推力.将履带板土壤推力分为作用于履带板底部的力、履刺底部的力、垂直于履刺剪切面上的力和作用于履带板两端的力,并分别进行了推导.创新性地考虑了履刺拔模角度和八字角度对履带板土壤推力的影响,最终得到新的履带板土壤推力公式.进行了实际履带板牵引试验,将试验结果与Bekker推力公式和Reece推力公式进行了对比,对新推力公式进行了验证.

数控刀架可靠性研究综述

数控刀架作为数控机床的核心功能部件之一,其可靠性水平影响了数控机床整机的可靠性和工件的加工质量。介绍了数控刀架的发展现状,概述了可靠性的发展历史,阐述了数控刀架可靠性技术的国内外研究现状。

谐波传动柔轮变形测量误差分析与补偿

波发生器安装误差是柔轮变形测量中较为常见的误差来源之一,安装误差的存在使得柔轮变形与转动角度之间的函数关系产生较大偏差。为解决波发生器中心与回转中心的安装误差问题,本文对柔轮测量误差进行分析,并提出柔轮径向变形误差补偿方法。首先,基于坐标变化原理建立了偏心误差表征数学模型,获得安装偏心量、波发生器实际结构参数;其次,基于波发生器偏心径向变形函数构建了柔轮径向变形误差修正模型,对安装偏心工况下柔轮实际径向变形函数进行修正补偿。实验结果表明:在安装误差影响下柔轮变形函数峰谷偏差达0.134 mm,与理论相差较大;通过本文方法进行修正补偿后,误差在0.012 mm左右,且柔轮径向变形结果与理论变化趋势基本一致。该方法能够有效提高柔轮径向变形测量精度,为优化谐波减速器的齿廓参数奠定实验与理论基础。

基于数字孪生的零件智能制造车间调度云平台

零件制造车间中工作要素路径的未知性、时间的不确定性,以及生产要素信息的孤立性,严重影响了车间调度的有效运行。基于数字孪生技术提出一种解决零件智能制造车间调度问题的新方法——调度云平台,构建了调度云平台的框架模型以及调度工作流程;搭建了调度云平台的全生命周期监控系统,监控产品的实时运行状态;基于全生命周期监控系统实时监控的数据,利用大数据分析技术对车间生产过程中多源动态扰动进行预测和诊断,在此基础上提前由调度云平台对动态扰动制定相应扰动策略;为阐述如何将所提模型落地,以某企业零件智能制造车间为例,对调度云平台模型进行应用验证,同时指出了基于数字孪生的零件智能制造车间未来的工作方向。

基于正交试验法的模锻模具磨损分析及优化

模具磨损是模锻成型过程中模具的主要失效形式,因此如何减小模具磨损量,进一步提高模具的使用寿命,是模锻工艺中急需优化的关键性问题。提出一种模锻成型过程中基于模具磨损的工艺参数优化方法,属于模锻工艺领域,是一种将模锻加工过程中的有限元模拟仿真试验与正交试验设计相结合的工艺参数优化方法。以热模锻工艺为例,在Archard磨损模型的基础上,推导出适用于热模锻模具磨损分析的修正模型,并且对热模锻中模具磨损过程进行基于Deform软件的有限元仿真分析。研究热模锻加工过程中模具工作表面的磨损深度与模锻工艺参数之间的关系,利用正交试验设计将不同的工艺参数进行组合分析,通过较少的仿真试验次数得到适用于热模锻的最优化工艺参数。使用极差分析法进行试验数据处理,推导出对模具磨损影响程度最大的工艺参数,为热模锻工艺中的模具磨损问题提供一种基于正交试验设计的工艺参数优化方法,得到模锻成型过程中使模具磨损量实现最小值的工艺参数最优解。

履带张紧力及其影响因素分析

针对复杂的履带张紧力问题,研究张紧力在履带环上的分布情况,建立了履带张紧力的理论估算公式。利用履带车辆的多体动力学模型,对静平衡及匀速运动工况下履带张紧力的变化情况进行理论估算和动力学仿真,验证了理论估算公式的合理性。分析履带张紧力的影响因素,并利用理论估算和动力学仿真相结合的方法探讨预张紧力、车辆行驶速度、主动轮驱动力矩3种因素对履带张紧力的影响规律,为履带车辆的设计开发提供了理论参考依据。

基于改进VMD和自适应BSA优化LS-SVM的刀具磨损状态监测方法

为提高加工过程中刀具磨损状态的识别精度,结合改进的变分模态分解算法(modified variational mode decomposition,MVMD)、自适应回溯搜索算法(adaptive backtracking search algorithm,ABSA)及最小二乘支持向量机(least squares-support vector machine,LS-SVM),提出一种刀具磨损快速识别模型.针对传统信号处理方法存在的模态混叠、噪声敏感等问题,采用瞬时频率均值法预先确定最佳分解模态数,引入降噪型变分模态分解算法进行信号分解;为提高优化效率与自适应性,提出一种改进的自适应回溯搜索算法,通过参数自适应选择提高算法的全局与局部搜索能力;基于自适应回溯搜索算法,采用LS-SVM多分类模型实现了刀具磨损状态的识别.实验结果表明,MVMD可以有效降低噪声、剔除虚假信息,同时验证了ABSA算法具有更强的全局探索和局部寻优能力,使得ABSA优化LS-SVM模型具有更高的准确性.

基于刚度控制的六轴工业机器人零力跟踪模型

针对传统的通过操作示教盒移动六轴工业机器人到达指定位置效率低、过程复杂的问题,以Ethernet作为通信总线,将嵌入式系统引入六轴工业机器人的顺应性跟踪控制(零力跟踪)中,提出了一种基于刚度控制的六轴工业机器人零力跟踪模型.在该模型中,将六维力传感器上的力信号进行解耦与坐标变换,从而获得机器人末端的6个力的大小信息.通过刚度矩阵计算出输入位置控制器的偏移量,同时设计了一种轨迹预测算法来确定6个力的信息及下一个目标点的方向.最后,机器人根据运动学方程的逆解,调整相应的位姿.实验结果表明:该机器人末端分别在3个不同方向的牵引力的作用下,能平滑而快速地经过预定的轨迹,为直接示教系统中的顺应性跟踪控制提供了方法.

机械制造训练线上线下混合式教学实践探索

机械制造训练是培养机械工程专业人才解决复杂工程问题能力的综合性实践训练环节。文章探讨在机械制造训练环节通过线上学习与线下实训相混合、虚拟仿真与实践加工相混合的双层混合式教学,并进行多阶段考核与多角度评价,实现对学生综合实践能力的培养并有利于这个教学环节的持续改进。

基于车辆地面力学沙漠沙结构性本构模型的建立

结合沙漠土壤的三轴试验资料,将岩土力学研究中描述土结构性的定量参数(应变综合结构势)引入土的强度变形特性分析.根据该参数对同一围压下不同含水率沙的应力-应变曲线具有较好的归一化作用,用类似邓肯-张模型的处理方法构造沙漠沙结构性本构模型,并提出获得模型参数的试验方法.试验与仿真结果表明该结构模型能较好反映不同含水率下沙漠沙的应力-应变关系.

直觉梯形模糊数与熵权-TOPSIS的可靠性分配

可靠性分配是数控机床可靠性优化设计的重要任务,传统上可靠性分配方法存在分配影响因子单一和主观经验过多等缺陷。为了解决这些问题,运用主客观相结合的方法,综合考虑了多种影响因素,根据影响因素重要性给予不同的直觉梯形模糊数,运用最大熵有序加权算子(ME-OWA)赋予影响因素有序的权重最后综合多位专家判断,利用逼近理想点排序法(TOPSIS)来灵活分配子系统的可靠性。通过以数控机床八个子系统例分析并且与传统的FOO与模糊分配方法比较,证明了所提出的方法有效性、准确性。

基于模糊数据处理的我国机床技术差距评价体系

长期以来,我国以数控机床为代表的装备制造业重点产品技术差距缺乏量化测度研究,导致无法用客观的表征方法来衡量和评价数控机床技术发展水平。针对以上问题,从共性技术、典型主机产品、数控系统和关键功能部件4个方向出发进行技术要素项细分,构建了对标世界先进领先水平的高档数控机床技术差距评价体系;提出我国机床技术水平与国际(地区)先进水平的年代差距量化表征方法;建立了基于模糊数据处理的分项技术水平评价模型、共性技术产品水平评价模型和产品关键技术综合评价模型。最后,基于该体系进行了大样本数据调研,基于评价模型进行了机床技术年代差距量化分析,评价结果可为政府科学决策及行业发展规划提供重要支撑。

基于多尺度下塑性指数模型的结合面接触刚度计算方法

螺栓连接结合面的接触特性是影响机械系统动静态特性的关键。当结合面处于振动疲劳状态时,会导致阻尼增大和共振频率减小,因此建立精确的栓接结合面接触模型对研究整个机床的动态特性有着十分重要的意义。结合Greenwood和Williamson给出的塑性指数表达式、统计学的粗糙度参数和分形参数,建立了与微凸体频率序数相关的塑性指数模型,从而根据塑性指数得到微凸体弹性-弹塑性-塑性变形的临界频率序数,并基于赫兹接触理论,通过对不同频率区间内微凸体的积分得到整个结合面的接触载荷和接触刚度。最后,通过有限元仿真与试验相结合共同验证了理论模型的正确性,证明该理论模型具有较强的工程应用价值。

基于有限元法的某型履带结构强度分析

车辆直线行驶时,履带承受车体重量、履带板之间的拉力;转向时,还承受来自地面的摩擦力矩;负重轮离地时,负重轮对履带板的垂直载荷会发生改变。为分析履带的受力情况,建立了履带有限元模型,对履带进行强度计算,分析履带零部件应力和变形的分布情况,找到了零部件发生最大应力和最大变形的位置。仿真结果表明,六个负重轮离地时,履带端联器孔边缘处出现的应力最大,小于材料的许用应力,满足设计要求,为履带板的结构优化设计提供依据。

以减速器为对象的机械工程专业纵贯式实践教学改革

基于工程教育专业认证“产出导向”基本理念,以我校两次机械工程专业认证为契机,对机械工程专业实践教学体系进行了“6”模块重构,提出了以减速器为对象的机械工程专业“1+5+1”纵贯式实践教学模式。以培养学生实践动手能力和创新意识为目标,在夯实学生以绘图为“1”基本功的基础上,以减速器为对象纵贯式培养学生机电产品设计、制造、装配、检测、分析等“5”大核心技能,以及以团队管理与协作能力为“1”综合素质,培养学生解决复杂工程问题的能力及工程师素养。

基于OpenCV的硅片盒中硅片层级分布定位检测方法

为了解决硅片厚度在0.1 mm以下时,激光传感器扫描检测容易发生硅片漏扫的问题,提出一种基于OpenCV的硅片层级分布定位检测方法,利用图像预处理技术得到各层级硅片前边缘轮廓样本库,将测试图像的边缘轮廓与样本库中的图像依次做差值运算,从而通过像素点总和是否达到规定阈值来判定该层是否存在硅片,从而达到硅片层级分布定位检测的目的.结果表明:该方法能够有效提高硅片盒中0.1 mm以下硅片层级分布定位检测的可靠性,且算法简单,实时性及兼容性较好.