基于Ansys的曲柄滑块机构的运动学分析在教学课程中的应用

在机械原理的教学中,曲柄滑块机构的设计原理与方法是重点和难点问题,传统的实物实验对曲柄滑块机构的种类、复杂性都有很大的限制,不利于学生对曲柄滑块系统运行规律的掌握。基于此,利用Ansys中的workbench建立了曲柄滑块机构运动仿真模型,通过对模型进行分析设置,对典型曲柄滑块机构进行运动仿真,得出了曲柄滑块机构的位移及应力、应变的分析结果,为机械结构仿真教学提供了有效的方法。

内燃机中的曲柄滑块机构在机械中的应用研究

内燃机中的曲柄滑块机构采用了平面连杆机构,它是组成机械最常用的传动机构之一,在各种机械中有着广泛的应用,本文分析了曲柄滑块机构及其演化机构在内燃机、公交地铁车门、牛头刨床、飞机起落架和惯性筛中的应用,画出了机构运动简图,并对其性能进行了研究,为曲柄滑块机构在机械中的应用提供参考。

基于调和函数的偏置曲柄滑块机构非线性诺模图设计

文中给出了偏置曲柄滑块机构的非线性诺模图。首先,对机构基本方程引入无量纲参数和过渡函数,将机构数学模型整理成适合诺模图求解的标准形式;其次,对过渡函数采用构造调和函数并解析的策略,寻求较优尺度模量,弱化和规避关键标尺刻度的非均匀分布和过度集中现象;最后,使用两种不同类型无量纲参数的案例,对所给非线性诺模图进行验证。结果表明:该诺模图不仅可直接用于快速设计不同目标的偏置曲柄滑块机构,还可对所做设计的正确性与合理性予以快速校验。

基于SolidWorks的曲柄滑块机构运动分析与曲柄有限元分析

为掌握曲柄滑块机构运动特点以及曲柄的强度,对曲柄滑块机构进行运动分析,推导滑块的位移、速度、加速度方程。再使用SolidWorks软件,完成机构运动仿真,分析滑块位移和加速度运动特性。对曲柄受力分析,并通过SolidWorks Simulation对曲柄进行有限元分析,对应力、变形、安全系数云图进行分析,有利于指导曲柄零件的结构设计。

基于ABAQUS的偏置曲柄滑块机构运动仿真分析

曲柄滑块机构广泛应用于往复活塞式发动机、压缩机、冲床等机构中,曲柄滑块机构以曲柄为主动件,滑块为从动件,将曲柄的转动转换为滑块的往复运动。为了研究偏心距对曲柄滑块机构的影响,通过在三维设计软件UG建立曲柄滑块机构UG模型,并使用ABAQUS软件对不同偏心距的曲柄滑块机构进行动力学仿真分析,仿真结果分析了曲柄滑块机构的位移曲线以及应力变化曲线,发现偏置曲柄滑块机构具有急回特性,因此在需要较稳定的场合,尽可能不要使用偏置曲柄滑块机构,应使用对心曲柄滑块机构,合适的偏心距可以降低连杆连接处的应力,因此在低速重载的场合应该使用小偏心距的偏置曲柄滑块机构。

基于曲柄滑块机构的X翼扑翼机构研究与测试

设计了一款机翼对称拍打的X翼扑翼机构。采用曲柄滑块机构,将曲柄的圆周运动转化为直轴的直线往复运动,直轴再通过摇杆带动两侧机翼,从而实现机翼的对称拍打。制作了一台扑翼机构的样机,运用光学运动捕捉系统和风洞对该扑翼机构进行了运动测试,从扑翼机构的拍打角度幅值、拍打频率、产生的升力以及电机的运行状况方面分析了该扑翼机构的可靠性。通过对比试验,确定了一组合适的拍打角度幅值和翼面面积,使得该扑翼机构能够产生12.9 g的升力,验证说明clap-fling机制能够有效提高该扑翼机构的升力。

传动角最优的曲柄滑块机构多变量优化设计

在给定的设计要求范围内,希望设计出的机构具有最优的有效力传动性能.通过对曲柄滑块机构的几何关系和工作行程传动角的分析,确定了曲柄滑块机构的设计变量和工作行程最小传动角公式,建立了以工作行程最小传动角最大为目标的多维变量非线性优化数学模型,并给出算例,通过对比计算验证了提出的传动角最优的曲柄滑块机构多维变量优化设计方法.在行程速比系数、滑块行程和偏距等没有精确要求的情况下,为提高曲柄滑块机构有效的力传动性能,提供了一种实用的方法.

基于曲柄滑块机构原理导航的农业机器人设计

研究开发了一种自动导航果园用履带式移动机器人,作为果园精细化作业的移动平台。机器人采用基于曲柄滑块机构原理的导航方式,以导航机构检测的姿态角和位置角作为输入量设计了模糊PID控制器。试验表明,机器人以0.15 m/s的速度直线行走时,最大跟踪误差小于0.02 m;机器人转弯半径为2 m时,最大跟踪误差小于0.05 m。

考虑连杆柔性和运动副粘性摩擦的曲柄滑块机构的动力学建模及计算

建立了考虑连杆柔性和运动副粘性摩擦的曲柄滑块机构的动力学数学模型 ,并对一个算例进行了数值仿真 ,结果表明 。

含间隙曲柄滑块机构可靠性灵敏度分析

建立了曲柄滑块机构可靠性灵敏度分析模型,推导了机构尺寸参数可靠性灵敏度基于重要抽样法的求解公式,研究低速非连续接触和高速连续接触两种分析模型下铰链间隙对可靠性参数的影响。研究表明铰链间隙对机构运动精度可靠性及可靠性灵敏度计算结果影响很大,且随着机构运行速度的增加,这种影响更为显著。

弹性曲柄滑块机构的运动精度可靠性分析

将弹性曲柄滑块机构的杆长、截面尺寸、铰链间隙、质量密度、弹性模量等几何、物理参数均视为随机变量,对机构输出运动进行了静态和动态误差分析。应用微小位移的线性叠加原理分别对静态、动态误差进行了综合,建立了机构输出运动精度可靠性分析模型。通过算例,考察了机构输出运动精度可靠度的影响因素,结果表明随着机构转速的提高,机构的动态弹性变形将成为影响机构运动精度可靠性的主要因素。

按传动角优化曲柄滑块机构的约束粒子群算法

建立了偏置曲柄滑块机构工作行程最小传动角最大化问题的约束优化设计模型,提出了处理该模型中约束条件的自适应罚函数法。由于粒子群算法具有简单、高效的特点,因而应用该算法求解机构约束优化问题的全局最优解。给出了数值实例,并通过与已有结果的比较来表明新方法的有效性和稳健性。

曲柄滑块机构惯性力部分平衡的研究

指出了以往运用质量代换方法对曲柄滑块机构惯性力进行部分平衡的不足,运用MATLAB编程计算重新描绘出分别考虑一级惯性力和二级惯性力时各惯性力的变化曲线,通过优化程序重新估算了使机构中残存的最大惯性力的最小配重条件,并进行了理论对比。

含间隙曲柄滑块机构运动副动态磨损研究

含间隙曲柄滑块机构中运动副的润滑情况不同于滑动轴承,其相对速度不足以形成动压润滑而处于边界润滑状态下。为了分析此状态下的动态磨损问题,考虑到含间隙运动副边界润滑时轴套的切向弹性变形和切向阻尼,结合考虑间隙运动副碰撞接触的非线性弹簧阻尼模型,提出边界润滑条件下的间隙副接触力模型,进而在此基础上推导出间隙副的动态磨损模型,并对含间隙曲柄滑块机构的运动副动态磨损进行数值分析。计算结果表明副元素间呈现出连续弹性变形现象,在连续变形接触处,动态磨损量较大使磨损加剧,并出现非均匀磨损。

曲柄滑块机构运动误差分析

基于误差和数据处理理论并利用MATLAB工具,对曲柄滑块机构运动误差的分析计算模型进行了研究。分析了机构初始间隙的形成、变化过程与机构误差的关联,阐述了机构运动特征指标与机构运动误差分析的关系;建立了曲柄滑块机构的运动学分析模型,给出了机构误差特征指标的计算方法;以机构误差特征指标为基础建立了机构误差的合成与分配计算模型;通过MATLAB软件的仿真计算,揭示了机构误差特征指标的变化规律,为合理确定机构尺度允差和进行后续的动态误差分析提供了理论依据。

基于Pro/E的发动机曲柄滑块机构的运动仿真分析

阐述了单活塞发动机的工作原理,研究了在Pro/E软件环境中建立曲柄滑块机构模型,并可动态地进行曲柄滑块机构的运动仿真分析。以实例验证了参数化设计的曲柄滑块机构在计算机中虚拟装配完成之后的运动学仿真结果,可以快速完成机构设计的同时还能对所设计结果进行初步检验,节省了传统样机试验所需的时间、人力和财力。

曲柄滑块机构惯性力优化平衡的新方法

针对曲柄滑块机构的部分平衡,提出了一种新方法。这种方法考虑了最大惯性力和惯性力绝对值的平均值两项优化指标,能更加合理地选择最佳平衡量,并且给出了设计算例和计算结果,结果表明这种方法效果良好,具有较强的理论价值和实用价值。

含间隙移动副的曲柄滑块机构动力学研究——系统建模和动力学方程

为了研究运动副间隙对机构的影响 ,对机构进行动力学分析是一个必要环节。以曲柄滑块机构为例 ,考虑三球销滑动副间隙对机构动力学特性的影响。通过缩减变形获得树形系统 ,采用 Kane方法得到 8个一阶微分方程组 ;根据“动态分段”的思想 ,实现全局仿真 ,并给出算例。本文采用的动力学分析方法 ,使得分离状态和接触状态机构动力学方程形式统一 ,大大减小了方程推导和求解的工作量 ,对其它含间隙副机构的动力学研究具有普遍意义。

采用微分法确定曲柄滑块机构最大行程速比系数

曲柄滑块机构,瞬间传动角愈大,其运动性能愈好;单向工作的曲柄滑块机构,行程速比系数愈大,急回特性愈强,工作效率愈高。采用微分法,以机构允许的最小传动角[γ]为设计依据,以机构行程速比系数为函数,对设计变量求导联立,导出机构能够实现最大行程速比系数km ax的函数表达式,绘制出函数曲线,并得出结论:机构最大行程速比系数km ax只与许用传动角[γ]有关,且随着[γ]增大而减小。

具有粘性摩擦的弹性曲柄滑块机构的动力学建模及计算

利用Lagrange方程建立了曲柄滑块机构的动力学数学模型 ,在建模过程中考虑了连杆的弹性运动与机构刚体运动的耦合以及运动副的粘性摩擦 .对一个算例进行了数值仿真 ,结果表明