齿轮齿条复合曲柄连杆机构的长冲程往复泵仿真及分析

曲柄连杆往复泵在石油钻采行业中应用广泛,但因为冲程短、冲次高、易损件寿命短等缺陷,限制了其进一步发展。文中针对上述缺陷提出了一种基于齿轮齿条和曲柄连杆的复合机构,将传统往复泵中的十字头结构替换为直齿圆柱齿轮,配合固定的上齿条和移动的下齿条,实现了活塞的长冲程往复运动。建立了活塞的运动方程,使用该复合机构的三缸往复泵动力学仿真模型,探究了在负载下活塞的运动特性和齿轮齿条的动力学特性,并对齿轮进行了疲劳分析。结果表明:新型往复泵活塞冲程比相同曲柄半径的传统往复泵增大了1倍,流量脉动率不会增大但脉动频率降低1倍,有效减少泵阀的开关次数,能较大地延长易损件的使用寿命;齿轮的疲劳寿命可以达到13000 h以上。研究结果证明了该复合机构的可行性,为后续产品的开发提供了理论支持。

含柔性连杆的曲柄滑块机构动力学分析与实验研究

为了研究柔性连杆、带有固体润滑涂层MoS_2的铰链接触副对含间隙铰链机构的动力学特性的影响规律,以曲柄滑块机构为研究对象,使用Adams软件进行数值仿真分析,研究了柔性连杆材料、铰链间隙、铰链接触副材料和铰链接触副表面固体润滑涂层对曲柄滑块机构动力学特性的影响。通过搭建与数值仿真参数一致的含间隙铰链的曲柄滑块试验台,试验验证了柔性大的连杆、较小的间隙值、接触刚度较小的接触副材料能够减小机构的振动,带有涂层的铰链能够有效减小接触面的磨损量。试验结果和数值仿真结果较为一致,能够有效的反应各种工况对含间隙机构的影响规律,为固体润滑涂层在航天领域中含间隙铰链接触副展开机构的减振抗冲击研究提供理论基础和试验依据。

活塞阀传动机构动力学建模与参数影响研究

活塞阀在长距离输水、供水排水、电力、灌溉等领域有广泛的应用,其传动机构对调节性能有重要影响。为评估设计参数对动力学性能的影响,文章通过矢量合成法求得曲柄连杆机构中滑块的速度,并结合求导法和达朗伯原理建立了曲柄连杆机构的动力学模型;对各个位置的动力学参数进行了矩阵求解,通过虚拟样机模型对曲柄连杆机构的动力学模型进行了仿真验证;并对曲柄连杆机构进行了参数影响研究,得到了各参数对传动机构性能的影响规律和设计变量的取值规则。结果表明这里建立的理论模型精度较高,对活塞阀传动机构的设计具有指导意义,也为进一步优化研究建立了理论基础。

一种仿人工机械锄草装置的设计与试验

[目的]满足农业现代化除草作业需求,提高农业生产效率。[方法]基于我国东北地区玉米种植模式垄高15 cm的目标,设计了一种仿人工机械锄草装置,装置包括锄草刀、曲柄连杆机构、传动机构、电机部分。通过阐述该装置各部件设计与工作原理,设置了锄草装置的曲柄连杆机构和锄草刀等关键部件参数,对参数进行理论分析计算;采用SolidWorks和MATLAB进行轨迹仿真验证,并进行室内台架试验。同时,通过进行三因素三水平的正交试验,对结果进行方差分析和重复试验。[结果]最佳试验组除草率为89.6%,证明了该装置的有效性,验证了该设计的可行性。[结论]该装置对垄的伤害更低,能有效避苗,可以降低土壤带来的阻力,具有更高的主动性和更低的能耗。

活塞式空气压缩机的动力学仿真与瞬态响应分析

为了得出活塞式空气压缩机曲轴结构整体受力变形的情况,利用ADAMS对活塞式空气压缩机的曲柄连杆机构进行动力学建模并进行动力学仿真。在将曲柄连杆机构视为刚体的情况下,对其进行了动力学仿真,得到活塞、连杆等部件的动力特性曲线及曲轴承受载荷的变化曲线,明确了曲柄连杆机构部件的动力学规律。然后利用ANSYS Workbench对曲轴进行了瞬态响应分析。结果表明,在一个工作周期内,曲轴产生的最大应力为99.19 MPa,应力集中主要出现在曲轴两端主轴颈处及第三主轴颈与曲柄臂的交接处,曲轴平衡重的变形较为严重,需要对其进行强度和结构上的优化。

ZL22C滤棒成型机刀盘固定装置研制

针对ZL22滤棒成型机制动装置的作用,一是设备停机后可以快速停止设备传动系统,使整个成型机不能惯性转动;二是设备维修时,设备部位能固定不动,方便设备维修。ZL22C滤棒成型机提速改造后,原来制动装置已取消,而要调整牵手曲柄盘的刻度值,就必须松开牵手曲柄盘固定螺丝来进行调整,想松开曲柄盘固定螺丝,因没有制动装置固定,整个曲柄盘会跟着转动,工具也有可能脱出,手会碰伤;要松开曲柄盘螺丝需要两个人来配合工作,既费时费力又影响生产。

基于混合算法的内燃机曲柄连杆机构复合目标选配

在曲柄连杆机构的选配中,为实现在多种装配要求的条件下,对多对零部件同时进行选配,并使剩余的零部件数量最少的复合目标,以提高曲柄连杆机构各零部件的选配成功率和装配质量,建立了复合目标选配的目标函数,确定了约束条件。针对该组合优化问题的特殊性,对传统的基于遗传算法和模拟退火算法的混合算法进行了改进,提高了在初始种群产生阶段进行定向变异的方法,以提高初始种群的平均适应度;并设计了特定的编码方式、交叉运算和变异运算,建立了曲柄连杆机构的复合目标选配方法。最后对该方法进行了有效性验证。

曲柄连杆式棉秆切割试验台设计与试验

为研究棉花秸秆切割性能,为棉秆切割收获装备的开发提供技术支持和理论依据,设计了可模拟棉秆不对行切割收获过程的曲柄连杆式棉秆切割试验台。试验台的棉秆喂入输送速度与切割速度为0～2 m/s、切割倾角为0°～15°,并对样机的工作性能和棉秆切割性能进行了试验研究。试验结果表明,空载时切割器阻力的峰值随着割刀平均切割速度的增加而增大,单个工作周期内的切割器阻力功耗基本不受平均切割速度变化的影响;棉秆峰值切割力随割刀平均切割速度的增加而降低,切割棉秆单位消耗功随割刀平均切割速度的增加而减小。

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。

一种改进的发动机曲柄连杆机构的可靠性分配算法

为了对发动机曲柄连杆机构的可靠性进行更合理的分配,提出了一种改进的可靠性分配算法。在对曲柄连杆机构进行可靠性分析的基础上,根据可靠性工程中可靠性成本函数的规律,构建了发动机曲柄连杆机构的可靠性预估成本函数,建立了曲柄连杆机构可靠性的分配模型,并根据可靠性与成本的微分性质,构建了以重要度最大单元为搜索单元逐步迭代的算法,该算法简单、易用。最后结合一个实例,验证了模型和方法的有效性与可行性。

基于虚拟方法的发动机曲柄连杆机构优化设计

为降低多缸发动机曲柄连杆机构的振动,根据多刚体动力学理论,建立了参数化的曲柄连杆机构动态仿真模型,克服了传统的双质量模型中采用惯性力静力等效法的误差,快速获取其动力学特性数据;并结合对机构内主要件强度的有限元分析,改进了主要运动件的原始结构。通过以上工作,改善了曲柄连杆机构的动态特性,降低了发动机的振动,为曲柄连杆机构的优化设计提供了一种可借鉴的方法。

摇枝式油茶果采摘机设计与试验

针对油茶果机械化采摘漏采率高、损伤率大的问题,设计了一款摇枝式油茶果采摘机。根据摇枝式采摘工作原理,完成了关键部件的结构设计,计算分析了采摘头夹持油茶枝的夹持力,对油茶枝和油茶果振动过程进行力学分析,建立力学方程并求解。结果表明,夹持油茶枝时最大压力为2826 N,振动对树枝产生的径向力约为57.5 N、法向力约为78.2 N,夹持和振动都不会对枝条造成损伤。为保证采摘机安全性,对横梁架进行了静力学分析,经计算其弯曲变形为0.0005 mm,远小于最大许用弯曲挠度。设计了四因素三水平正交试验,结果表明,最佳作业参数组合为:采摘装置的采摘时间10 s、电机输出频率35 Hz、采摘头的振幅5 cm及采摘爪的夹持位置(夹持油茶枝的夹持中心到油茶树冠层距离)10~20 cm,此时油茶果采净率为95.2%,花苞损伤率为17.2%。对摇枝式油茶果采摘机进行了田间试验,对枝条的损伤基本符合采摘要求。

12VPA6舰用柴油机曲柄连杆机构冲击响应分析

以曲柄连杆机构为例,基于有限元和多刚体动力学模拟,提出了对于正常运转下的柴油机零部件进行冲击响应的计算方法。运用visual Nastran for desktop(VN4D)和Pro/E软件,采用“瞬时结构假定”,计算了机构部件的冲击响应。结果表明:连杆满足抗冲击要求,曲轴的临界冲击载荷约为10倍的重力加速度,柴油机需要进行抗冲击保护。

基于虚拟样机技术的柴油机曲轴-连杆-活塞机构运动学、动力学仿真分析

基于虚拟样机技术及其支撑软件VN4D和Pro/E,实现了对12VPA6柴油机曲轴-连杆-活塞机构的运动学、动力学仿真.通过动态仿真柴油机的运行,获取了仿真模型的运动学、动力学特性数据,得到的结果与理论分析相吻合,这为该型柴油机曲轴-连杆-活塞机构的优化设计和有限元分析提供了依据.

发动机曲柄连杆结构的可靠性分配优化

在发动机连杆结构优化设计中,为了解决发动机曲柄连杆的可靠性分配最优化问题,克服传统优化算法在处理变量维数高、高度非线性问题存在的缺陷,提出使用模拟退火粒子群算法对该非线性约束问题进行最优化处理,以达到在安全可靠基础上降低成本的效果。混合算法既保持了粒子群算法全局收敛的特点,又补充了模拟退火算法摆脱局部极值点的能力,有利于快速获取全局最优解,从而在实际的发动机曲柄连杆结构可靠性分配优化中获得较好的结果。对结果分析表明,改进混合算法具有较强的全局搜索能力,能合理有效地解决系统可靠性分配问题。

一种车用高速柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真分析

利用ＡＤＡＭＳ/Ｖｉｅｗ建立了车用高速柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真模型。通过计算机动态仿真实际柴油机的运行,获取了仿真模型的动力学特性数据,得到了与理论分析和实际发动机测试相吻合的结果,为该类型柴油机曲柄连杆机构的优化设计提供了依据。

果园核桃机械化采收装置的设计

为解决我国人工采收核桃费时费力、效率低等问题，设计了一种曲柄连杆振动式果园核桃机械采收装置。本文阐述了该装置结构及工作原理，主要对装置的夹持振动机构、传动系统和集果装置进行了设计。该采收装置利用曲柄连杆机构运动原理，以高振动频率低振幅的往复直线运动方式实现了果园核桃的机械化采收。本文设计的采收装置预期达到生产率≥20株／h；采净率≥80％，初步确定该采收装置的振动频率为500～700次／min，振幅为30-40mm。

柴油机曲柄连杆机构多体动力学仿真分析

基于多体系统动力学理论,实现对某柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真分析,得到了活塞侧推力、曲柄销受力及主轴颈载荷等动力学参数。通过活塞侧推力和曲柄销受力的传统算法与现代算法的对比,证实基于现代算法的柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真分析的方便性与先进性,并为此类型柴油机曲柄连杆机构的优化设计提供了依据。

基于柴油机虚拟样机的动力学仿真研究

通过对柴油机部件装配进行机构运动学和动力学仿真,能为柴油机的结构和性能优化提供依据。该文基于虚拟样机技术及其支撑软件VN4D和Pro／E,对12VPA6柴油机的曲轴-连杆-活塞机构进行了运动学、动力学仿真研究。首先,运用三维建模软件Pro／E,建立了12VPA6型柴油机曲轴-连杆-活塞机构的虚拟样机模型,然后将模型导入仿真软件VN4D中,对曲轴-连杆-活塞运动件进行了运动学和动力学仿真。通过计算机对柴油机虚拟样机的仿真运行,获取了仿真模型的运动学、动力学特性数据,得到了与理论分析相吻合的结果,为进一步对该型柴油机曲轴-连杆-活塞机构进行有限元分析奠定了基础。

内燃机曲柄连杆机构的建模与仿真研究

对内燃机曲柄连杆机构的工作性能进行仿真分析是内燃机产品设计过程中的重要组成部分。文章根据机械系统动态仿真技术的相关理论,介绍了一种基于Pro/E和Matlab工程软件的内燃机曲柄连杆机构动力学仿真分析方法。文章首先结合某内燃机曲柄连杆机构模型实例,利用Pro/E软件的三维实体建模功能建立了该机构的实体模型,然后利用Pro/E提供的Mechanism模块进行了曲柄连杆机构的动力学仿真分析,得到了活塞、连杆大头轴承等主要运动部件的运动规律及受力情况。最后,结合Mechanism模块得到的分析结果,利用Matlab软件对各主轴承负荷状况进行了数值模拟分析。对仿真结果的分析表明,仿真结果与内燃机的实际工作状况基本一致。文章介绍的仿真方法为曲柄连杆机构的选型、优化设计提供了一种简便有效的新思路。