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。

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。

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。

自动机曲柄连杆机构柔性冲击研究

由于自动机曲柄连杆机构的质心在纵向不断运动,在高低过载交替发生的情况下,曲柄和连杆受到交替时变惯性载荷作用,产生动挠度,引起自动机柔性冲击;对柔性冲击的成因、特点进行分析,根据达朗伯原理中对惯性载荷的定义,在有限元分析中作为边界条件引入惯性载荷;在马蒙托夫时变规律火药气体作用条件下,对曲柄连杆机构进行运动仿真分析,得到了曲柄和连杆过载、跃度变化规律;再用有限元法对曲柄连杆进行了惯性载荷作用下动挠度(形变量)分析,结果表明,连杆在过载大于25 000 m/s2时成为振动的主要根源,降低转动副中心距和质心附近质量分布,可以降低动挠度,进而降低柔性冲击。

基于Ansys Workbench的研磨仪连杆优化设计

为解决现有研磨仪连杆在设计使用年限内出现断裂失效的问题,对连杆进行了结构优化设计。首先,对连杆所属曲柄滑块机构进行动态静力分析,求解出连杆在1个运动周期内受到的外力,以此作为后续连杆强度分析的理论依据;其次,使用Ansys Workbench完成连杆的静力学强度分析和疲劳强度分析,确定连杆失效是由于疲劳强度不足造成的;最后,以连杆质量最轻为优化目标,以满足疲劳强度要求为约束条件,使用响应面法对连杆进行优化设计。优化设计确定了合适的过渡圆角半径、薄端圆环厚度和杆身宽度。仿真结果表明,优化后连杆受到的极限拉伸等效应力最大值降低了58.7%,疲劳寿命增加了1.4倍,能够满足使用要求。

一种往复式给煤机的研究与设计

化石能源目前依然是人类十分依赖的能源,煤炭作为化石能源之一,重要性不言而喻。往复式给煤机作为煤炭生产设备,对煤炭行业的发展起到重要作用。现有K型往复式给煤机在煤炭生产持续发展,矿井持续夸大的背景下,已经在某些方面制约煤炭生产的发展。因此,该文设计一款新型往复式给煤机,主要从往复式给煤机的组成及工作原理、特点进行分析;对给煤机的电动机、减速器进行设计,并分析曲柄连杆机构,保证所设计的给煤机满足力学性能要求。

精确正弦输出特性的复合曲柄连杆机构的研究

针对单个曲柄连杆机构具有二次谐波的传动特性,创新地提出了具有输出精确正弦规律速度-时间特性的复合曲柄连杆机构。解析分析论证了新机构具有的输出特性,推导得出其速度公式;考虑在调整两个曲柄长度时存在的误差,分析了其长度差对输出误差的影响;运用Adams软件对机构进行了仿真计算,在2个曲柄长度存在0.5 mm的差异时,其速度输出规律与标准正弦曲线之间的误差较小。研究结果表明,该机构可将单个曲柄连杆机构的位移-时间和速度-时间的误差从25%降低到1%以下,能够满足潮汐能发电装置和汽车悬架振动等产品在初试时低成本和快速试验的要求。

电驱动连杆缓冲式超大钢锭翻锭装置的设计

超大钢锭从均热炉中以竖直状态夹出后需翻转放平至辊道上,针对传统的翻锭车无法适应现在超大钢锭高频翻转的需求,提出了一种带缓冲机构的超大钢锭翻锭装置。采用电机驱动曲柄连杆机构满足了超大钢锭翻转的使用要求,同时,对工作静力大、承受冲击力大的连杆中设置蝶形弹簧,通过弹簧缓冲吸收实际操作中钢锭的冲击力,保证该翻锭装置能够长期、平稳的运行。

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。

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。

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。

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 。

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。

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。

双轴振动筛刚体平面运动的几何解析方法

为了简化振动筛的刚体平面运动的力学数学模型,利用曲柄连杆将其进行了等效——曲柄矢量合成为振动筛质心位移,连杆与其滑移轴线的夹角代数和等于振动筛绕质心转动的角位移,明确了曲柄长度决定振动筛质心振幅,连杆长度决定振动筛的摇摆程度,进而推得偏心质量矩大小及其安装位置的设计参数。根据振动筛角位移等于0,给出了振动筛只做平动的充分必要条件;求出了转动筛的速度、加速度瞬心,结合质心速度、加速度,给出了转动筛任意点速度、加速度的求解方法,为振动筛设计及物料运动的分析提出了一种简单方法。

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.

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

发动机曲柄连杆机构多体动力学建模的若干问题

基于多体动力学理论,利用Por/E与ADAMS建立了某型车辆发动机曲柄连杆机构多体系统动力学模型,讨论了模型质量特性的要求,模型从Pro/E导入ADAMS建立多刚体系统,利用有限元软件ANSYS生成曲轴柔性体及柔性体引入,并最终建立多体动力学系统等相关问题,为类似问题的分析研究提供了参考。

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。