重心偏置下齿轨车辆系统的动态行为

针对大坡度下车辆动态特性受齿轨车辆重心偏置影响的问题,在解析齿轮齿轨啮合激扰产生机理的基础上,考虑齿轮齿轨啮合冲击与轮轨动态接触行为的扰动效应,建立齿轨系统车轨耦合动力学模型,并经过现场实验验证了模型的有效性;采用所建立的模型,探究平直段以及坡道段车体重心横纵偏置对驱动齿轮动态接触行为以及齿轨车辆运行安全平稳性的影响。结果表明:齿轨车辆存在重心偏置时,齿轮齿轨啮合激扰对车辆运行特性有显著影响;车体重心横向偏置对轮轨垂向力与轮重减载率呈线性影响,当重心横向偏置达到0.3 m时,轮轨垂向力达到75 kN,轮重减载率达到0.44;轮轨作用力除受车体重心偏置作用产生增减载外,亦受齿轮齿轨动态啮合影响产生剧烈振动;轮重减载率、车体垂向加速度与车体平稳性对车体重心纵向偏置较敏感,当车体重心后置0.2 m时,平直段的车体垂向加速度增大1.8倍,坡道段增大3.7倍,车体重心后置1 m时,车体平稳性达到最优。研究结论可为我国山地齿轨铁路设计及安全运维提供理论支撑。

轮毂电机驱动越野车原地转向控制

针对基于阿克曼转向的越野车最小转弯半径大、转向机动性不足的问题,利用轮毂电机驱动车辆转矩独立可控的优势,开发了路面自适应的原地转向控制策略。构建整车七自由度原地转向动力学模型,阐释原地转向过程中纵横向耦合运动轮胎力的演变规律,建立原地转向阻力矩和横摆力矩随车轮滑转率、路面附着系数变化的量化模型。以转向动力响应性为优化目标设计了不同附着条件下的横摆角速度期望轨迹,并以各轮滑转率安全阈值作为稳定性约束以减小转向中心偏移量,执行层基于模型预测算法进行横摆角速度的跟踪控制,同时引入自适应滑模控制器反馈调节车轮滑转率以确保纵横向运动的稳定性。仿真测试与实车试验表明,开发的原地转向控制策略在高、中、低附路面下均实现了期望原地转向轨迹的精确跟踪,并将转向中心偏移量限制在500 mm以内,提高了越野车原地转向灵活性和横向稳定性,实现了“既快又稳”的原地转向。

TF2000型数控不落轮镟床刀具补偿调整方案研究

针对TF2000型数控不落轮镟床刀具补偿调整需要结合数据反复试验效率低下的问题,通过反复试验提出以加工后不同轮形结果为依据进行刀具补偿调整的方案。总结了10种不同轮形结果应采取的刀具补偿的调整方案,优化了刀具补偿调整方案,提高了轮对加工效率和精度。

激光修整圆柱形CBN砂轮中偏焦量对能量分布的影响

激光束偏焦量是修整圆柱形砂轮的重要参数,它影响光斑形状及其能量密度,因而影响激光修整砂轮的质量。介绍了用数控Nd:YAG激光系统修整圆柱形CBN砂轮过程中,偏焦量对光斑作用能量分布的影响与其修整作用的基本原理,建立了激光偏焦量作用于圆柱形砂轮上任意一点的光斑面积数学模型;给出了调整激光偏焦量修整圆柱形砂轮的关系与参数范围;采用计算与试验结合的方法,得到激光偏焦量、输入能量密度及激光修整参数的对应关系。研究结果为进一步提高激光修整圆柱形陶瓷结合剂CBN砂轮的质量提供了理论与试验依据。

偏载系数法分析装载机动臂强度

通过对装载机工作循环的分析,引入了偏载系数的概念,提出了装载机受力计算的一种新方法。采用逆向思维,以偏载工况的计算为主,正载工况作为偏载工况的一种特殊情况,将两者的计算统一到一个连续函数中,并借助有限元软件,定量分析了从正载到极限偏载过程中动臂的应力变化趋势,结果表明,偏载造成最大损害的部位是偏载端动臂和铲斗的铰接点处,同时一定程度的偏载不会对工作装置造成较大损害。基于试验对所建立的CAD模型和CAE分析进行了改进,改进后的分析结果与试验结果基本吻合。

弯道分心驾驶对行车安全风险的影响研究

为探究弯道上分心驾驶导致较大行车安全风险的内因,选择直线路段及半径分别为125、200、400和600 m的弯道路段2种场景共5种路况,通过模拟驾驶系统,研究了当驾驶员出现认知分心、视觉分心时,驾驶员的方向盘操作、心理舒适性以及车辆横向偏移的变化。结果表明:同一分心状态下,弯道路段分心驾驶对方向盘转动角速度ω、车辆横向偏移L以及驾驶员心率HR的影响均大于直线路段分心驾驶的,且弯道半径越小,影响越显著,行车安全风险越高;同一道路线形条件下,视觉分心驾驶对驾驶行为、车辆位置以及驾驶员舒适性的影响远大于认知分心驾驶的;半径为125 m弯道上视觉分心驾驶时,车辆横向偏移接近危险临界值,行车安全风险大大增加。

基于转向几何试验的主销轴线角度和位置的解算

悬架几何布置未知的情况下,结合悬架K&C试验台的转向几何试验数据,对主销轴线位置和角度进行了分析和推导。根据四轮定位的原理,计算出主销内倾角和主销后倾角的初值;通过分析车轮转动时轮心相对于主销轴线的运动,推导出主销横向偏移距及主销纵向偏移距的算法;通过主销横向、纵向偏移距以及主销内倾角和主销后倾角,计算出内倾拖距和后倾拖距。

采用DSP 2812的扫掠力监测样本采集系统集成方法的研究

以数字信号处理器DSP2812用户开发板为基础,在板外扩展六通道的AD采样芯片ADS8364和512k的RAM芯片IS61LV51216-10,搭建六通道的信号调理电路及光电触发电路,结合灵活的监测策略,以求满足货车超偏载监测现场对货车行驶速度和轮载扫掠力的监测,为探究速度因子对轮载扫掠力稳态值的影响规律提供一种解决手段。

质心转移对四轮转向汽车转向特性的影响

为了分析汽车质量和质心位置对四轮转向汽车操纵稳定性影响,本文根据二自由度四轮转向车辆的动力学模型,运用Matlab/Simulink对四轮转向特性进行仿真研究,讨论分析了汽车质量和质心位置的改变,对四轮转向车辆转向特性的影响。研究结果表明,汽车质心转移过大时,汽车操纵稳定性大大降低。

汽车主销偏移距和后倾距的变化规律

为了分析汽车在低速时的转向回正性能,采用图形变换的方法,研究了转向轮绕主销转动过程中主销偏移距和主销后倾距的变化规律。计算结果表明,在转向轮转角逐渐增大的过程中,主销偏移距变化不大;但是主销后倾距变化明显,外转向轮的主销后倾距逐渐减小,内转向轮的主销后倾距逐渐增大,这对汽车回正性能有明显影响。进行实车试验,试验结果支持上述理论分析,说明该分析方法的有效性。

行星齿轮-槽轮间歇运动机构的运动设计

对行星齿轮 -槽轮间歇运动机构的运行设计进行了分析 ,给出了此种机构的槽轮槽数、行星轮偏心距和圆柱销直径等设计参数选择的理论依据和机构运动设计的步骤和方法。最后给出一个设计的示例。

偏置面齿轮的碟形砂轮磨齿及啮合性能

采用碟形砂轮磨齿展成偏置面齿轮,通过碟形砂轮齿廓修形及控制砂轮中心运动实现偏置面齿轮齿面拓扑修形,建立了偏置面齿轮的磨齿和啮合坐标系,推导了拓扑修形偏置面齿轮齿面方程,建立了考虑安装误差的拓扑修形偏置面齿轮轮齿接触分析、承载接触分析模型,并编制了相应计算机程序,最后通过算例进行了分析.算例分析表明:碟形砂轮磨削偏置面齿轮是可行的;偏置面齿轮齿面几何不对称,偏置影响接触印痕、承载传动误差,但不影响几何传动误差;对偏置面齿轮拓扑修形,可有效改善偏置面齿轮副啮合性能.

复杂环境下两轮自平衡机器人稳定控制研究

针对两轮自平衡机器人在控制过程中的抖动现象,采用一种快速跟踪的有限记忆递推最小二乘估计方法,实现系重心偏移角的参数辨识.仿真表明,在参数突然变化时,该方法能快速辨识系统参数.通过增加一个惯导元件,用一个倾角仪A中采集的数据辨识出的偏移角对另一个倾角仪B的零位进行修正,将B采集的数据反馈到控制器中,对机器人实施平衡控制.分析表明,考虑重心偏移的控制策略是一种自适应的控制方法,能有效去除抖动现象,提高两轮自平衡机器人平衡控制的鲁棒性.

轮毂轴承耐久性试验方法若干问题的研究

针对轮毂轴承耐久性试验方法中的若干问题进行了研究,通过对轮毂轴承中心线和轮胎受力中心线的偏移量的研究,得出轮毂轴承模拟试验载荷加载位置的确定方法;针对轮毂轴承内圈或外圈旋转对轮毂轴承寿命影响的研究,得到轮毂轴承旋转方式在试验台上的实现方法;还对轮毂轴承失效的监控方法进行了讨论,提出耐久性试验中利用峭度值来判断轮毂轴承是否失效是有效实用的方法。

CE-4中继卫星使命轨道维持与动量轮卸载联合控制方法

针对嫦娥四号中继卫星动量轮频繁喷气卸载对其使命轨道Halo轨道的扰动问题,定性分析了卫星角动量累积规律和动量轮卸载对使命轨道构型的影响,给出了动量轮卸载前后角动量变化量与喷气卸载等效速度增量的关系,在角动量卸载预测的基础上,提出了一种使命轨道维持与动量轮卸载联合控制方法,通过偏置维持控制目标抵消控后动量轮卸载影响,达到延长轨道维持控制周期和节省推进剂的目的,给出了控制目标偏置量的求解方法。工程应用结果验证了方法的有效性。

铁路货车超偏载称量装置的研究

介绍了智能化铁路货车动、静态超偏载称量装置 ,给出了系统的称量原理和方法以及系统的软硬件设计 ;该装置为无基坑、轮计量的动态检测装置 ,结构简单 ,便于安装 ,成本低廉 。

GC杯形砂轮修整碟形金刚石砂轮实验研究

本文对GC杯形砂轮修整树脂结合剂碟形金刚石砂轮进行了实验研究 ,实践了一种新的端面修整方式。实验从磨削几何学的角度研究了杯形砂轮端面修整金刚石砂轮端面的影响 ,分析了端面磨削时接触弧长的特点 ;对不同主轴转速、砂轮参数、进给速度几方面做了对比试验 ,结果表明 :GC杯形砂轮对超硬磨料砂轮有良好的修整作用 ,并以脱落的GC磨粒对结合剂桥的冲击与研磨为主要方式 ;修整效率决定于GC粒度、主轴转速 ,在粗粒度、中等转速下修整效率最高 ,进给速度对修整效率影响不大 ;在磨削过程中 ,应根据其他参数的变化调节GC砂轮与金刚石砂轮的中心偏移量H ,偏移量小 ,修整效率高。

基于Sobol法的车身抬高量的全局敏感性分析

为分析前轮转向时车轮中心主销拖距和车轮定位参数对车身抬高量的影响,建立了车身抬高量模型,并采用图形变换的方法进行求解,再应用改进的Sobol法对车身抬高量进行全局敏感性分析,比较了主销内倾角、主销后倾角、前轮外倾角、前轮前束角、车轮中心主销拖距对车身抬高量的贡献度。结果显示,车轮中心主销拖距、主销后倾角、主销内倾角对车身抬高量影响较大,其总效应指数分别达到0. 7323、0. 0270、0. 0219,说明车轮中心主销拖距是一个对车身抬高量影响较为明显的参数。

温室作业用柔性底盘试验样机的设计

结合设施农业实际作业要求,研制了基于四轮独立驱动与四轮独立转向原理的柔性底盘试验样机。试验样机轮距1 320 mm,轴距1 200 mm,最小离地间隙235 mm,整机质量750 kg。底盘设计额定牵引力2 400 N,额定功率8 k W,最高设计时速28 km/h,犁耕作业速度5 km/h,连续犁耕作业时间大于1 h。设计并搭建了采用CAN总线通信的模块化分层控制系统,其中单轮行走系控制子系统采用自适应模糊PID控制算法来协调控制。相对于理论样机,柔性底盘试验样机在整机动力、机械结构和控制系统等方面做出了多项改进。进行了单轮行走系转向响应试验和底盘基本运行姿态试验,得到各轮行走系平均转向角度为89.84°~90.11°,平均转向响应时间为4.24~4.28 s;在各基本运行姿态下,底盘质心加速度跳动值均小于0.007 g。表明柔性底盘试验样机能够在硬化路面上有效稳定运行。

大型改向滚筒轮毂结构优化设计

针对带式输送机改向滚筒的优化设计问题,提出偏置轮毂结构,并利用Solid Works Simulation对原结构及新结构进行有限元分析。得出新结构在降低应力及应变方面有显著的优势。