基于ANSYS的双螺旋副斜齿轮强度分析

利用Pro/E强大的三维实体设计功能,建立了具有精确齿廓的渐开线直齿轮副、斜齿轮副和双螺旋副斜齿轮的有限元分析模型。通过Pro/E与ANSYS的连接,将模型分别导入ANSYS软件中,并对这三种齿轮在相同的设计参数和相同加载力矩下的啮合情况进行有限元接触分析,求解出了这三种齿轮传动在不同啮合位置下的接触应力和弯曲应力,并进行了对比分析。同时着重分析了渐开线双螺旋副齿轮由于齿厚的变化对接触应力和弯曲应力的影响以及齿间应力分配。计算分析结果为渐开线双螺旋副齿轮这种新型传动的应用于生产提供了理论依据。

非圆齿轮无级变速器双螺旋副结构设计及有限元分析

为充分利用非圆齿轮无级变速器的内部空间,以其工作需求为基础,选择以双螺旋副为核心的相位调节装置,基于非圆齿轮无级变速,确定双螺旋副的结构,分析其工作原理与力学性能,并对双螺旋副进行参数设计,然后利用ANSYS Workbench软件对两种典型工况下的双螺旋副进行有限元分析。结果表明,其强度、刚度能够满足非圆齿轮无级变速器相位调节的要求,为后续物理样机的制造加工提供了依据。

基于双螺旋副传动的七功能液压机械手肘关节

通过对双螺旋传动内、外螺旋副旋向的同向和反向布置的分析和比较,建立双螺旋传动的运动学和动力学关系,并且针对不同的内外螺旋布置和导程关系,选用不同的轴向力补偿方式.研究分析表明,内外螺旋副的反向布置方式比同向布置方式具有更大的输出转角活塞位移比,而内外螺旋的螺旋副同向布置比反向布置方式具有更大的输出扭矩;对双螺旋传动摆动油缸的轴向力进行补偿能够保证输入压力和输出扭矩的线性关系,提高传动效率.利用内外螺旋副反向布置的双螺旋摆动油缸模型分别建立了具有轴向力补偿功能和不带轴向力补偿的两种水下液压机械手肘关节.通过两种机械手肘关节的传动实验,验证了内外螺旋副的反向布置方式的运动学和动力学关系.对两种机械手肘关节的输出扭矩的比较表明,具有轴向力补偿的双螺旋摆动油缸比未进行轴向力补偿的双螺旋摆动缸具有更好的传动特性.

基于鲁棒观测器的肘关节鲁棒自适应控制

针对伺服阀控制的、双螺旋副传动的七功能机械手肘关节存在液压系统强非线性、易受外界环境温度和压力变化引起的参数不确定性、外界未知强干扰和仅有位置和油液压力状态反馈的控制特点,提出基于鲁棒观测器的输出反馈鲁棒自适应控制方法.该方法利用反演控制器设计方法对耦合的不确定系统参数和未知状态进行解耦,结合鲁棒观测器和鲁棒自适应控制器设计方法分别对未知状态和不确定参数进行观测和估计,使用李雅普诺夫稳定性理论保证了系统全局渐进稳定的控制性以及系统状态的有界性,解决了同时存在系统参数不确定性和部分未知状态相耦合的鲁棒控制问题.以国家高科技发展计划4 500m深海作业系统的七功能主从液压机械手肘关节作为研究对象,使用提出的控制方法进行在未知外界干扰下的对比研究.实验结果表明,闭环系统可以很好地跟踪参考轨迹,具有较强的鲁棒性,能够获得令人满意的稳态精度和动态性能;修正后的参数自适应律能够保证在外界未知干扰下估计参数的有界性.