考虑磨损影响的含间隙机构仿真与试验研究

利用Archard磨损模型计算含间隙机构中的轴磨损,并获得磨损轮廓。利用ADAMS软件建模仿真,研究了磨损间隙对系统动力学特征的影响。随着磨损间隙的变化,轴孔中心之间的加速度响应幅值呈逐渐增加趋势,高幅振动位置随磨损间隙的增加发生一定规律性的变化,即磨损程度与系统振动的振幅和振动时间密切相关。最后通过自制的含间隙曲柄滑块试验装置验证了以上结论。

含间隙曲柄滑块机构的动力学建模及其误差补偿研究

针对含间隙的强非线性系统难以建立较准确数学模型的问题,以含间隙曲柄滑块机构为对象,提出了一种表述接触力的非线性弹簧阻尼模型。首先,运用Nikravesh非线性弹簧阻尼碰撞模型,对含间隙曲柄滑块机构进行了动力学建模;然后,根据逆模型理论,对其建立了含间隙的曲柄滑块机构逆模型;最后,将其与理想的曲柄滑块机构进行对比,就实际机构间隙带来的误差分别进行逆模控制和PID加逆模控制来补偿间隙引起的系统误差。理论分析及研究结果表明:运用Nikravesh非线性弹簧阻尼碰撞模型对含间隙曲柄滑块机构进行动力学建模,该法具有较高的精度,使解决问题的难度大为降低;仿真结果和实验测量结果之间的误差处于合理范围之内,经补偿后提出的逆模型误差补偿策略的精度可以提高52.1%以上;该建模方法和误差补偿策略具有较强的工程应用价值,可以作为数学建模和误差补偿的有效途径。

刺绣机含间隙针杆机构的运动稳健性分析与优化设计

建立了平面连杆机构运动副间隙的分析模型,分析了回转副的偏心对机构位移的影响,导出了考虑间隙时构件有效杆长的计算公式。同时考虑杆长误差和运动副间隙对针杆位移精度的影响,用极值法和随机模拟方法对针杆位移误差进行了计算,得出了考虑间隙时针杆位移的波动区间。以极小化针杆位移误差和位移标准差为目标,建立了针杆机构的稳健优化设计模型,并用遗传算法进行了求解。结果表明,在不增加制造成本的前提下,优化后针杆机构的运动误差和位移的均方差明显减少,运动精度的稳健性得到明显改善。

含2个S副间隙6-SPS机构奇异性分析

6-SPS机构位姿矩阵采用四元数法描述,并将该矩阵和矢量坐标扩展为4维形式,推导出无间隙机构的运动方程,得到了机构运动的新型雅克比矩阵J_A和J_B;在此基础上,利用连续接触模型得到了两个含间隙S副共连杆和异杆时机构的运动系数矩阵。分别把各个运动系数的行列式展开,得到含间隙机构第一类奇异和第二类奇异的轨迹方程,利用MATLAB得到了机构在给定位置时的第一类位姿奇异轨迹和第二类位姿奇异三维轨迹曲面;通过将两类含间隙机构奇异轨迹曲面的比较,发现机构间隙对第二类奇异的影响大于对第一类奇异的影响;在两类奇异轨迹中,当S副异杆时,机构间隙的影响均大于S副共连杆时的影响。以无间隙机构奇异轨迹曲面上奇异点作为参考点,通过含间隙机构奇异轨迹曲面上与参考点相对应奇异点的相互比较,发现存在一个关于参考点的奇异域。

含间隙弹性连杆机构的KED分析

将传统的KED分析方法与以牛顿法为基础的含间隙刚性机构二阶段模型相结合 ,建立了较为简洁的含间隙弹性连杆机构动力学模型 ,采用了KED求解思路 ,分析了运动副间隙和结构阻尼对弹性连杆机构动态响应的影响 ,算例表明 ,该方法是正确可行的。

基于冲击模型的含间隙高速凸轮机构动力学分析

为了提高含间隙高速凸轮机构动态性能。采用二状态冲击副模型模拟凸轮和从动件间的间隙,构建考虑阻尼的含间隙凸轮机构动力学模型。以摆线凸轮曲线为激振函数,采用有限差分法求解动力学方程。对含间隙动力学模型进行时域和频域分析,绘制相应的加速度时域和频域响应图谱,得出了阻尼比、周期比对动态响应的影响,并对常用的几种高速凸轮曲线进行动力学分析。得出:间隙存在会导致系统响应精度变差;间隙对从动件升程加速段的影响较小;对减速段和休止期影响较大;传统理论在间隙动力学中的应用存在局限性。

间隙对曲柄滑块机构灵敏度的影响研究

针对含间隙机构运动精度低、可控性差的特点,利用连续接触模型对含间隙曲柄滑块机构进行动力学分析,得出含间隙机构的动力学方程组,通过龙格-库塔法求解该方程组,得到机构的运动特性图像,并从自由度理论的角度对机构可控性差的原因进行分析。结果表明:机构间隙大小和机构自由度的可变性是影响机构灵敏度的两大因素。

含R副间隙6-RPS机构奇异性分析

采用四元数法描述了4维形式的6-RPS机构位姿矩阵,由此推导出理想机构的运动方程,得到了理想机构的新型雅克比矩阵JA和JB。在此基础上,利用连续接触模型得到了含间隙6-RPS机构的位姿矩阵J_(AR)和J_(BR)。根据四元数的性质,把矩阵JA和J_(AR)转化为8维方阵,使之适用于分析奇异位形。分别把J_(AR)和J_(BR)的行列式展开,得到含间隙机构的奇异轨迹方程,利用MATLAB得到了机构在给定位置时的第1类位姿奇异轨迹和第2类位姿奇异三维轨迹曲面。结果表明,机构间隙对奇异位形轨迹有影响;以理想机构奇异轨迹曲面上的奇异点作为参考点,通过与含间隙机构奇异轨迹曲面上与参考点相对应的奇异点的相互对比,发现在参考点附近存在奇异域。

含S副间隙6-SPS机构奇异性分析

采用四元数法描述6—SPS机构位姿矩阵,并把该矩阵和矢量坐标扩展为4维形式,通过推导无间隙机构的运动方程,得到了机构运动的新型雅克比矩阵JA和JB;在此基础上,利用连续接触模型得到了含间隙6—SPS机构的运动系数矩阵J_(AS)和J_(BS)。分别把J_(AS)和J_(BS)的行列式展开,得到含间隙机构第一类奇异和第二类奇异的轨迹方程,利用MATLAB得到了机构在给定位置时的第一类位姿奇异轨迹和第二类位姿奇异三维轨迹曲面。通过把两类含间隙机构奇异轨迹曲面的比较,发现机构间隙对第二类奇异的影响大于对第一类奇异的影响;以无间隙机构奇异轨迹曲面上奇异点作为参考点,通过含间隙机构奇异轨迹曲面上与参考点相对应奇异点的相互比较,发现在参考点附近存在一个关于参考点的奇异域。

基于ADAMS的《机械原理》课程设计实践与探索

《机械原理》课程设计是机械类专业本科生面向机构运动分析及设计任务培养解决复杂工程问题能力的主要实践过程。在传统课程设计任务的基础上,通过任务导向与自主学习相结合的方式,围绕ADAMS软件"做中学"、机构运动分析仿真以及含间隙机构运动分析拓展,实现了课程设计的新模式、新内容,有效提升学生对自主学习与协作、平面机构运动理论分析以及对新问题的探索等能力。

振动机械利用混沌振动的可行方案

分析了在振动机械中应用混沌振动的途径 ,基于含间隙机构的动力分析 ,提出了一种混沌振动机械的可行方案 .