基于槽型凸轮传动的蓝莓采摘机设计与试验

为改善机械采摘蓝莓的果品质量,设计了基于槽型凸轮传动的蓝莓采摘机。样机关键零部件设计包括驱动元件计算与选择、传动系统减速比分配、凸轮运动曲线计算等,采用"反转法"推导凸轮廓形曲线,利用"角分线法"设计采摘系统末端执行装置。在ADAMS中建立采摘机模型,搭建仿真环境对采摘机进行动力学分析,研究凸轮设计参数、各杆件长度、驱动元件转速对采摘传动装置的影响。在种植园进行蓝莓采摘试验,得到槽型凸轮采摘机采摘效率4.6 kg/min、未成熟果实脱落率3.2%、成熟果实采净率83%、果实损坏率3.1%,对比分析得出:槽型凸轮采摘机的采果质量优于牵引式采摘机,采摘效率是人工采摘效率的13倍。

振动式蓝莓采摘机槽型凸轮传动装置的设计与分析

为研制振动式蓝莓采摘原理样机,对蓝莓采摘机的凸轮传动装置进行设计与分析,选择凸轮结构类型及轮廓曲线种类,建立凸轮曲线方程。在MATLAB环境下,依据槽型凸轮设计参数对其进行运动学、动力学仿真分析,以此为基础研制蓝莓采摘原理样机。并对槽型凸轮传动装置运行卡点问题进行研究,提出解决方法:将凸轮滚子双边倒角,并使其能够绕轴转动。经测试,修整后的采摘装置运行平稳,满足振动式蓝莓采摘机设计要求。

槽型凸轮数控加工工艺研究

本文主要研究平面槽型凸轮的数控加工工艺和加工方法,通过计算,分析以及实际的加工经验,确定出合理的工艺和方法,并利用Master CAM对其进行了建模、造型和仿真,并生成了NC加工代码,通过数控铣床进行实际的加工,证实了基于Master CAM软件的数控加工工艺,提高了凸轮的工艺设计效率、加工精度、加工效率,满足了生产发展的需要。

转套式配流系统凸轮槽型线对空化特性的影响

空化引起的振动和噪声会影响转套式配流系统性能和寿命,转套的凸轮槽型线与空化特性关系密切。在线性凸轮槽型线基础上提出了3种新的凸轮槽型线,建立了相应的型线方程,随着曲轴转动,线性型线对应的转套转角波动最小、样条型线最大。建立了系统空化流体力学模型,通过仿真,发现4种型线对应的最大气体体积分数均随工作转速升高单调递增,总体看来线性型线最好;空化占比随转速增大而升高,同转速条件下线性凸轮槽型线对应空化占比最小;容积效率随转速增加单调递减,开始比较平缓,速度较高时降低较快,总体看来线性型线对应的容积效率最高。

凸轮槽型线及入口压力对转套式配流系统空化特性的影响

转套式配流系统的凸轮槽型线与入口压力对系统的空化特性影响较大。基于线性、反正弦、正切和样条4种不同凸轮槽型线研究了入口压力对空化特性的影响,建立了系统空化流体力学模型。通过仿真可知,4种型线对应的最大气体体积分数均随入口压力增大单调递减,线性型线下降最为明显;空化占比随入口压力增大而降低,同一入口压力条件下线性型线对应空化占比最小;随着入口压力增大,容积效率单调递增,线性型线稳步提高,其余3种型线开始增大较快,入口压力较高时平缓上升。总体看来增大4种凸轮槽型线入口压力均可显著降低空化程度。

转套式配流系统凸轮槽型线及其运动学特性再研究

转套式配流系统是一种新型的配流系统,克服了传统阀式配流系统体积大、结构松散、容积效率低等缺点,转套内凸轮槽型线直接影响转套式配流系统的运动学特性。本文通过分析正弦凸轮槽型线不自锁条件,提出四种新型凸轮槽型线,并对四种型线下的转套和传动销进行运动学分析。结果表明:线性凸轮槽型线转套的角速度和角加速度的幅值最小,分别为203.1 rad/s、4.961×10^4rad/s^2,一个周期内存在两次冲击;线性凸轮槽型线下传动销径向速度和加速度最小,分别为-0.387 m/s、115.0 m/s^2,运动过程中不存在冲击。因此,线性凸轮槽型线为最佳选择。

关于摆杆槽道凸轮机构最小尺寸问题的研究讨论

通过系统分析力锁合F型、P型机构的各种可能组合情况,提出了所有可能的机构结构型式,圆满解决了摆动从动杆槽道凸轮机构的最小尺寸设计问题.

蓝莓采摘机振动采摘装置凸轮机构的设计与试验

为改变我国蓝莓种植人工采收现状,在课题组分析蓝莓植株生长形态、振动采摘机理的基础上,设计并研制蓝莓采摘原理样机。根据蓝莓采摘机的工作原理与运动要求,对采摘机构的核心部件-凸轮传动装置进行设计与分析,选择凸轮结构类型及外廓曲线种类,建立凸轮曲线方程。在ADMAS环境下,建立凸轮运动学模型并进行运动学仿真分析,制作了蓝莓采摘原理样机,并进行蓝莓采摘试验研究,得出凸轮转速与采摘机的采摘效率、未成熟果实采摘率、采摘果实破损率成正比,与未采摘成熟果实率成反比。

入口压力与转套式配流系统空化特性关系研究

针对转套式配流系统的容积效率下降所产生的振动和噪声,本文主要对凸轮槽型线及入口压力与转套式配流系统空化特性之间的关系进行研究。提出了4种凸轮槽型线,建立了配流系统的Singhal空化模型,并在YST380W型液压综合实验台上进行空化特性仿真实验。仿真结果表明,线性型线空化现象最弱,增大入口压力,线性型线的空化强度最低,样条型线下降趋势最明显;空化占比随入口压力的增大而减小,线性型线的空化占比最低,配流口处样条型线空化占比降低趋势明显,泵腔中样条型线和反正弦型线凸轮槽下降幅度较大;容积效率均随入口压力升高单调递增,线性型线的容积效率最高,且始终保持在92%以上。实验容积效率变化趋势与仿真模拟时基本一致,由于加工误差及转套与油壁之间强剪切作用等因素,实验数据略低于仿真模拟,最大误差为3.2%,在允许范围内。该研究为转套式配流系统的进一步优化设计提供了理论基础。

一种低脉动度脉动发生机构的优化设计

基于对心型低脉动度脉动式无级变速器的研究成果,提出一种用于此脉动式无级变速器的采用槽型凸轮连杆组合的脉动发生机构,详细阐述了其基本结构与工作原理,分析了该变速器的性能特征.系统研究了脉动发生机构的目标函数、设计变量和约束条件,建立其优化设计数学模型.利用Matlab的优化工具箱对其进行优化设计,得到了更加紧凑的参数设计,达到了优化设计的目的.