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Structure design and characteristics analysis of a cylindrical giant magnetostrictive actuator for ball screw preload 被引量:1
1
作者 JU Xiao-jun LIN Ming-xing +2 位作者 FAN Wen-tao BU Qing-qiang WU Xiao-jian 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第7期1799-1812,共14页
In order to achieve automatic adjustment of the double-nut ball screw preload, a magnetostrictive ball screw preload system is proposed. A new cylindrical giant magnetostrictive actuator (CGMA), which is the core co... In order to achieve automatic adjustment of the double-nut ball screw preload, a magnetostrictive ball screw preload system is proposed. A new cylindrical giant magnetostrictive actuator (CGMA), which is the core component of the preload system, is developed using giant magnetostrictive material (GMM) with a hole. The pretightening force of the CGMA is determined by testing. And the magnetic circuit analysis method is introduced to calculate magnetic field intensity of the actuator with a ball screw shaft. To suppress the thermal effects on the magnetostrictive outputs, an oil cooling method which can directly cool the heat source is adopted. A CGMA test platform is established and the static and dynamic output characteristics are respectively studied. The experimental results indicate that the CGMA has good linearity and no double-frequency effect under the bias magnetic field and the output accuracy of the CGMA is significantly improved with cooling measures. Although the output decreased with screw shaft through the actuator, the performance of CGMA meets the design requirements for ball screw preload with output displacement more than 26 μm and force up to 6200 N. The development of a CGMA will provide a new approach for automatic adjustment of double-nut ball screw preload. 展开更多
关键词 ball screw preload cylindrical giant magnetostrictive actuator (CGMA) structure design output characteristics
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Reliability Based Design Optimization of Aero-Engine Spindle Ball Bearings 被引量:2
2
作者 杨静 孟德彪 +2 位作者 张小玲 汪忠来 许焕卫 《Journal of Donghua University(English Edition)》 EI CAS 2014年第6期853-855,共3页
Aero-engine spindle ball bearings work in harsh conditions which are affected by relatively complex stresses. One of the key factors which affects bearing performance is its structure. In this paper,we used reliabilit... Aero-engine spindle ball bearings work in harsh conditions which are affected by relatively complex stresses. One of the key factors which affects bearing performance is its structure. In this paper,we used reliability based design optimization method to solve the structure design problem of aero-engine spindle ball bearings.Compared with the optimization design method, the value of equivalent dynamic load using reliability optimization design method was the least by MATLAB simulation. Also the design solutions show that the optimized structure possesses higher reliability than the original solution. 展开更多
关键词 aero-engine spindle ball bearing complex stresses reliability based design optimization structure design
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等速节沟道磨削用椭球砂轮设计及优化
3
作者 王勇 项贺 +1 位作者 朱嘉敏 金平 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第3期380-384,共5页
为提高等速万向节中星形套椭圆形弧沟道的加工精度,在分析了万向节沟道结构的基础上,提出了一种椭球砂轮磨削星形套沟道的方案,针对此方案,对砂轮尺寸进行了设计计算,初步得到了椭球砂轮的基本尺寸;根据砂轮的实际磨削状态,对砂轮形状... 为提高等速万向节中星形套椭圆形弧沟道的加工精度,在分析了万向节沟道结构的基础上,提出了一种椭球砂轮磨削星形套沟道的方案,针对此方案,对砂轮尺寸进行了设计计算,初步得到了椭球砂轮的基本尺寸;根据砂轮的实际磨削状态,对砂轮形状进行了结构优化,为验证优化后砂轮形状的正确性,利用UG和VERICUT软件分别对球笼沟道磨床磨削沟道的加工过程和用新型椭球砂轮磨削沟道过程进行了模拟仿真,对比仿真结果,后者误差有所减小,从理论上验证了方案的可行性。 展开更多
关键词 弧沟道 砂轮设计 砂轮形状 结构优化 球笼沟道磨床 模拟仿真
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高速湿式离合器摩擦片表面微织构优化设计
4
作者 张琳 蒙华 +3 位作者 冯宇 赵晓龙 魏超 严运兵 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期320-328,共9页
湿式离合器是车辆传动系统核心元件,在高速分离状态下易出现摩擦片和钢片之间的碰撞摩擦,由此引起离合器带排转矩的急剧增大,影响其传动效率和可靠性。因此,本文以降低离合器高速段碰摩带排转矩为目标,对摩擦片表面微织构进行了优化设... 湿式离合器是车辆传动系统核心元件,在高速分离状态下易出现摩擦片和钢片之间的碰撞摩擦,由此引起离合器带排转矩的急剧增大,影响其传动效率和可靠性。因此,本文以降低离合器高速段碰摩带排转矩为目标,对摩擦片表面微织构进行了优化设计。首先提出了摩擦片表面任意微织构形线参数化建模方法;然后选取了微织构的数量、深度、周向占比、径向占比和形线参数,构建了微织构优化的设计变量、约束条件和优化目标函数,通过将试验设计、模拟近似模型和搜索寻优相结合,建立了摩擦片表面微织构优化设计模型;最后进行了微织构优化前后的带排转矩对比试验。结果表明优化后的微织构可显著降低高速段碰摩带排转矩,并大幅推迟摩擦副高速碰摩现象出现的线速度。 展开更多
关键词 湿式离合器 流固耦合 碰撞摩擦 带排转矩 优化设计
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注水井生产封隔器液压坐封球座的研制
5
作者 张继永 李越 +4 位作者 李英松 陈磊 时营磊 于冲 张洪波 《机械工程师》 2024年第3期150-152,156,共4页
在油气田生产过程中,注水管柱的生产封隔器采用钢丝作业投捞堵塞器或常规球座辅助封隔器坐封,存在占用井口时间、作业步骤多且容易受井型井况限制等问题。为解决此类问题,设计一种注水井生产封隔器坐封球座,并详细介绍其工作原理。球座... 在油气田生产过程中,注水管柱的生产封隔器采用钢丝作业投捞堵塞器或常规球座辅助封隔器坐封,存在占用井口时间、作业步骤多且容易受井型井况限制等问题。为解决此类问题,设计一种注水井生产封隔器坐封球座,并详细介绍其工作原理。球座本体在井下受到拉伸、扭转、内压、外压等复杂井况,利用ANSYS Workbench模块模拟井下实际情况并对所设计结构进行强度分析,仿真结果表明液压式坐封球座结构在强度上满足使用要求。最后,通过试验验证,所设计的坐封球座可应用于注水井生产封隔器的坐封。 展开更多
关键词 坐封球座 结构设计 强度分析 试验验证
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采煤机直动型离合机构的设计
6
作者 李祥君 邵梅 赵苏永 《煤矿机械》 2024年第1期17-18,共2页
针对采煤机传统型离合机构拨叉转动困难、操作不便等难题,设计了一种采煤机直动型离合机构。该机构采用直动型结构设计,能够通过推拉手把带动力矩轴轴向移动,省时省力地完成离合机构的操作,既能保证设备之间联接的可靠性,又能提高离合... 针对采煤机传统型离合机构拨叉转动困难、操作不便等难题,设计了一种采煤机直动型离合机构。该机构采用直动型结构设计,能够通过推拉手把带动力矩轴轴向移动,省时省力地完成离合机构的操作,既能保证设备之间联接的可靠性,又能提高离合机构拆装的便利性。根据煤矿井下实际应用结果,直动型离合机构延长了电机使用寿命,保证了生产安全性,提高了生产效率,具有极大的应用价值。 展开更多
关键词 采煤机 直动型离合机构 力矩轴 结构设计
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智能轴承自供电结构设计及仿真分析 被引量:4
7
作者 崔宝珍 王浩楠 +1 位作者 彭智慧 高乐乐 《轴承》 北大核心 2023年第1期17-22,共6页
针对旋转机械智能运维实时监测的工作需求,提出一种智能轴承自供电结构。根据电磁感应原理,该轴承结构从其旋转运动中采集电能,通过电压转换装置为轴承的传感器和无线传输组件供电,并将剩余的电能储存在超级电容中;建立有限元模型,通过... 针对旋转机械智能运维实时监测的工作需求,提出一种智能轴承自供电结构。根据电磁感应原理,该轴承结构从其旋转运动中采集电能,通过电压转换装置为轴承的传感器和无线传输组件供电,并将剩余的电能储存在超级电容中;建立有限元模型,通过与试验中不同转速下的有效电压进行对比验证模型的准确性;使用麦克斯韦电磁仿真软件,分析不同拓展环材料、气隙以及磁铁长度对电压值的影响。结果表明:在转速1758 r/min、气隙1.0 mm以及磁铁长度5 mm的条件下,可以得到10.65 V的有效电压以及1.04 W的最大输出功率,能够满足传感器和无线传输组件的正常工作要求。 展开更多
关键词 滚动轴承 深沟球轴承 结构设计 超级电容 电压有效值
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折返式弹支一体化球轴承刚度研究
8
作者 温朝杰 李万嘉 +2 位作者 李文超 张文虎 黄黎强 《轴承》 北大核心 2023年第5期6-12,共7页
基于赫兹接触理论、弹性流体动压润滑理论和滚动轴承动力学理论,建立了折返式弹支一体化球轴承的刚度计算模型,并使用SARB轴承动力学仿真软件进行求解。研究了径向载荷、轴向载荷、内圈转速等轴承工况参数以及鼠笼笼条宽度、厚度等结构... 基于赫兹接触理论、弹性流体动压润滑理论和滚动轴承动力学理论,建立了折返式弹支一体化球轴承的刚度计算模型,并使用SARB轴承动力学仿真软件进行求解。研究了径向载荷、轴向载荷、内圈转速等轴承工况参数以及鼠笼笼条宽度、厚度等结构参数对轴承及折返式弹支一体化球轴承刚度的影响,并与有限元法得到的刚度结果进行了比较,2种方法的偏差范围为5%~16%。研究结果为折返式弹支一体化球轴承的刚度计算和结构优化提供了理论依据。 展开更多
关键词 滚动轴承 球轴承 弹性支承 刚度 有限元分析 结构设计
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高尔夫球回收机器人结构设计与仿真分析 被引量:1
9
作者 韦明 王春玲 +3 位作者 陈自红 王良燕 王盛 王礼凡 《黑龙江工业学院学报(综合版)》 2023年第10期150-156,共7页
现有抓手式高尔夫球回收装置需对高尔夫球逐个抓取,拾取效率较低、容易抓取失败;且吸取式高尔夫球回收装置对卡在缝隙或角落里高尔夫球吸取效果较差。拟提出一种利用机械臂夹球和流体抽吸功能的高尔夫球回收装置,可实现有多种拾取模式切... 现有抓手式高尔夫球回收装置需对高尔夫球逐个抓取,拾取效率较低、容易抓取失败;且吸取式高尔夫球回收装置对卡在缝隙或角落里高尔夫球吸取效果较差。拟提出一种利用机械臂夹球和流体抽吸功能的高尔夫球回收装置,可实现有多种拾取模式切换,适用的场景范围更广,更加实用;且通过将吸球机构的抽吸管与夹球机构上的转动臂相对定位设置,机械结构更加简单,抽吸管可通过转动臂来带动实现进球口角度的定位调整,大大提高了拾球的可靠性和拾球效率,结构紧凑,设计巧妙、新颖,更加方便智能。 展开更多
关键词 高尔夫球 回收机器人 结构设计 仿真分析
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数字比例分流阀的结构设计及仿真分析 被引量:1
10
作者 田川 陈新元 陈志文 《液压气动与密封》 2023年第1期5-10,共6页
针对现有分流阀结构复杂、压力损失大、抗污染能力差、分流精度不稳定、分流比不可调等问题,该文设计了一种通过滚珠丝杆机构连接阀芯与伺服电机,通过伺服电机驱动的滑阀式数字比例分流阀。首先确定其工作原理和三维结构,然后对主要部... 针对现有分流阀结构复杂、压力损失大、抗污染能力差、分流精度不稳定、分流比不可调等问题,该文设计了一种通过滚珠丝杆机构连接阀芯与伺服电机,通过伺服电机驱动的滑阀式数字比例分流阀。首先确定其工作原理和三维结构,然后对主要部件的尺寸进行了设计,最后通过建模,利用仿真软件对阀芯结构进行比较分析,建立不同结构下阀芯位移和出油口流量的数值关系,及阀芯位移与分流比的数值关系。研究表明,当采用90°铣刀加工V型节流槽时该阀不仅结构简单、还具有分流比可调、线性好等优点。 展开更多
关键词 比例分流阀 滚珠丝杆机构 结构设计 仿真分析
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精密球体立式研球机的创新设计
11
作者 薛会民 薛应芳 +1 位作者 常建彬 赵凯茜 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第10期46-49,共4页
为提高精密球体的加工精度与加工效率,针对传统立式研球机的机械结构及加工特点,面向批量加工,设计了一种新型料盘外置式立式研球机。通过分析球体加工的运动原理,采用组合创新的方法,确定了新型研球机的总体机械结构,实现了总体方案的... 为提高精密球体的加工精度与加工效率,针对传统立式研球机的机械结构及加工特点,面向批量加工,设计了一种新型料盘外置式立式研球机。通过分析球体加工的运动原理,采用组合创新的方法,确定了新型研球机的总体机械结构,实现了总体方案的创新;根据新型研球机的总体结构方案,对其关键零部件进行了分析与设计;基于对球体几何运动的分析,采用数值仿真技术,对球面加工轨迹进行了仿真分析,结果显示,采用新型研球机研磨板对球体进行研磨加工,可以使球体表面研磨迹线的分布更加均匀。通过对机床总体结构方案及关键零部件的设计与分析,实现了研球机的创新设计。 展开更多
关键词 精密球体 研球机 总体结构 创新设计 数值仿真 研磨轨迹
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负压力角弧齿离合器铣齿机关键结构设计与加工仿真
12
作者 黄振振 蒋闯 《机床与液压》 北大核心 2023年第13期149-154,共6页
负压力角弧齿离合器因承载能力强、啮合性能好、传动可靠性高等优势,被广泛应用于重型卡车驱动桥主减速器总成中。对负压力角弧齿离合器加工用的专用铣齿机的关键部件设计技术进行研究,构建铣齿加工数学模型,根据加工特点开展刀具箱、... 负压力角弧齿离合器因承载能力强、啮合性能好、传动可靠性高等优势,被广泛应用于重型卡车驱动桥主减速器总成中。对负压力角弧齿离合器加工用的专用铣齿机的关键部件设计技术进行研究,构建铣齿加工数学模型,根据加工特点开展刀具箱、工件箱的结构功能分析,基于仿真软件建立等效机床模型,编制加工程序完成凸面齿与凹面齿的加工仿真与分析,验证了铣齿机设计方案的正确性。 展开更多
关键词 负压力角 弧齿离合器 铣齿机 结构设计 加工仿真
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多晶硅管路固定球阀的设计与优化 被引量:1
13
作者 丁远茂 刘杰 +2 位作者 张晓东 吴孔燕 韩品 《阀门》 2023年第4期400-403,共4页
介绍了多晶硅的性质以及多晶硅介质管路的工况特点,分析多晶硅管路对选用球阀的性能要求。分别对多晶硅管路球阀的主体材料及阀座密封面材料的选择、球体表面处理工艺进行阐述。对多晶硅管路固定球阀的结构进行分析,分别对阀杆轴套、阀... 介绍了多晶硅的性质以及多晶硅介质管路的工况特点,分析多晶硅管路对选用球阀的性能要求。分别对多晶硅管路球阀的主体材料及阀座密封面材料的选择、球体表面处理工艺进行阐述。对多晶硅管路固定球阀的结构进行分析,分别对阀杆轴套、阀杆与球体连接、阀座、球体等结构进行设计优化。最后对球阀进行性能试验,验证产品性能和使用寿命等满足工况需求。 展开更多
关键词 多晶硅 固定球阀 材料选用 结构 设计优化
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薄壁深沟球轴承的设计
14
作者 张煦 《哈尔滨轴承》 2023年第3期19-20,共2页
本文介绍了一种受安装尺寸限制,并具有高精度、耐低温、耐腐蚀性能的薄壁深沟球轴承。着重介绍了轴承的尺寸参数、保持架设计、材料选用及仿真校核。该轴承性能满足使用要求,相关技术可应用到其它领域。
关键词 薄壁深沟球轴承 结构设计 仿真分析
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电磁球式平衡系统平衡方法及结构设计研究
15
作者 吕恒志 张震 +1 位作者 梁警威 张朝阳 《机床与液压》 北大核心 2023年第9期139-143,共5页
针对电磁球式主动平衡系统,分析其工作原理,归纳钢球对应补偿能力的计算方法,讨论由已知不平衡量计算两个钢球相位的过程,并将多球情况按一定规则简化为两球情况,得到不平衡量和钢球数量、相位的关系。在特定转子直径下,建立平衡系统结... 针对电磁球式主动平衡系统,分析其工作原理,归纳钢球对应补偿能力的计算方法,讨论由已知不平衡量计算两个钢球相位的过程,并将多球情况按一定规则简化为两球情况,得到不平衡量和钢球数量、相位的关系。在特定转子直径下,建立平衡系统结构的三维模型,基于Ansoft Maxwell有限元分析平台,采用控制变量法依次研究了永磁体排布方式、直径、厚度和电磁结构对平衡转速和补偿量等的影响规律,最终完成了结构设计。结果表明:采用相邻永磁体极性相反交替排布,永磁体直径为6 mm、厚度为4 mm,电磁结构外壳长度略小于铁心长度时,平衡系统能取得较为合理的转速和最大补偿量。 展开更多
关键词 电磁球式 主动平衡系统 平衡方法 结构设计
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氧气管道用球阀的材料选用与分析
16
作者 吕东 丁远茂 +2 位作者 张晓忠 王永兵 吴程杰 《阀门》 2023年第2期221-224,共4页
介绍了氧气管道用球阀的材料选用依据,分析了氧气管道用球阀的结构设计,给出了氧气管道用球阀的防静电结构、禁油、脱脂处理及检验与试验方法。
关键词 氧气管道 结构设计 球阀 材料 脱脂
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双氧水管路球阀的设计与研究
17
作者 丁远茂 吕东 +2 位作者 张晓忠 甘风绳 刘杰 《阀门》 2023年第3期264-267,共4页
主要介绍双氧水介质管路的工况特点,分析双氧水管路对选用球阀的性能要求。阐述双氧水管路中球阀的材料选用、结构、工艺等方面的设计优化。
关键词 双氧水 球阀 材料选用 结构设计
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池州长江公路大桥主桥桥塔上横梁锚固结构设计 被引量:11
18
作者 文坡 张强 石建华 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期83-88,共6页
池州长江公路大桥主桥为主跨828m的双塔双索面单侧混合梁斜拉桥。桥塔上塔柱设置6道钢结构上横梁,上横梁均采用箱形断面,竖向中心距均为13.5m。单个钢横梁长7m、宽5.5m、高7m,划分为4个块段,各块段间采用M30高强度螺栓进行拼接。斜拉索... 池州长江公路大桥主桥为主跨828m的双塔双索面单侧混合梁斜拉桥。桥塔上塔柱设置6道钢结构上横梁,上横梁均采用箱形断面,竖向中心距均为13.5m。单个钢横梁长7m、宽5.5m、高7m,划分为4个块段,各块段间采用M30高强度螺栓进行拼接。斜拉索分组锚固于各道钢横梁横隔板之间的锚固构造内,形成索塔体外锚固体系。钢横梁端部与桥塔上塔柱接触位置设置预埋钢板,通过高强度螺杆及剪力钉将钢横梁与混凝土上塔柱牢固连接。每道钢横梁外部设置封闭钢珠结构。采用有限元软件对桥塔上横梁锚固结构进行受力分析,结果表明结构受力均满足规范要求。 展开更多
关键词 斜拉桥 桥塔 钢横梁 索塔锚固 连接构造 钢珠结构 结构设计 有限元法
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管线球阀功能的规范要求及其结构设计 被引量:3
19
作者 刘建峰 张绍华 +1 位作者 余宏兵 宋忠荣 《管道技术与设备》 CAS 2018年第1期30-33,58,共5页
针对用于长输油气管道的API 6D球阀设计的特殊性及关注点,介绍了管线球阀阀座的活塞效应原理,分析了API 6D规范对管线球阀的密封结构、功能要求、结构设计要点及功能影响因素,与API 608球阀在结构、功能、受力状态等方面进行了对比,并... 针对用于长输油气管道的API 6D球阀设计的特殊性及关注点,介绍了管线球阀阀座的活塞效应原理,分析了API 6D规范对管线球阀的密封结构、功能要求、结构设计要点及功能影响因素,与API 608球阀在结构、功能、受力状态等方面进行了对比,并通过工程实践,针对长输管道工程的特殊性,提出了管线球阀适应长输管道工况的结构设计方案及工艺措施。 展开更多
关键词 管线球阀 API 6D 功能要求 结构设计 密封结构 工艺措施
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基于一次性机械设计理论的滚珠丝杠舵机结构优化设计方法 被引量:3
20
作者 张佼龙 周军 周凤岐 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期678-684,共7页
舵机作为飞行器控制系统的执行机构,其寿命随飞行任务的完成而终结,属于典型的一次性机械零件。大功率传动使得舵机体积质量与承载能力之间的矛盾更加突出。分析某滚珠丝杠舵机大负载力矩下的破坏形式,确定螺母和拨叉为提高舵机承载能... 舵机作为飞行器控制系统的执行机构,其寿命随飞行任务的完成而终结,属于典型的一次性机械零件。大功率传动使得舵机体积质量与承载能力之间的矛盾更加突出。分析某滚珠丝杠舵机大负载力矩下的破坏形式,确定螺母和拨叉为提高舵机承载能力的关键部件。首先,结合一次性机械设计理论,采用有限元分析方法,对影响螺母承载能力的4个关键因素进行计算,仿真数据与理论模型及实际破坏形式高度吻合,进而明确各关键因素对螺母承载能力的量化影响程度,并给出结构优化方案。其次,应用结构超静定理论,将拨叉悬臂梁结构优化成超静定结构,在输出特性不变的前提下,大幅提高其强度和刚度,明确剪切及挤压破坏为拨叉的主要失效形式,并给出强度计算校核方法。最后,将结构优化设计方法用于某型号舵机研制,经性能测试,满足全部性能指示,证明基于一次性机械设计理论的结构优化设计方法在滚珠丝杠舵机中应用的有效性。 展开更多
关键词 一次性机械零件 滚珠丝杠舵机 结构优化设计
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