高性能锻造操作机液压控制系统技术原理

高性能锻造操作机主泵采用并联工作方式,并配置大容量蓄能器,泵与蓄能器同时为执行机构供液,提高执行机构的响应速度并降低系统装机功率;采用无侧隙启停技术实现大质量车体的平稳启停、精确定位;采用钳杆负载自适应缓冲技术实现锻造过程中夹持锻件与压机同步;采用双速液压马达实现高力矩—低速度,或低力矩—高速度工作要求。

含有间隙的Wiener系统的非光滑卡尔曼滤波的状态估计

由于间隙具有记忆和多值映射的非光滑非线性特性,使得含有噪声的Wiener系统的状态估计变得比较复杂。本文在传统卡尔曼滤波的基础上进行改进,得到一种新的带有切换函数的非光滑卡尔曼滤波器来解决Wiener系统在工作时的噪声干扰问题。在输入信号以及所有参数都相同的条件下,分别用传统的卡尔曼滤波器和带有切换函数的非光滑卡尔曼滤波器对含有噪声的Wiener系统进行状态估计。仿真结果表明,传统的卡尔曼滤波器由于没有考虑间隙的特性,对系统状态估计误差要大于带有切换函数的卡尔曼滤波器对系统状态估计的误差值。因此,非光滑的卡尔曼滤波器对含有噪声的Wiener系统状态估计具有更为准确的效果。

无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的参数优化

无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动是一种能同时满足高精度、大载荷要求的新型环面蜗杆传动。为获得啮合性能优良的无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动,提出综合考虑传动齿面接触性能和润滑性能对该新型传动的几何参数进行优选。通过对蜗杆副齿面啮合参数如诱导法曲率、卷吸速度、润滑角以及滚子自转角等的数值计算,分析表征传动啮合性能的齿面接触参数的影响因素,进而确定该新型蜗杆传动优化设计变量的取值范围。以此为基础,建立以蜗杆副的滚子自转角及齿面综合系数为优化目标,建立以传动齿面润滑角、蜗杆轴的强度与刚度以及几何不干涉等为约束的优化设计数学模型,并用Matlab的遗传算法工具箱对数值算例进行求解。数值实例表明,经过几何参数优化的蜗杆传动,其齿面接触性能和润滑性能明显得到改善和提高。

基于遗传算法的无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的参数优化设计

为了获得良好的啮合性能,无侧隙双滚子包络环面蜗杆设计参数的选择是一个复杂而困难的问题。针对这一问题,建立了此蜗杆传动的一界、二界限曲线以及润滑角度和诱导法曲率方程;提出了一种在保证蜗杆刚度和强度的条件下,基于润滑角度和诱导法曲率等方程并利用道森(Dosen)公式建立多目标蜗杆优化设计函数的方法。根据优化函数的特点选用遗传算法对方程进行求解,得出了一组合理的优化设计参数,分析表明该组设计参数具有良好的啮合性能和润滑性能.该研究结果表明这种方法的有效性与可行性,且解决了无侧隙双滚子包络环面蜗杆设计参数尤其是滚子安装参数的优化选择问题,为进一步对该蜗杆的设计加工等研究提供了科学选择参数的方法,在推动该新型蜗杆的开发与研究方面具有重要意义。

无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的啮合分析

阐述了一种新型环面蜗杆传动——无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的结构和传动原理。应用空间啮合理论建立了该传动的啮合方程,推导了该新型环面蜗杆齿面方程和蜗轮接触线方程,并导出了传动的诱导法曲率、润滑角和自转角等计算公式。在大量的数值计算的基础上,分析了该传动的主要性能特点和影响该传动啮合性能的主要参数。

无侧隙双滚子包络环面蜗杆真实啮合齿面的理论研究

为获得无侧隙双滚子包络环面蜗杆三维真实啮合齿面,基于空间啮合原理建立了无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的数学模型,推导了蜗杆传动的齿面接触螺旋线方程.该方程与Pro/E软件结合,获得无侧隙双滚子包络环面蜗杆的真实啮合齿面.在此基础上将利用Matlab软件计算得到的蜗杆接触线与Pro/E软件拟合得到的蜗杆齿面对比分析.结果表明:蜗杆齿面拟合精度由蜗杆齿面接触螺旋线条数决定,当螺旋线为9条时,所获得的齿面反映了蜗杆的真实啮合齿面,拟合精度达到0.001 00 mm.

倾斜式双滚子包络环面蜗杆传动几何特性分析

为消除环面蜗杆传动齿侧间隙,提出倾斜式双滚子包络环面蜗杆传动,采取双排滚子错位布置,且滚子轴线与蜗轮径向倾斜一定角度.阐述了倾斜式双滚子包络环面蜗杆传动的工作原理,依据空间齿轮啮合理论和微分几何理论,采用运动学法建立了蜗杆副的静态坐标系及活动坐标系,推导了该新型环面蜗杆齿面方程,并导出了该传动的蜗杆轴向截面齿廓方程、法向截面齿廓方程、一界函数、螺旋升角等几何特性相关的方程及计算公式,分析了滚柱半径R、滚柱偏距c2、倾斜角γ等啮合参数对蜗杆几何特性的影响.结果表明:该新型传动蜗杆喉部齿廓非常接近直线,蜗杆不会发生根切和齿顶变尖现象.要使该传动保持良好的几何特性,R不宜超过12mm,c2在5～9mm之间,γ在18°～25°之间.

误差对无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动啮合性能的影响研究

为了研究误差对无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动啮合性能的影响规律,利用齿轮啮合原理首次建立了该蜗杆传动在误差状态下的啮合方程、润滑角方程和诱导法曲率方程,分析了蜗杆蜗轮轴交角误差、中心距误差、蜗杆轴向窜动误差、蜗轮滚子齿距角误差、蜗轮滚子偏距安装误差等对蜗杆润滑角、诱导法曲率的影响及变化规律。研究结果表明:蜗轮滚子偏距误差对蜗杆的润滑性能影响最大,轴交角误差对蜗杆接触性能影响最大,蜗杆中心距误差、蜗杆轴向窜动误差和蜗轮滚子齿距角误差对该蜗杆传动的接触性能影响较小,在制定加工工艺时应尽量减小齿距角误差和蜗杆蜗轮轴交角误差。本文的研究结果为制定合适的蜗杆加工工艺及进一步的相关研究奠定了理论基础。

准双曲面齿轮非线性振动分析

本文建立一个准双曲面齿轮单自由度非线性振动方程。方程中考虑了时变啮合刚度、传动误差和间隙,用打靶法和参数化法得到了周期解。

加工和安装误差对无侧隙蜗杆传动接触线及齿廓的影响

在具有加工和安装误差的情况下,为了研究各蜗杆参数对无侧隙双滚子包络环面蜗杆的齿廓及蜗杆齿面接触线的影响规律,建立了包含加工误差和安装误差的蜗杆传动啮合函数,建立了蜗杆齿面接触线及蜗杆齿廓方程,利用三维建模技术分析了蜗杆、蜗轮轴交角误差,中心距误差,蜗杆轴向窜动误差,蜗轮滚子齿距角误差,砂轮滚子偏距误差,转角误差等对蜗杆齿廓的影响,同时分析了在误差作用下蜗杆齿面接触线发生的变化,并进行了运动学仿真.研究结果表明:转角误差、砂轮滚子齿距角误差达0.5°时对蜗杆齿廓影响较为明显,即容易产生卡死现象;当蜗杆轴交角误差达0.5°时,整个蜗杆齿廓产生了严重变形,且蜗杆轴断面变为椭圆形,极易发生蜗轮轮齿折断现象;其他误差在1 mm以内时对齿廓及齿接触线的影响较小.

无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的啮合性能分析

基于空间啮合原理,建立了无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的啮合方程、接触线方程以及蜗杆的齿面方程,推导了该传动的诱导法曲率、自转角、润滑角及相对卷吸速度公式。基于MATALB开发了传动的啮合性能分析系统,分析了无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的滚柱半径、蜗杆喉径系数、滚柱偏距和齿周角等参数对传动啮合性能参数的影响。

无侧隙双滚子包络环面蜗杆快速设计系统

为了提高无侧隙双滚子包络环面蜗杆实体建模的精度和效率,在对该蜗杆传动副的数学模型和齿面接触螺旋线方程进行深入分析的基础上,提出了基于实例推理技术和事物特性表技术的产品快速设计方法。首先采用高级语言在三维CAD平台中进行了二次开发,并采用SQL Server数据库技术建立了事物特性表;然后将二者集成构建了无侧隙双滚子包络环面蜗杆的快速设计系统;最后通过具体设计示例验证了该系统的正确可靠。

时变刚度和齿侧间隙非线性对齿轮系统振动的影响

建立包含时变刚度和齿侧间隙的单对齿轮系统振动模型,推导综合考虑时变刚度、齿侧间隙、传递误差等非线性因素的振动微分方程。运用四阶Runge-Kutta方法计算系统在无冲击、单边冲击和双边冲击状态下,系统参数、载荷参数对系统振幅及稳定性的影响。数值仿真表明:考虑时变刚度、齿侧间隙等非线性因素时齿轮系统具有复杂的振动特性。

谐波齿轮负载侧隙和啮合力分布规律研究

为更真实地反映负载工况下谐波齿轮的啮合特性,提出了一种基于空载侧隙和周向线性啮合刚度的理论迭代算法,用于计算随负载变化的负载侧隙和啮合力分布。利用精确算法计算了装配状态下的空载侧隙;建立了三维实体单元的柔轮有限元模型,在柔轮齿上逐一施加啮合力,利用接触分析求解了双圆盘波发生器作用下反映柔轮齿廓啮合点周向刚度特性的啮合刚度矩阵;根据装配状态下的空载侧隙,迭代计算了在逐步增大的刚轮转动位移下的负载侧隙、啮合力及负载扭矩。由于理论算法无法考虑啮合刚度的非线性影响,为验证本文算法,利用有限元非线性接触分析方法,通过定义齿廓间的接触关系,数值求解了负载侧隙和啮合力。对比研究表明:在额定工况下,理论算法给出的啮合力分布与有限元分析结果基本吻合,但当负载较大时,理论算法的啮合刚度偏大,造成啮合力幅值偏高。

齿轮传动法隙的虚拟变位研究

由虚拟移和虚功的启示,引入了虚拟变位的概念;建立了齿轮传动中的虚拟变位原理;论述了虚拟变位原理在渐开线齿廓的几种类型齿轮传动法向齿侧间隙计算中的应用;据此导出了内啮合、外啮合齿轮传动在无侧啮合中心距遭到破坏时非工作齿面法向齿侧间隙的各种计算公式。

无间隙极限环的超精密机床伺服控制技术研究

超精密机床伺服系统中 ,间隙非线性环节是影响系统性能的主要原因。为消除间隙非线性的影响 ,本文提出了双回路的控制方法 ,有效地防止了系统中自持振荡的产生。将该方法应用于实际系统中 ,得到了闭环定位时系统的最大稳态输出误差小于±2 0

用虚拟变位原理研究锥齿轮传动的法向侧隙问题

应用虚拟变位原理,论述了渐开线直齿圆锥齿轮传动当轴线夹角δ略变大造成大端略有分离时,大端法向侧隙计算的理论基础,导出了各种较为实用的直齿圆锥齿轮传动大端法向侧隙计算公式,供锥齿轮传动的理论研究及设计之用。

一种改进的齿轮非线性动力学模型

在考虑齿面摩擦、齿轮时变啮合刚度和齿侧间隙的情况下,推导出了改正的齿轮副系统的非线性动力学模型,应用符号运算软件,编写符号运算程序,得到了齿轮副非线性振动微分方程。该模型在计算摩擦力时,考虑了载荷在啮合区的动态分配,并根据啮合区单双齿交替的特点提出用周期扩大法建立摩擦力、齿轮时变刚度的模型,改正的齿轮非线性动力学模型是一个周期系数分段线性的非自治系统,与以前所建立的模型相比,该模型的参变系数是具有相同周期的周期函数,新的齿轮非线性动力学模型的建立为求解时变的齿轮动力学方程近似解析解带来方便。

内啮合齿轮传动法向齿侧间隙的几何求法

通过几何分析得出了内啮合渐开线齿轮传动中心距略变小时,非工作齿面法向齿侧间隙的计算公式,利用几何关系导出了此种公式的几种表达形式,供设计者在齿轮传动设计时选用。

无侧隙双滚柱包络环面蜗轮副几何参数的优化设计

针对普通蜗杆传动的不足,提出了一种新型无侧隙双滚柱包络环面蜗杆传动。阐述了无侧隙双滚柱包络环面蜗杆传动的原理,通过对无侧隙双滚柱包络环面蜗轮副强度及使用寿命的影响因素的分析,运用等强度原理建立了优化设计模型,并利用Matlab软件中求解约束极小值的优化工具箱函数fmincon进行优化计算来求得最优解,最后完成了蜗轮副主要几何结构参数的优化设计。