砂轮线速度对摆动磨削凸轮表面质量影响研究

通过摆动磨削对40Cr钢凸轮样件进行处理,分析砂轮线速度(50、60、65 m/s)对凸轮轴表面粗糙度、金相相织、硬度和残余应力等的影响规律。研究结果表明:随着砂轮线速度的增加,粗糙度呈现先增大后减小的趋势,凸轮轴表面金相组织基本不变,表面硬度呈现持续增加的趋势;y方向上的残余应力大于x方向上的残余应力,在热应力和机械应力的共同作用下,凸轮轴表面的残余应力呈现先增加后减小的趋势。综合考虑粗糙度、金相组织、硬度和残余应力,线速度为65 m/s凸轮轴样品的表面质量相较于其他砂轮线速度下更好。

轮胎侧向刚度对客车前轮摆振的影响分析

某型纯电动中型客车在良好路面高速行驶工况下出现方向盘小幅快速摆动,通过对前轮摆振形成机理进行分析,筛选出七个可能导致前轮摆振的因素,并用排除法对上述因素逐一分析确认,推测轮胎的特性参数存在差异可能是导致前轮发生摆振的原因。进一步通过对比测试故障车辆安装不同品牌轮胎时,方向盘Y向加速度的大小,确认导致车辆前轮出现摆振的原因为轮胎的特性参数存在问题。对比两款轮胎均匀性参数后发现,故障车辆匹配的轮胎因侧向力波动和侧向力偏移均较大、轮胎侧向刚度偏小,导致前轮摆振的幅值较大、前轮摆振系统稳定区域较小,是导致车辆出现前轮摆振的根本原因,最终通过更换其他品牌的轮胎有效解决车辆摆振问题。

空轨列车系统横向运动稳定性研究

采用多体动力学理论建立60自由度空轨列车系统动力学模型，模型考虑橡胶轮胎一轨道非线性相互作用特性，抗横摆减振器及空气弹簧等悬挂系统的非线性特性。利用等效线性化方法对非线性特征进行线性化形成单轨列车系统线性模型，通过系统根轨迹分析研究空轨列车系统稳定性。通过数值积分求解非线性模型的动态响应，基于此对空轨列车稳定性开展研究。结果显示：抗横摆减振器阻尼在10～1000kNs／m范围变动时，车体横摆阻尼比为0．6％～11％，为保证系统稳定，抗横摆减振器阻尼取值应大于200kNs／m，以确保车体横向摆动能够快速收敛。轮轨游间对转向架的横向摆动和横向加速度有显著影响，特别是当游间较大时，转向架通过和驶出曲线时将会产生较为显著的横向冲击振动，其横向振动频率与车体横摆频率相同。在轨道设计中应尽量不设置较大的轮轨游间，在必须设置时应该确保抗横摆减振器具有足够阻尼，并对导向轮轮胎刚度进一步优化，以便减弱转向架和轨道梁间的冲击振动。

锻造铝合金轮毂摆动辗压制坯工序数值模拟技术

锻造铝合金轮毂由于其优越的性能成为轮毂制造业发展的必然趋势。摆动辗压制坯工序是锻造铝合金轮毂生产工艺中一步重要的工序。本文使用DEFORM-3D软件对锻造铝合金轮毂摆动辗压制坯过程进行数值模拟,考察了主要工艺参数对成形过程的影响,并确定了合理的始锻温度480℃和压下速度10 mm.s-1。用已经确定的成形参数考察了Φ558.8 mm铝合金轮毂制坯工序成形力的大小为2335 kN,与实验结果2362 kN非常接近。数值模拟结果可以为开发该工序设备确定主参数提供理论依据。

铰接摆杆式大功率拖拉机原地转向仿真与实验

基于欧拉四元数,利用含拉格朗日乘子的增广矩阵法建立铰接式拖拉机12自由度原地转向多体动力学仿真模型。采用12个状态变量的状态方程对转向液压系统进行描述。运用Matlab对液压系统与空间多体动力学的联合仿真进行编程。并与铰接摆杆式拖拉机硬质路面上原地转向的实验结果进行了对比分析,验证了模型。通过实验与仿真研究,获得了拖拉机原地转向的动态特性,为铰接摆杆式拖拉机线控转向技术与自动驾驶技术提供了理论基础。

4JH-220型秸秆粉碎还田机的研制

针对棉花秸秆机械化粉碎还田作业中存在的问题,通过对比分析国内外棉花秸秆回收还田技术与装备的特点,综合考虑新疆棉花种植模式以及秸秆粉碎还田作业要求,研制出了基于新型自适应摆动尾轮与螺旋排列刀轴刀片结构的4JH-220型秸秆粉碎还田机,实现了秸秆粉碎还田的机械化作业。试验结果表明:装备结构合理、工作平稳、性能可靠。经检测,茎秆粉碎长度合格率达97.3%,留茬高度仅为71mm,抛撒不均匀度为15.6%,工作幅宽为2.2 m,生产率达到0.7 hm2/h,相关指标均优于国家标准。

轮式丘陵山地拖拉机扭腰姿态调整装置设计与试验

针对目前姿态调整式丘陵山地拖拉机只能实现静态调平和差高调平、调平精度低等问题,设计了一种轮式丘陵山地拖拉机扭腰姿态调整装置,该装置通过调整前后车身的相对转动来实现丘陵山地拖拉机对复杂路面的适应。首先,根据丘陵山地特殊作业要求,对拖拉机坡地作业稳定性进行研究,设计了扭腰姿态调整装置;然后,对扭腰姿态调整装置进行动力学仿真,建立轮式拖拉机模型并进行多工况动力学仿真分析,仿真试验结果显示,扭腰姿态调整装置最大转动角为15.2°,拖拉机纵向坡行驶保持稳定的最大倾角为23.2°,横向坡行驶保持稳定的最大倾角为16.8°;最后,进行了样机田间试验,田间试验结果表明,扭腰姿态调整装置平均转动角为15.03°,拖拉机最大纵向爬坡角为25.6°,最大横向爬坡角为16.2°;在坡度为15°的地面上,旋耕作业平均生产率为0.65 hm^(2)/h,犁耕作业平均生产率为0.36 hm^(2)/h,该拖拉机能够较好地适应丘陵山地环境,满足丘陵山地正常作业需求。

往复式切割器偏心轮曲柄摆杆机构运动仿真

阐述了往复式切割器的驱动机构——偏心轮曲柄摆杆机构的基本结构与工作原理,运用矢量方法对机构的运动规律进行了分析和理论推导,得出了机构的运动方程;利用动力学仿真软件ADAMS对该机构进行了运动仿真分析,得到了运动曲线图和对机架的激振力大小及变化规律。仿真结果表明：当输入转速为400 r/min时,切割器的运动周期是0.15 s,行程76 mm,速度为-1.5-1.73 m/s,加速度为-69.5-68.6 m/s^2;切割器运动时对机架产生的作用力为简谐载荷,当输入转速为469 r/min时,载荷大小为1 393 N。通过理论与仿真分析,为偏心轮曲柄摆杆机构的优化设计和动力学分析提供了理论依据。

铰接摆杆式大功率拖拉机单边越障动态特性仿真分析

根据铰接摆杆式大功率拖拉机整机结构,建立8自由度多体动力学仿真模型。结合农田作业中出现的单边越障情况,基于欧拉四元数,利用含拉格朗日乘子的增广矩阵法建立了动力学方程。运用Matlab软件对空间多体动力学仿真进行编程。在纵向、侧向,轮胎简化为动态参数的串联弹性阻尼元件。用迭代法求解轮胎和动压反馈装置油缸的作用方程以获得相应的作用力与拖拉机构件的形位和速度的非线性关系。通过数值仿真分析,得到了该工况下整机载荷和振动频率。研究表明,在产品设计阶段应充分考虑侧向和横摆加速度的影响,采用动压反馈装置的液压转向系统可减少整机振动并提高转向安全性。

多轴汽车同相位全轮转向摆振分析

利用ADAMS进行了多轴汽车同相位角阶跃输入响应分析,发现横摆角速度超调量和稳定时间增加,从而诱使汽车出现转向摆振,在此基础上通过分析车轮转角曲线,找到摆振原因,提出改进措施,并对每种措施的有效性进行了仿真分析。结果表明:适当增加悬架刚度、悬架双向阻尼系数、横向稳定拉杆刚度,并优化转向机构布置,可以降低转向摆振。

前轮驱动汽车滚筒试验台高速测试安全辅助装置研究

分析了前轮驱动汽车前驱动轮在滚筒试验台上高速运动时的不稳定性,阐述了前轮驱动车辆在高速检测项目中车身横摆现象的产生机理。开发了全自动前轮驱动汽车滚筒试验台高速测试安全辅助装置,有效地保证了前轮驱动车辆在滚筒试验台上进行高速项目检测时的安全性和测试数据的准确性。通过现场对比试验,验证了前驱动轮在滚筒试验台上运动不稳定性理论分析的正确性,证明了安全辅助装置设计的有效性和可靠性。

基于轮腿式探测车结构的搜救机器人设计与仿真

自然灾害或意外事故发生后,往往需要借助机器人来深入灾难现场探明情况或提供援助。通过参考已经成功应用的轮腿式行星探测机器人结构,针对灾后现场特殊非结构化地形,设计了一种5轮4摆臂结构的新型搜救机器人。通过对关键部件进行参数设计及静力学分析,验证了静态特征的合理性;对越障过程进行数学建模,得出了影响机器人越障高度的因素;对其进行虚拟样机仿真,验证了动态特征的合理性以及数学建模的正确性。最后,通过搭建实验平台,验证了所设计机器人的越障能力。为今后类似的轮式机器人设计提供了理论基础,具有一定参考意义。

两轮自平衡机器人转向稳定性优化研究

由于两轮自平衡机器人具有占地小、可零半径转弯等特点,该类机器人被广泛用于个人交通工具和机器人移动平台。当两轮自平衡机器人快速转向时,由于重心较高,机器人受离心力影响容易侧向倾覆。针对两轮自平衡机器人转向稳定性进行了分析,在此基础上为传统两轮自平衡机器人增加了摇摆自由度。利用摇摆自由度,机器人可以在转向时主动配置重心位置,进而提高了机器人转向稳定性和安全性。在建立机器人动力学模型基础上,设计了摆动自由度控制器,并通过实验验证了可行性而有效性。

前桥摆转转向四轮底盘转向机构的创新优化设计

解决农机底盘小地块作业效率低的问题,关键在于农机底盘须具有小的转弯半径且不用倒车操作即能实现转向的目的。本文提出前桥摆转转向底盘的可行性研究,前桥摆转转向机构需要具有的转动与浮动功能。为确定机构的合理性,通过采用机械运动方案创新设计的方案评价方法,对多方案优化设计进行对比,分析结果确定第三种方案是综合性较佳的方案;将转向机构与底盘进行装配处理后进行Pro/E的干涉检查,确定方案的可用性,为后续的底盘转向时转向机构动力学分析提供依据。

前桥摆转转向式四驱底盘驱动方式研究

研究前桥摆转转向式四驱底盘的行走轮在转向过程中角速度的变化规律,设计出合适的驱动方式可为该类底盘的应用设计提供参考。通过ADAMS软件对不同长宽比下行走轮角速度变化分析,得出长宽比越小,底盘后内外两侧行走轮之间的角速度变化趋势越大。为了满足底盘在转向过程中各行走轮的驱动要求,分析比较了机械式、电动式、液压式3种驱动方式,选择了液压驱动方式的方案。液压驱动系统采用4个液压马达分别驱动1个行走轮,第5个马达用做动力输出轴。系统采用一轴两液压油泵分别驱动4个行走轮马达和动力输出轴,利于动力输出轴与行走速度参数的匹配。两前轮液压马达采用串联形式并与两后轮液压马达并联连接。转向时,通过控制前内侧液压马达停转,后内侧液压马达随动,实现了前桥摆转转向,满足内侧后轮在转向过程中随着前桥摆转时的角速度与角速度方向的变化。通过物理样机试验验证,在无方向盘的操作下前桥摆转转向式底盘采用本设计的液压驱动系统,可实现良好的直线行走性能和任意角度摆转转向。

四轮底盘转向方式对工作行程率影响的研究

实现四轮底盘小半径转弯,提高小地块工作行程率可提高农业机械的作业效率。通过对现有的四轮拖拉机在小地块作业时转弯半径、地头宽度对空行时间的影响分析,得出提高小地块空行时间的关键是底盘要具有转弯半径小、不需要倒车便可直接驶入下一畦的转向形式。作者认为前桥摆转转向方式四驱底盘更加适合小地块作业。该底盘在转向时,通过控制前桥驱动轮的转动,使前桥主动围绕着前桥中心点的转向装置转动,带动底盘以任意角度转向。通过将前桥摆转转向式底盘的工作行程率与偏转式底盘相比较,证明前桥摆转转向底盘更能提高小地块工作行程率。

摆动转子压缩机受力分析与理论计算

在较大压差工况下,摆动转子压缩机比滚动活塞压缩机有更明显的优势。但由于其独特的结构,导致部件受力复杂,使实际设计计算缺乏理论依据。为此,本文对各部件受力进行了理论分析和数值计算。结果表明:气体力是影响大多数力变化的主要因素,部分运动部件之间存在较大的作用力;排气阀开启时刻,各作用力达到最大值;除气体力形成的负载力矩外,摆动转子与偏心轮之间的力矩是压缩机内的第二大负载力矩。

臂式斗轮堆取料机回转机构驱动功率的计算

介绍了臂式斗轮堆取料机回转机构驱动装置的结构型式,讨论了回转速度的确定,详述了回转机构等效静阻力矩的计算方法及驱动装置中电动机的计算与选型。

从偏轮抽油机改造看“下偏杠铃”的功效

应用“下偏杠铃复合平衡技术”对偏轮抽油机进行改造,不仅成功地解决了原机的可靠性问题,还充分展示了“下偏杠铃”平衡力矩在游梁式抽油机大摆角运行情况下对载荷力矩变化的高度平衡性(载荷同步平衡性),同时还能改善抽油机的受力状况和运动特征,从而为四连杆游梁式抽油机摆角设计规范的大幅度提高提供了实践和理论依据。

轮式装载机工作装置虚拟仿真研究

利用CATIA 3D建模软件,建立DL503型装载机工作装置三维模型,通过转化文件格式导入ADAMS环境中,进行工作装置连杆系统的仿真研究。确定模型关键点为参数化设计变量,以铲斗平移性为目标函数,同时建立边界约束函数和性能约束函数。进行模型的优化分析,求解出工作装置连杆机构最优设计方案,得到铲斗平动性的优化曲线,大大降低铲斗摆动角度,改善铲斗平移性指标。