扭转板簧储能机构设计

在有限空间、最大工作力矩和使用频次少的工况下,进行了可单人操作储能机构设计。根据负载扭矩、工作力矩计算板簧扭矩,并结合工程实际确定板簧数量。经实际检验,在多项限制条件下此机构能够完成单人操作,同时也给出类似工程问题的设计流程。     

一种轻便大扭矩扳手的设计

设计了一种新型轻便的扭矩扳手,适合单人操作而且可以轻松准确地读出不同预紧力。采用机械式蜗轮蜗杆传动．与其他力矩扳手相比具有体积小、重量轻、结构简单、操作方便的优点。     

在狭长空间内进行螺纹攻丝的辅具设计

采煤机有一类电控箱体,由于设计需要,有几个防爆螺纹孔不但靠近墙壁,且位于深、狭小的空间内,因此螺纹攻丝时工人操作非常困难.为解决操作不便、费时费力等实际问题,设计了一种攻丝辅具,利用加长顶尖将丝锥定位,利用扭矩套筒传递力矩并带动丝锥攻丝.     

新型纯扭矩加载器的设计及结构优化

针对现有精密小扭矩传感器扭矩标定中存在的精度低、误差大、所加载的扭矩非纯扭矩等问题,研制出可以加载纯扭矩的加载器(加载范围为0～16.068N·m),该装置采用柔性铰链结构作为导轨机构,只需要加载一个力即会产生一个平衡对称的纯扭矩.柔性铰的尺寸参数和位置参数是该装置设计的关键,通过采用ANSYS软件对初始设计参数进行结构优化计算,确定了其最优参数.通过实验分析,验证了所设计的新型纯扭矩加载器的精度、线性度和重复性均优于传统的扭矩加载机构,且具有结构简单、制作方便的优点,可以在工程实际中使用.     

悬臂式掘进机回转机构虚拟样机优化设计

通过对悬臂式掘进机回转机构工作原理的分析,采用三维建模软件SolidWorks完成该机构的参数化虚拟样机创建,并通过在SolidWorks Motion中进行运动学及动力学仿真确定了回转力矩与摆角的关系.按照保证基本驱动载荷的条件下,稳定性尽可能好的原则,以最大回转扭矩与最小回转扭矩之差最小为目标函数,建立了回转半径、回转中心至油缸固定点距离、两油缸固定点间距、两油缸移动点和回转中心连线夹角共四个设计变量的回转机构优化设计模型。用SolidWorks软件平台上的优化设计模块完成了对实例的优化设计.结果表明,优化方案的稳定性和结构紧凑性均得到提高,说明该优化方法对悬臂式掘进机回转机构设计有一定指导意义。     

舵机刚度及间隙测试设备的设计与研究

基于平行四杆机构设计了一种大扭矩的舵机刚度及间隙测试设备。对控制系统的硬件组成和软件结构进行了分析设计,以可编程多轴运动控制器为控制核心,通过传感器测量作为反馈值,采用力矩、位置、电流三闭环控制策略,能够稳定准确地对被测舵机施加静态与动态扭矩,从而可以测得舵机刚度及间隙。研制了实际测试设备,并对模拟舵机进行了试验测试,验证了本设备机械机构设计的合理性和控制策略的可执行性。     

基于LabVIEW的工程装备大扭矩测试系统设计与研究

基于平衡法测试工程装备(如旋挖钻机)动力头输出的大扭矩,设计出一种主要由动态加载机构、液压动力站、冷却系统及电气控制系统4部分构成的试验装置,实时检测动力头大扭矩与转速是否达到设计要求,弥补现有测试大扭矩技术的不足。LabVIEW虚拟仪器界面实时显示系统工作参数,验证在不同工况下,动力头扭矩值、转速值与理论计算值误差均在3.5%以内。     

轴向振动工况下切槽式螺母的防松性能研究

针对全扭矩工况(螺栓预紧力矩均为设计值)、欠扭矩工况(螺栓预紧力矩均为设计值的20%)和部分欠扭矩工况(其中一组对角螺栓预紧力矩为设计值,另一组对角螺栓预紧力矩为设计值的20%),系统开展了轴向振动载荷作用下切槽式螺母的防松性能研究;全扭矩工况下研究了切槽处裂纹对切槽式螺母防松性能的影响,利用体式显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)等微观分析设备分析裂纹的扩展情况。结果表明:在三种预紧工况下,全扭矩时螺母具有良好的防松性能,但在欠扭矩和部分欠扭矩工况下螺母的防松性能降低,且后者更为严重;螺栓的松动过程可分为两个阶段:第一阶段是螺栓轴向力快速下降,原因是材料发生塑性变形和螺纹接触面应力重新分布;第二阶段是螺栓残余预紧力缓慢下降,原因是螺纹接触面发生微动磨损。此外,切槽处裂纹会降低螺母防松性能,通过微观分析表明裂纹试验后出现明显扩展。     

缝纫机的扭矩测量

一、扭矩测量的现状 扭矩是一个综合反映机械特性的机械量。 缝纫机的机构比较复杂,扭矩应是缝纫机的一项重要考核指标。缝纫机扭矩测量特别是缝纫机转动扭矩的测量,近年来已普遍引起国内各缝纫机研究单位、制造行业和检测部门的重视。然而,由于长期来没有缝纫机转动扭矩的专用测试手段,扭矩指标只能测量静力矩(或称起动力矩)。     

缩比验证机轴对称矢量喷管设计与验证

在某缩比验证机推力矢量系统研制中,首先采用两套电动舵机驱动的连杆机构的设计方案,实现了矢量喷管的轴对称偏转.通过分析矢量喷管偏转过程中作动机构受力关系和运动关系,得到舵机需提供的最大扭矩与最大铰链力矩的关系.分别采用工程估算和CFD数值模拟两种方法对矢量喷管偏转产生的铰链力矩进行了计算.通过地面试验和飞行试验验证了所研制的轴对称推力矢量系统满足工程应用要求.     

New nonlinear stiffness actuator with predefined torque‒deflection profile

A nonlinear stiffness actuator (NSA) could achieve high torque/force resolution in low stiffness range and high bandwidth in high stiffness range, both of which are beneficial for physical interaction between a robot and the environment. Currently, most of NSAs are complex and hardly used for engineering. In this paper, oriented to engineering applications, a new simple NSA was proposed, mainly including leaf springs and especially designed cams, which could perform a predefined relationship between torque and deflection. The new NSA has a compact structure, and it is lightweight, both of which are also beneficial for its practical application. An analytical methodology that maps the predefined relationship between torque and deflection to the profile of the cam was developed. The optimal parameters of the structure were given by analyzing the weight of the NSA and the mechanic characteristic of the leaf spring. Though sliding friction force is inevitable because no rollers were used in the cam-based mechanism, the sliding displacement between the cam and the leaf spring is very small, and consumption of sliding friction force is very low. Simulations of different torque‒deflection profiles were carried out to verify the accuracy and applicability of performing predefined torque‒deflection profiles. Three kinds of prototype experiments, including verification experiment of the predefined torque‒deflection profile, torque tracking experiment, and position tracking experiment under different loads, were conducted. The results prove the accuracy of performing the predefined torque‒deflection profile, the tracking performance, and the interactive performance of the new NSA.     

线性压缩机盘簧及组件性能分析

现有压缩机用板弹簧刚度小、使用数量多,因此设计了一种盘簧.采用有限元法(FEM)对比了盘簧和柔性板弹簧的刚度,并从8种不同臂形的盘簧中确定了3种性能较优的臂形;分析了弹簧组的9种布置方式,发现将盘簧放置在两等厚柔性板弹簧之间时支撑性能较好;采用响应面目标优化法对弹簧组间距进行优化,优化后的径向刚度增大了37.5％;对优...     

断路器弹簧操动机构双四杆机构优化设计

断路器弹簧操动机构中四杆机构的结构参数直接影响着断路器动触头的速度和位移。很多厂家在生产弹簧操动机构过程中,四杆机构设计较多为经验设计,需要不断试验、修改、比较。为适应实际生产过程中不同机构输出要求,能够快速准确给出四杆机构系统的理论设计方法和修改方案尤为重要。文中通过分析四杆机构与断路器弹簧操动机构的输出特性的关系,按照输出力特性设计铰链四杆机构结构参数。基于粒子群优化算法求解计算结果,运用MATLAB编程设计图形用户界面。图形用户界面中通过调整相应参数可以快速修改方案并得到计算结果,使弹簧操动机构四杆机构设计直观方便。     

十字片簧弹性支承机构的设计

首先建立了接触式台阶测量仪中关键部件———十字片簧支承的杠杆机构的数学模型并对其进行初步设计。直片簧应力有限元分析表明 ,该结构应力分布很不均匀 ;经片簧参数的改进设计 ,得出变截面片簧的设计参数。 0 .2N外加载荷作用下 ,采用Algor有限元软件分别对变截面片簧进行仿真实验 ,最大、最小应力之比由直片簧的 3 1.4降低为7.7,扭转刚度为 0 .0 6N·m ,测量力变化率为 3 6.6N/m ,极大地改善了该机构的机械特性     

某车载雷达俯仰平衡机构设计

为实现某车载雷达天线阵面在运输状态和工作状态下的俯仰翻转功能,设计了俯仰平衡机构。扭簧和 四连杆相结合的力矩平衡机构平衡天线阵面的重力矩,蜗轮蜗杆与俯仰电机等结合的锁定及驱动机构实现对天 线阵面的位置锁定及翻转驱动。对扭簧和四连杆的结构设计及分析表明,力矩平衡机构能够平衡天线阵面的重 力矩,从而使得锁定及驱动机构承载较小,能够满足翻转机构的轻量化、快速响应性和易维护性等设计要求。     

Investigation of friction in dual leaf spring

The paper presents the study of the operation of the prototype of the dual leaf spring that consists of a four-leaf main spring and a two-leaf auxiliary spring under the action of a cyclic load close to the actual operating conditions of a car suspension. The importance of friction in an operation of this type of structure has been mentioned; numerical methods and an experimental facility for studying the effect of friction on the spring operation have been considered. The investigation results have been presented in the form of summary tables, color-coded images, and diagrams of the temperature distribution for measuring points located on single leaves of the double spring. The methodology of experimental studies and the used equipment made it possible to evaluate the effect of friction and accompanying thermal stresses during the operation of the dual leaf spring.     

部分柔顺翅翼机构及其动力学分析

提出将包含"固定-铰接"的柔顺片段的部分柔顺机构作为微扑翼飞行器的翅翼机构。在简要介绍刚性、含弹簧和部分柔顺三种翅翼机构的结构和特点之后,利用伪刚体法对部分柔顺翅翼机构进行了动态静力分析,并将结果与相同条件下刚性及含弹簧的翅翼机构进行了比较。研究表明部分柔顺和含弹簧的翅翼机构都能明显地减小刚性翅翼机构的运动副反力和平衡力矩的峰值,而在一周期内部分柔顺翅翼机构运动副反力和平衡力矩的平均值比含弹簧翅翼机构的平均值的要小。通过验证,这些结论在不同的曲柄转速下是相同的。     

Dynamics of a four-bar mechanism with clearance and springs - Modeling and experimental analysis

This paper presents a study of the dynamic behavior of a planar four-bar mechanism with clearance. A spring was added to improve the dynamic response of the mechanism with clearance. Simulations and experimental tests were carried out to show the improvement of the dynamic behavior using this simple yet effective solution. The simulation was performed under MATLAB and ADAMS. An experimental set-up was designed and built to achieve the experimental validations. The presented results show that the added spring improved the dynamic behavior of the mechanism by keeping a continuous contact between the journal and the sleeve despite the presence of the clearance. The effect of the spring on the input torque was also investigated. It is shown that the spring increases the maximum value of the torque. Optimization was performed to determine the best parameters of the spring that reduce the effect of the clearance while minimizing the increase of the input torque. The optimized system was tested at different speeds to show the effect of the speed on the dynamic behavior of the optimized system.     

手动进给机构设计

主要介绍了数控钻铣床手动进给机构的工作原理,分析了机构中平面蜗卷弹簧的弹簧顶紧圈数和弹性系数选择与进给手柄上力矩及步进电机所需驱动力矩的关系。     

具有等厚主片变截面钢板弹簧优化设计

建立了具有等厚主片少片变截面钢板弹簧优化设计模型,探讨了利用最优化方法进行具有等厚主片少片变截面钢板弹簧设计可靠性,并以某轻型客车前悬架刀例,设计了变截面钢板弹簧。