张紧器布置对多楔带附件驱动系统动力性能的影响

多楔带附件驱动(Serpentine Belt Accessory Drive,SBAD)系统设计时,张紧器有效系数越大则张紧器维持带中张力稳定的能力越强。文中首先建立了张紧器有效系数表达式,并对其性能进行了分析;研究了张紧器布置对SBAD系统动力性能的影响;以张紧器有效系统最大、带段最大横向振动幅值最小为目标对张紧器布置进行了优化设计。研究表明:张紧器的安装位置越靠近从动轮,越远离SBAD系统中心,对控制带段的横向振动越有利,但张紧器维持带张力稳定的能力变差;张紧器存在一特殊安装角,此时带段横向振动幅值最小,张紧器有效系数也最小;提出的张紧器布置的优化设计方法为实际工作中合理布置张紧器提供了参考。     

多楔带附件驱动系统中张紧器布置的优化设计

张紧器布置参数(包括张紧器安装位置和安装角)影响多楔带附件驱动(Serpentine Belt Accessory Drive,简称SBAD)系统动力性能。为控制SBAD系统振动,以张紧器布置参数为设计变量,以张紧器有效系数最大、带段横向振动幅值最小为目标建立多目标和单一目标两种优化模型。对一带轮SBAD系统进行优化,通过对比两种优化方案的优化结果和计算过程,指出引入权重系数的单一目标优化法的有效性。     

多楔带传动系统轮——带振动的实测与计算方法研究

以一典型的由驱动轮、从动轮、张紧器和多楔带组成的三轮—带系统为研究对象,并对多楔带传动系统中轮的旋转振动、带的横向振动、张紧臂的摆动角度进行实测。针对三轮—带传动系统轮—带耦合振动,建立相应的数学模型。模型中,将带简化为轴向运动弦线,计算时应用Garlerkin法将带的时间—空间连续方程离散成为时间函数与空间函数之积。计算从动轮旋转角度波动、从动轮—带的滑移率、带段中点的横向振动位移、带横向振动的固有频率,并和试验值进行对比分析。结果表明,计算值与实测值吻合较好,从而计算模型和测试方法的正确性得到验证。该测试方法和计算方法对诸如发动机前端附件驱动系统等复杂的多楔带附件驱动系统动态特性的设计具有参考价值。     

回转梁动力学方程求解的数值方法研究

考虑驱动力矩、重力、哥氏力、运动阻力和惯性耦合力，根据考虑横向弯曲变形的Euler-Bemoulli细梁模型，并考虑离心力作用下的拉伸变形，建立回转运动梁的动力学模型。将梁根部的回转角度分解为整体刚性运动回转角度和刚体运动和柔性运动激发刚柔耦合回转角。将梁的柔性振动位移也分解为由整体刚性回转角所激发的动力激励振动和刚柔耦合回转角运动及刚柔耦合项共同激发的刚柔耦合振动。整体刚性回转角和动力激励振动，通过数值方法(如龙格-库塔法)求解，而将刚柔耦合回转角和刚柔耦合振动，通过奇异摄动法求解。通过数值方法和奇异摄动法相结合的方法，能够正确计算刚柔耦合回转角及其对梁振动位移的影响，更精确、深入地分析回转梁的动力学特性。     

考虑附加质量的中心刚体-柔性悬臂梁系统的动力特性研究

对考虑附加质量的中心刚体-柔性悬臂梁系统的动力特性进行研究.首先采用Hamilton原理和有限元离散化方法,在计入柔性梁由于横向变形而引起的轴向变形的二阶耦合量的条件下,给出该系统的刚柔耦合动力学方程(即一次近似耦合模型),以及相应的非惯性系下的动力学模型,然后通过数值仿真对系统的动力特性进行研究.仿真结果显示,即使是小的附加质量也会对系统动力特性产生重要影响,附加质量使得梁的响应幅值变大和响应频率降低,且会影响柔性梁和中心刚体的终点位置.附加质量的影响随系统大范围运动的角速度的增大而变大.当系统大范围运动为低速时,传统的混合坐标模型仍然会导致较大误差;当系统大范围运动为高速时,传统的混合坐标模型存在失效的可能.     

轴向运动带的横向与纵向非线性振动

研究轴向运动带的横向和纵向自由振动问题。利用Hamilton原理,建立轴向运动带横向和纵向自由振动的耦合动力学模型。基于Galerkin方法对轴向运动带系统模型的状态变量作离散,得到带有非线性项的常微分方程组。通过数值仿真,给出轴向运动带的横向振动与纵向振动比较,轴向运动速度对带的横向振动和纵向振动的影响,以及初张力对带的横向振动和纵向振动的影响。     

基于刚柔耦合动力学的旋转悬臂梁的频率转向与振型转换特性

对旋转悬臂柔性梁的刚柔耦合一次近似模型的频率转向和振型转换特性进行研究,在精确描述柔性梁非线性变形基础上,计入柔性梁由于横向变形而引起的纵向缩短项,即二阶非线性耦合变形量,利用Hamilton变分原理和Rayleigh-Ritz假设模态法,推导出考虑"动力刚化"效应的一次近似耦合模型。引入量纲一参量,对耦合模型做归一化处理,利用状态空间法求解考虑横纵耦合效应的悬臂梁的固有频率和模态振型。研究发现,耦合效应对旋转悬臂梁固有频率的影响随旋转角速度的增大而变大;相邻两阶模态间存在频率转向,并在转向的过程中伴随着振型转换;相隔多阶模态间存在传递性频率转向,并在转向传递过程中伴随着振型转移;相邻两阶模态间还存在多次频率转向。     

大功率高速行星齿轮减速器动态特性计算研究

针对某NGW型大功率高速行星齿轮减速器,采用集中质量法将减速器各运动构件简化为集中质量,各个构件之间以及构件与机架之间的连接简化为弹性元件,整个系统简化为一个弹簧质量系统.建模中考虑了齿轮类构件、行星架组件的质心沿横向和纵向的振动位移以及构件由于扭转振动产生的角位移,最终建立了系统的扭转一横向振动耦合模型.通过求解动力...     

高速凸轮机构动力稳定性的分析与实验研究

文中对凸轮推杆系统的动力稳定性进行分析,在理论和实验的基础上建立了一种新的动力学模型,其中考虑了推杆的纵向和横向运动及其相互影响,导出了描述该系统的两个耦合的运动偏微分方程,经过简化得到一个描述推杆横向振动的变系数偏微分方程。应用Галеркин方法导出Hill方程组。根据Floquet理论,寻找Hill方程周期解存在之条件,得到临界频率方程,将此方程的求根问题转换为相应方阵的特征根求解的问题,简化了计算。在此基础上编制了计算程序,以确定动力不稳定区域。文中并以FG-1型柴油机的配气机构为例进行了理论计算和实验研究。     

磁悬浮轴承-转子-基础系统的耦合动力学模型

建立了磁悬浮轴承-转子-基础系统完整的机电耦合动力学模型.除了人们通常考虑的陀螺效应、控制系统的电学微分方程、传感器与磁轴承非共点安装对系统性能的耦合影响外,着重考虑和增加了基础横向振动对系统动态特性的影响,该模型可用于五自由度磁悬浮轴承-转子-基础系统的机电耦合动力学生能研究.     

多楔带传动系统的频率灵敏度分析

为了对实际多楔带传动系统进行振动分析与设计优化,系统地研究多楔带传动系统的固有频率对关键设计参数的灵敏度。给出反映带轮、张紧臂等离散部件转动振动与各段皮带这类移动弹性体横向振动之间彼此耦合的运动方程。根据方程耦合与否以及求解的需要将该系统一分为二。对于具有运动耦合的子系统,建立矩阵形式的自由振动方程,推导出固有频率对设计参数的灵敏度表达式,由此导出固有频率对自动张紧机构设计参数和皮带传动速度的灵敏度的显式计算式。针对一多楔带传动系统,计算固有频率对张紧臂长度、扭转弹簧刚度、安装角以及带速的灵敏度,并运用有限差分法结果予以验证。     

阻尼多楔带传动系统建模及带滑移控制分析

考虑多楔带的阻尼特性和带在带轮上的蠕变对带张力的影响,建立了阻尼多楔带传动系统旋转运动模型,给出了带张力和各带轮的旋转角位移的数值计算方法,并引入了滑移因子预测滑移现象的发生.分析研究多楔带阻尼对系统运动特性的影响,及当多楔带传动系统结构参数确定时,张紧器预载荷、安装角对带滑移的影响.建立的阻尼多楔带传动系统旋转运动模型和数值求解方法为带传动系统的研究提供了理论依据,对带滑移控制的分析为带传动系统的设计提供了参考.     

2R耦合驱动关节动力学建模与参数辨识

围绕护理机器人的人机安全接触和轻量大负载需求,提出了一种2R耦合驱动关节构型,并解决了耦合驱动动力学建模问题,为高性能运动控制器搭建提供基础。该关节设计紧凑、负载能力强,两个伺服电机经过三级减速后,通过差动结构实现两自由度耦合输出,且表面光滑适宜与人接触。通过运动学分析了耦合驱动的原理,利用拉格朗日法建立了耦合驱动动力学模型。为解决速度零点摩擦力不连续,造成基于模型的控制器运动性能变差的问题,引入了连续可微摩擦模型,利用连续可微特性采用灰色模型提高了辨识精度。研制了机器人关节样机,进行了关节解耦、摩擦数据采集、参数辨识及轨迹跟踪等试验,结果表明所设计的耦合驱动关节可以完成周转、俯仰两个转动自由度的单独及耦合运动,并且输出扭矩与重量的比值达到了143.6 N·m/kg,可以满足轻量大负载护理需求,同时基于所建立动力学模型的运动控制可以显著提高轨迹跟踪的准确性。     

带式啮合介质齿轮传动动力学性能分析

针对带式啮合介质齿轮传动中存在的动力学性能问题,首先建立了考虑齿轮啮合刚度、误差激励、介质带阻尼等参数的带式啮合介质齿轮传动系统简化振动模型,然后利用Solidworks软件对带式啮合介质齿轮传动系统进行了实体建模,最后导入ANSYS有限元分析软件对该模型进行了动力学性能分析仿真。研究结果表明：介质带的存在没有改变齿轮传动过程中的应力变化规律;带式啮合介质齿轮传动相比普通渐开线齿轮传动,其振动幅度减小,振动周期增大,介质带的存在改变了传动系统啮合刚度和啮合阻尼,起到了减振降噪的作用。     

基于几何非线性大型带式输送机动力学仿真

用离散单元模型建立了基于胶带悬垂度的带式输送机非线性运动微分方程，推导了胶带等效刚度表达式，分析其非线性特性及对运动微分方程的影响。提出并建立了三台电动机和液力偶合器组成的驱动系统的数学模型，并据此设计动态仿真软件BDS。对一条带式输送机的动态性能进行了数值计算，其结果与国外软件计算结果进行比较，发现两者比较接近；对离散单元模型和连续介质模型等三个模型之间的张力波波动速度进行比较，结果十分吻合。最后分析了数值解和步长之间的关系。     

Research and Test of Three-Pulley Noncircular Synchronous PulleyTransmission Mechanism with Minimum Slack

The noncircular synchronous belt drive mechanism has demonstrated certain achievements and has been used in special fields.Research regarding noncircular synchronous belt drive mechanisms has focused on optimization desigr and kinematic analysis in China,whereas two pulley noncircular synchronous belt transmissions have been devel-oped overseas.However,owing to the noncircular characteristics of the belt pulley,the real-time variation in the belt length slack during the transmission of the noncircular synchronous belt is significant,resulting in high probabilities of skipping and vibration.In this study,a noncircular tensioning pulley is added to create a stable three-pulley non-circular synchronous belt driving mechanism and a good synchronous belt tensioning,with no skipping;hence,the non-uniform output characteristic of the driven pulley is consistent with the theoretical value.In the circular noncircu lar noncircular three-pulley noncircular synchronous belt mechanism,the pitch curve of the driving synchronous belt pulley is circular,whereas those of the driven synchronous belt and tensioning pulleys are noncircular.To minimize the slack of the belt length of the synchronous belt and the constraint of the concavity and circumference of the tensioning pulley,an automatic optimization model of the tensioning pulley pitch curve is established.The motion simulation,analysis,and optimization code for a three-belt-pulley noncircular synchronous belt drive mechanism is written,and the variation in belt length slack under different speed ratios is analyzed based on several examples.The testbed for a circular-noncircular-noncircular three-pulley noncircular synchronous belt transmission mechanism is developed.The test shows that the three-pulley noncircular synchronous belt drives well.This study proposes an automatic optimization algorithm for the tensioning pulley pitch curve of a noncircular synchronous belt transmis-sion mechanism;it yields a stable transmission of the noncircular synchronous belt transmission mechanism as well as non-uniform output characteristics.     

梯形齿同步带传动压轴力的计算

介绍了有关文献中关于梯形齿同步带传动压轴力的计算公式.对同步带中的各种力进行了分析,并按不同张紧程度将带中的初拉力区分为3种情况.推导出能精确确定同步带传动压轴力大小和方向的通用计算公式,进而得出同步带传动不同工况下的压轴力计算式,并给出计算示例.     

带传动设计的优化研究

传统的带传动设计方法整体效率较低。采用优化设计理论,对带传动设计进行了数学建模,以小带轮直径和带基准长度为设计变量的目标函数,以强度、带速、包角为要求的约束条件,通过建立目标函数集和权重集,使用叠加法得出了评价函数。     

磁力金属带传动的试验研究

磁力金属带传动(MBDM)是基于柔性体摩擦传动理论和电磁学理论而构建的一种新型摩擦传动。本文通过试验，验证了MBDM的力学机理，测定了传动效率及弹性滑动率等相关性能参数。结果表明，MBDM是利用磁场吸引力和初拉力的耦合作用产生摩擦力而传递运动和动力的，其传动效率可稳定在95％～98％，最高可达99．5％，而弹性滑动率一般在0．1％以下。