空间连杆机构运动可靠性分析方法及其应用

提出了一种空间连杆机构的运动可靠性分析方法。首先,延拓连续接触的有效长度模型至空间运动副;其次,完成机构的运动分析及受力分析,为Archard磨损理论的应用提供必要的数据;然后,将原始杆长尺寸误差、铰链间隙误差及磨损量误差均视为随机变量,基于诸影响因素均服从正态分布的假设,对机构进行运动可靠性分析数学建模及计算机编程计算。对铁路货车底门双PSSR型空间连杆机构运动进行可靠性分析,验证了此方法的实用性及有效性。     

考虑间隙磨损的机构过中心锁定可靠性分析

根据机构的具体安装形式,综合考虑了铰链磨损与杆端关节轴承磨损对机构过中心锁定可靠性的影响。提出了自润滑杆端关节轴承磨损计算模型,在"有效杆长理论"和"连续接触模型"的假设下建立了平面四连杆机构过中心锁定可靠性分析模型,给出了在考虑初始间隙与磨损情况下的机构过中心锁定可靠性分析方法,并对机构使用关节轴承和铰链连接情况下的过中心可靠性进行了对比分析。研究结果表明,机构过中心锁定失效概率会在机构运动周期达到一定次数后迅速增加;在机构中采用自润滑杆端关节轴承可以显著提高机构过中心锁定可靠性。     

基于解析法的RSSR机构运动精度及可靠性分析

以应用广泛的空间RSSR机构为例,利用解析法构建机构的运动模型,对输入特性和输出特性运动学方程进行了探讨,建立了函数关系表达式。将尺寸误差、运动副间隙误差及磨损误差视作服从正态分布的基础上,用有效长度代替实际杆长,在"有效长度模型"的理论基础上进一步推广至空间球面副连续接触有效长度理论,进行数学模型建立的运动精度及可靠性对比分析。通过参数化建模分析运动情况,反映运动精度影响量的关系,为空间机构评估提供参考,具有一定的应用价值。     

平面连杆机构运动精度可靠性及灵敏度分析

针对平面连杆机构传动路线长,存在较大的积累误差,对机构的运动精度产生的影响不容忽视的问题,提出了加工误差、结构变形、装配间隙及铰链磨损多因素耦合作用下运动机构精度可靠性分析的建模方法及求解流程。用动量交换法建立铰链间隙的碰撞模型后对机构进行动力学分析,基于动力学分析结果,利用胡克定律及有限元法分析部件变形,利用Archard磨损模型分析铰链的磨损量。在此基础上,给出了加工误差与部件变形影响下杆长的分布参数以及装配间隙与铰链磨损影响下铰链间隙的分布参数,然后将铰链间隙用无质量连杆模型替换,建立并求解机构的运动方程。通过对飞机舱门收放机构的算例分析,得到了该机构在不同收放次数下的运动精度可靠度及对应的可靠性灵敏度,并给出了制造维护建议,证明了方法的可行性。     

含间隙六杆机构的运动精度可靠性分析

以某型敞篷汽车的六杆机构为例,提出了一种运动精度可靠性的分析方法。利用闭环矢量法建立六杆机构的运动学方程,将机构中的杆长误差和运动副间隙视为随机变量,根据有效杆长理论和连续接触假设将机构中的运动副间隙转化为杆长误差,假设杆长误差服从正态分布,对六杆机构进行运动精度分析并建立运动精度可靠性模型。使用MATLAB软件对实例进行编程计算,定量地分析了六杆机构杆长误差和运动副间隙对运动精度可靠性的影响程度。通过对六杆机构的运动精度分析,为提高机构工作的稳定性和可靠性提供了依据。     

平面四杆机构的可靠性分析

将诸原始误差均视为随机变量，对平面四杆机构具有杆长尺寸误差、铰链间隙误差及磨损量等各项随机变量分别进行了分析；应用微小位移的线性叠加原理综合出各项误差导致的机构运动输出总误差，建立了机构运动精度可靠性分析模型；利用计算机数字仿真技术，考察了机构中杆长尺寸误差和铰链间隙(或磨损)误差随机变量均值和方差的改变，对机构输出运动精度可靠度的影响，从中获得了一些有意义的结论。     

铰链间隙对连杆机构运动精度的重要性测度分析

为研究铰链间隙的不确定性对连杆机构输出误差和失效概率的贡献,以舱门机构为例,建立了其多体运动学模型。将机构部件分类为拉压杆和受弯杆,基于“等效杆长理论”,建立了运动精度模型和可靠性模型。分别采用针对输出误差和失效概率的矩独立重要性测度方法,对铰链间隙进行了重要性测度与分析,研究了铰链间隙分布参数的变化对其重要度的影响。计算和分析结果表明,铰链间隙均值的变化对重要度影响较小,标准差的变化对重要度影响较大。减小铰链间隙的标准差,能更为显著地降低其不确定性对机构输出误差和失效概率的贡献。     

某型通风隔离阀传动机构铰链副磨损可靠性分析

通风隔离阀传动机构铰链副的磨损可靠性对其运动功能的精确实现至关重要,文中提出了一种较为精确的计算其传动机构铰链副磨损可靠度的方法,首先基于应力-强度干涉模型建立铰链副磨损可靠性分析模型,然后将铰链副间隙误差看作随机变量,分别确定了许用磨损量和实际磨损量的分布情况,最后计算了磨损可靠度,为制定传动机构设计和使用维护方案提供了科学合理的建议。在确定铰链副实际磨损量的分布情况时,基于Archard磨损理论,建立了新的铰链副磨损量计算模型,通过动态仿真分析,测量并拟合获得运动和受力变化规律,并基于蒙特卡罗原理较为精确地模拟磨损量的分布,使之更加贴近实际。     

变杆长对曲柄滑块机构位移可靠性的影响分析

为分析杆长变化对滑块位移可靠性的影响,建立了包含杆长尺寸误差和运动副间隙因素下偏置曲柄滑块机构滑块位移可靠性的计算模型。对所建立的滑块位移可靠性计算模型的计算精度进行了仿真验证,结果表明其计算精度可满足工程设计要求。基于MATLAB软件的仿真得出滑块位移可靠性随着曲柄长度减小、连杆长度增加、偏距长度减小而提高。在运动副间隙为连续接触模型时,杆长变化对可靠性的提高比非连续接触模型时更显著。此研究结果对平面机构位移可靠性的提高具有一定的参考价值。     

摆动推杆盘形凸轮机构运动精度可靠性分析

运用多种误差分析方法,从机构运动学角度,研究了摆动推杆盘形凸轮机构在考虑基本尺寸误差、运动副间隙及凸轮和滚子表面被磨损三种情况下的摆杆摆角误差的计算方法。以可靠性工程和概率论理论为基础,将各种原始误差均视为随机变量,建立了综合考虑各项误差的机构运动精度可靠性分析模型,提出了相应的摆动推杆盘形凸轮机构运动精度的可靠性分析和计算方法。     

平面凸轮机构运动精度可靠性分析与数字仿真

运用微小位移的线性叠加原理,将平面凸轮类机构的凸轮与滚子的形状误差、铰链与移动副的间隙(包括磨损的影响)、凸轮及滚子的偏心、凸轮偏距圆尺寸误差等作为随机变量,建立了机构运动精度可靠性分析模型;利用计算机数字仿真技术,考察了机构各项误差导致的机构运动输出总误差对机构输出运动精度可靠度的影响,从中获得了一些有意义的结论。     

基于GA-MVFOSM法的DSA250型受电弓运动可靠性分析

为分析运动副磨损与杆件尺寸不确定性2种因素对受电弓运动可靠性的影响，提出一种基于遗传一次二阶矩法(GA-MVFOSM)的受电弓运动可靠性计算方法。首先，构建受电弓运动学方程，应用Archard磨损理论建立其运动副磨损可靠性模型。在此基础上，考虑运动副磨损与杆件尺寸的不确定性，结合可靠性理论建立受电弓运动可靠性模型。其次，利用遗传算法优化一次二阶矩法，提出GA-MVFOSM算法，用以求解受电弓的运动可靠度。最后，以DSA250型受电弓为研究对象，利用所提方法分析其运动可靠性，并与传统方法进行对比。分析结果表明:各运动副磨损量分别在0.230 0 mm、0.136 6 mm、0.006 6 mm内时，运动副磨损可靠度处于较高水平，2种因素耦合情况下弓头运动可靠度最小值为0.964 7；基于遗传一次二阶矩的计算方法可以有效提高传统方法计算精度，为提高受电弓工作可靠性提供参考依据。     

共轭凸轮打纬机构运动精度分析

为了解决国产织机可靠性、稳定性较差,织机速度、运动精度有待进一步提高等问题,借鉴摆动凸轮机构误差分析方法,将凸轮机构反转原理、有效长度理论、转换机构法等多种误差分析技术应用到织机运动精度分析中。开展了剑杆织机共轭凸轮打纬机构在考虑基本尺寸误差、运动副间隙误差及凸轮副磨损误差3种情况下的打纬摇轴摆角误差计算方法的研究,建立了各摆角误差与凸轮转角之间的关系,运用Maple数值分析计算软件对打纬机构的运动精度进行了数学建模及分析计算。研究结果表明,在所考虑的3种主要误差中,共轭凸轮打纬机构的运动精度受凸轮副磨损误差的影响最大,应采取措施控制凸轮副磨损误差。并且该研究对无梭织机的改造和高速剑杆织机的设计应用具有理论指导作用和实用价值。     

典型机构容错设计中的运动可靠性分析

根据容错技术和运动可靠性理论，给出了典型机构的运动误差及运动可靠性的分析方法，提出了机构在动态过程中的运动可靠度计算模型，从而为机构的动态质量分析提供了一条新的途径。     

曲柄滑块机构运动误差及运动可靠性分析

根据机构精确度理论和运动可靠性的概念,给出典型平面机构的运动误差及运动可靠性的分析方法,该方法将运动误差与设计公差进行比较,计算出机构在动态过程中的运动可靠度,从而为机构的动态质量分析提供了一条新的途径。     

考虑磨损与变形的谐波齿轮精度可靠性分析与优化设计

针对谐波齿轮减速器中存在的磨损和变形因素导致减速器传动精度低、可靠性差等问题,建立考虑磨损与变形的谐波齿轮减速器传动误差模型,并进行精度可靠性分析与优化设计.通过分析传动误差的影响因素建立了传动误差模型;基于磨损经验模型和试验数据,应用贝叶斯修正方法建立动态磨损模型,同时根据试验数据和高斯过程回归建立柔轮变形模型;综合...     

基于试验与仿真联合分析的喷涂机器人轨迹精度可靠性研究

采用链驱动的喷涂机器人易于实现本体的轻量化、末端高灵活度与正压防爆系统设计,从而满足家具、钢结构等一般涂装行业对喷涂机器人工作空间与腕部灵活度的要求,深入分析链驱动机器人的运动可靠性对喷涂质量和效率的提高具有重要意义。针对链驱动喷涂机器人的运动可靠性问题,采用一种基于试验与仿真联合分析的机器人末端轨迹精度可靠性分析方法。以旋量法为基础建立了喷涂机器人本体和喷枪的运动学模型,从工业机器人的操作臂性能和运动规律的角度出发,研究了喷涂机器人运动精度的影响因素。分析了链驱动喷涂机器人的优缺点和末端轨迹精度的影响状况,并结合机器人本体的运动学参数,建立了基于随机变量的喷涂机器人运动误差模型。通过试验结果的分析来确定影响喷涂机器人运动误差的随机变量的分布特征,从而对机器人末端轨迹精度的运动可靠性进行更加精确的仿真分析。最后,通过喷涂机器人工作平台对末端轨迹精度的运动误差进行试验验证并与传统的仿真分析方法进行对比,结果显示该分析方法更准确。研究成果为进一步分析喷涂机器人的机构优化、轨迹规划和漆膜质量提供试验基础和理论依据。     

基于应力刚化效应的动态特性可调微动平台设计新方法

针对现有基于柔性铰链的微动平台动态特性受材料特性、设计制造等误差影响,难以满足精密微动平台对动态响应（特别是可变频率操作）的高要求,基于应力刚化效应,提出了动态特性可调的微动平台设计新方法,推导预应力作用下一端固定一端导向梁的等效刚度和质量公式;基于对称布置假设,建立含有弹片式柔性铰链(下面简称弹片)组数(离散变量)和截面尺寸(连续变量)的离散连续变量复合优化模型,释放承载刚度约束,获得截面尺寸含有弹片组数变量的精确解系列,分析了给定预应力下不同弹片组数微动平台的承载刚度和频率调节范围,从而通过承载刚度约束和频率调节范围要求确定弹片组数。通过数值算例,验证了推导计算模型求解精度和所提设计方法的应用有效性。计算结果表明,与有限元分析结果相比,本模型的计算结果相对误差小于2%,实现了给定工作刚度、频率和承载刚度约束的微动平台最优结构设计。所提方法实现了刚度和频率大范围的调整,不但降低了加工精度要求,还为动态特性自适应匹配的智能微动平台提供一种实现途径。     

薄板件任意点法向力学参数测量仪误差建模与仿真

文中按Denavit-Hartenberg方法,建立了薄板件任意点法向力学参数测量仪末端测头中心相对于机座参考坐标系的测量运动数学模型,在此基础上运用矩阵函数的全微分方法,建立起测量运动模型参数误差传递到末端测头中心坐标之间的误差传递关系,并通过计算机仿真验证了所建立误差模型的正确性.