轴对称壳谐振子振型的进动研究

谐振子式陀螺仪是近年来发展起来的一种新型的无转子和活动支承的陀螺仪。它的核心部件是一个轴对称壳谐振子。本文研究了这种谐振子旋转时振型的进动情况,对于设计和研制类似于半球谐振子陀螺有重要的指导意义。     

有缺陷半球壳振型进动的研究

半球壳是新型半球谐振陀螺HRG 的核心部件。本文主要研究有缺陷(如壳体材料密度不均匀,壳体壁厚加工不均匀)的半球壳谐振子旋转时振型的进动情况。对于设计半球谐振陀螺有现实意义。     

气囊连续进动抛光运动模型的研究

为了控制六自由度机器人实现气囊连续进动抛光功能,建立了相应的运动数学模型。首先基于气囊连续进动抛光原理,利用齐次坐标变换矩阵,建立了气囊定点进动抛光的数学模型;在此基础上,根据气囊连续进动要求,应用坐标系转换原理,推导了气囊连续进动抛光的数学模型;通过Matlab仿真绘制了气囊连续进动抛光的运动空间,并在六自由度机器人辅助气囊抛光系统中进行了直线连续进动的实验验证,实验验证结果和仿真结果完全吻合。研究结果表明,该气囊连续进动抛光数学模型是可行的。     

陡子振动的进动分析方法及其应用（一）

系统介绍了转子进动分析方法的原理、算法以及进动圆表征形式,构建了进动比函数(反进动量与正进动量之比),分析了其特性,阐述了进动比函数在转子振动故障诊断中的作用。列出了九种典型故障的进动特征,给出了三个应用实例。结果表明,转子进动分析既反映了转子振动的频率、幅值,又包含了转子振动的相位信息,而且还显现了转子进动的方向,是转子故障诊断的有效工具。     

大口径轴对称非球面气囊抛光进动运动建模及控制

研究大口径轴对称非球面气囊抛光进动运动建模及控制。分析气囊抛光机构及大口径轴对称非球面抛光进动工艺特点,确定以气囊自转轴线与气囊交点为研究对象,以气囊球心为原点建立气囊进动基础坐标系,根据大口径轴对称非球面连续进动抛光中各抛光点气囊自转轴与局部法线夹角值(即进动角)不变的原理,在分析每个抛光点时建立与其对应的坐标系,得到抛光该点时气囊自转轴与气囊交点在该点对应坐标系中的值,而后进行坐标变换,将抛光任意点时气囊自转轴线与气囊交点的位置换算至气囊进动基础坐标系中;根据大口径轴对称非球面方程、加工控制模型及前述的坐标变换运算结果,利用矩阵变换得到大口径轴对称非球面抛光的进动运动模型;在上述的运动模型中加入最有效率控制算法后进行运动学仿真,得到大口径轴对称非球面抛光的进动运动曲线,并通过仿真气囊自转轴线跟随加工点法线变化的趋势及比较仿真进动角与实际进动角验证所建立运动模型及控制算法的正确性。     

转子振动的进动分析方法及其应用（三）

三、转子运动轨迹的全息进动分析事实上,转子的运动轨迹常常很复杂,并非简单的椭圆轨迹。其中既包含一阶正、反进动分量,也可能包含高阶进动分量和次谐波进动分量。把前述方法拓展到任意的频率点,就可得到任意频率成分的正、反进动分量。由此就形成了全息进动谱。全息进动谱可由傅立叶复变换求得。转子在w和v方向的振动信号中任一频率成分的信号总可表示为Wp=Wpccosωpt+Wpssinωpt(24)Vp=Vpccosωpt+Vpssinωpt(25)应用欧拉公式cosθ=12ejθ+e-jθ ;sinθ=12jejθ-e-jθ 故障类型频率分量正进动反进动进动比函数注释不平衡1x●●+进动…     

转子振动的进动分析方法及其应用（二）

二、转子运动的进动比函数如上所述,受不平衡激扰时,支承各向异性的转子的运动轨迹为椭圆。因而总是包含有一阶正进动分量和一阶反进动分量,并且二者随不平衡量变化而变化,如图6所示。此时,正、反进动分量分别为犤10、11犦r+=εΩ2ω02-Ω2-2jDω0 ωz2-Ω2 ωy2-Ω2 +2Dω0 2(15)r-=-εΩ2Δω02ωz2-Ω2 ωy2-Ω2 +2Dω0 2(16)其中D=d2mω0,ω02=s0m,Δω02=Δs0m,s0=12sz+sy ,Δs0=12sz-sy ,ωz2=szm,ωy2=symsz和sy分别为转子在垂直和水平方向的刚度,ε为转子的不平衡量。一阶反进动分量对某些故障(轴裂纹、动/静碰摩)…     

进动传动轮齿加工方法的探讨

进动传动是一种新型传动。具有传动比大,承载能力强,多齿啮合程度高,结构紧凑,重量轻等优点。提出一种在现有滚齿机上对进动传动齿轮进行加工的新型轮齿加工方法,建立了轮齿成型方法数学模型,对所建立的加工机构进行运动分析。为进动传动齿轮轮齿加工奠定了理论基础。     

旋进旋涡流量计旋涡进动效应的数值模拟研究

使用数值计算的方法建立了旋进旋涡流量计旋涡进动效应数值模拟数学模型，应用FLUENT软件分析了旋涡进动效应流场演变情况，并通过与实验结果的对比分析了数值模拟结果，讨论了仿真误差产生的原因。     

2K-H型空间球面锥摆线进动传动的研究

介绍了2K-H型球面锥摆线齿轮传动的工作原理、特殊的设计结构、优点以及样机的性能试验结果。针对2K-H型进动式减速器。考虑基本参数的计算、运动分析、强度计算、齿形分析等约束条件。建立了优化设计的数学模型。     

连续进动气囊抛光行间距优化及实验研究

为提高和调控模具加工质量,针对行切法连续进动气囊抛光的行间距优化问题进行了仿真分析和实验研究。在取得优化进给速度和叠加次数的基础上,兼顾抛光效率与抛光效果,运用二分法原理,通过MATLAB仿真分析了行间距对气囊抛光材料去除特性的影响,获得了优化行间距D=8.2mm。基于建立的连续进动气囊抛光离线规划原型系统进行了实验对比验证,实验结果与仿真结果吻合。     

变厚度壳单元的旋转叶片振动响应分析

以一个扭型、变截面旋转叶片为研究对象,基于ANSYS有限元软件,采用变厚度的壳单元来建立了叶片的有限元模型,并与实体单元进行对比,通过二者的固有频率和固有振型,验证本建模方法的准确性。随后分析了离心力和气动力共同作用下,实体建模和壳建模叶片的振动位移和等效应力随转速的变化规律。研究结果表明,采用变厚度壳单元可以很好的模拟叶片的固有频率和振动响应,但在计算等效动应力时和实体单元存在较大的误差。研究结果可为叶片结构设计提供理论依据。     

气囊抛光进动机构的运动建模与仿真

气囊抛光工具的进动由一类特殊的2自由度空间机构实现。针对此2自由度空间机构运动,运用机构学理论,推导了这一空间机构的基本坐标变换,建立了各参数之间的内在关系。在此基础上,根据进动要求建立了这一空间机构的进动运动方程,通过仿真研究了气囊进动过程中运动参数的变化规律。结果表明在进动过程中,合成进动运动的2自由度运动有一定的运动规律,同时所建立的模型为该空间机构的进一步分析和运动控制提供了依据。     

进动气囊抛光的驻留时间优化

提出了一种新的进动气囊抛光驻留时间算法,用于实现高精度的光学玻璃零件的加工。首先,通过抛光工艺试验确定抛光去除率函数;在矩阵迭代算法的基础上,给定一个合适的驻留时间初值函数。然后,采用分层阈值去除法进行驻留时间的优化求解,并加上残余误差方差最小的判定条件,从而得到完整的驻留时间函数。该算法适用于非球面、自由曲面等光学玻璃元件的抛光加工。用MATLAB对残余面形误差进行了仿真,仿真结果表明残余误差精度PV值可以收敛到0.1μm左右。最后,对光学玻璃平面进行了抛光。实际抛光后,该玻璃表面粗糙度Ra从抛光前的0.159μm减小到0.024μm,面形精度PV值由抛光前的0.756μm减小到0.158μm。得到的结果验证了提出驻留时间算法的合理性,表明该算法可为以后进行复杂面形工件的气囊抛光研究提供理论基础。     

球形机械陀螺全向进动的运动学原理分析

针对现有机械陀螺结构复杂或通常只能单方向进动的不足问题,提出一种自转轴能够按任意方向进动的新型球形陀螺机构,重点对系统运动学原理进行分析和试验。采用球形外壳作为机械陀螺的浮动支撑,以三对全向轮为系统的驱动输入,通过全向轮带动球壳运动设计出球形陀螺机构;根据全向轮与球壳接触的纯滚动假设以及相对运动原理分析系统的运动学特性,建立系统的运动学耦合数学模型;采用物理样机试验对建立的运动学模型进行试验验证,结果表明,无论是在电机驱动下还是人工手拨动球壳,数学模型计算值均能够对实测值进行较好地跟踪。本文研究可为球形机械陀螺的陀螺力矩控制提供理论依据。     

变厚度锥壳与平法兰连接应力分析的解析解

本文假定变厚度与到锥顶距离成比例建立微分方程，导出相应的位移和内力表达式，与平法兰位移和内力协调求解，所得结果与试验实测值吻合很好。本法亦可近似用于等壁厚锥壳与平法兰连接的应力计算。     

转子进动定理的扩充和完善

为更深入地揭示转子进动的轨迹特征,提出了关于转子进动轨迹的2个定理。定理1表明,转子进动的任一阶轨迹分量所围面积可直接由同阶频率成分构成的轨迹方程系数矩阵行列式求得。定理2证明,转子进动轨迹矢径在单位时间内所扫过的面积是恒定的,而与起始点无关。同时,提出了欧拉复向量的内积法则,即2个欧拉复向量的内积等于2个复向量的幅值与欧拉角之差的余弦三者之积,且符合交换律。利用2个定理和内积法则对转子进动理论进行了补充和完善。结果表明,在转子的运动中,作用力所做的功关于转子的进动是正交的。所得结论对于揭示转子的进动规律和机理、诊断转子故障具有参考价值。     

浮环轴承轴颈与浮环同步进动之油膜特性研究

以直接积分方法研究了同步进动状态下浮环轴承系统中轴承的内、外层油膜力特性。基于浮环轴承油膜压力场控制方程,推导了轴承内、外层油膜力的解析表达式,进而分析了平衡状态下轴颈几何中心的动态轨迹以及油膜力的变化规律。计算结果显示,轴颈与浮环同步进动时,轴颈、浮环与定子中心位置相对稳定,轴颈的直径、间隙和转速等因素对浮环轴承系统的油膜特性和稳定性有直接的影响。     

转子振动的进动分析方法及其应用（四）

五、应用实例 本所研制的CAMD-6100型旋转机械状态监测与故障诊断系统包含了转子进动分析功能。以下所列举的故障实例就是利用该系统在现场实测的数据诊断出来的,并经过机器分解或现场实验所证实。     

进动式锥摆齿轮加工装置的研究

提出一种在现有滚齿机上加装辅助装置对进动式摆线锥齿轮进行铣削和磨削加工的方法。该装置由支撑机架、输入斜轴、运动仿型杠杆、切削头组成。它的输入斜轴旋转,带动有运动约束的仿型杠杆上的齿滚成形刀具做进动式运动,齿滚成形刀具在电机带动下完成切削运动,齿轮加工精度高。解决了该齿形的加工难题。为该轮齿的推广应用奠定了基础。