课程文献中心 更多>>

关键词： 六轴搬运机器人   结构设计   静力学仿真   动力学仿真   拓扑优化  

摘要： 在一些制造业企业的零部件生产线中,仍然存在着自动化水平不高,生产效率低下等问题。本论文针对某公司生产销轴类零件和导杆类零件的生产线自动化程度低,依然存在人工搬运上下料等问题,根据该生产线的空间布局和生产要求,设计了一款六轴搬运机器人。本文采用结构设计、理论分析和模拟仿真三方面互相结合的方法,对搬运机器人的整体结构进行了设计及计算、建模并且装配在一起、动力学仿真、静力学仿真和模态分析。具体的工作任务如下: (1)首先根据销轴类零件和导杆类零件的生产节拍、零件装卸的方式和生产线的布局情况,提出搬运机器人的技术指标,并且寻求适合该生产线工况的关节布局方案。然后使用SOLIDWORKS软件设计并建立了搬运机器人各部分零件的模型并将这些模型装配在一起,最后通过计算得到各个关节的转动惯量和力矩,并且选择了搬运机器人各个关节所使用伺服电机和减速器的型号。 (2)根据搬运机器人的实际结构,采用改进型D-H参数法建立搬运机器人的D-H坐标系,并推导出齐次变换矩阵各项的公式。使用MATLAB软件的机器人工具箱计算运动学正解和运动学逆解,验证了改进型D-H参数设置的正确性。然后使用MATLAB软件的机器人工具箱运用蒙特卡罗法生成了搬运机器人的工作空间,以检验机器人是否满足生产线的搬运要求。 (3)通过SOLIDWORKS软件简化了搬运机器人的模型,再将简化后的模型导入到ADAMS软件中,设置关节、驱动等参数,完成了搬运机器人的动力学仿真,得到了各个关节受到的力和力矩图。最后通过分析受到的力和力矩图,得到搬运机器人在搬运零件时的最大受力姿态。 (4)首先,对搬运机器人的最大受力位姿进行静力学分析。利用ANSYS仿真软件,得到搬运机器人本体的应力图和变形图,用来了解搬运机器人的整体受力情况,经过分析可以验证整体结构符合工作要求。然后对各主要零部件进行了有限元分析,由分析结果可知各主要零部件的应力均在合理范围内。再对各主要零部件进行了模态分析,由分析结果可以得知各主要零部件的动力学特性满足工作要求。最后为了实现搬运机器人的轻量化,对各主要零部件进行了拓扑优化,并对拓扑优化后的各主要零部件模型进行静力学分析和模态分析,可以得知优化后各主要零部件的应力均在屈服极限内,并且动力学特性依然满足使用要求。

关键词： 车铣复合加工中心   Esprit编程软件   异形斜齿轮传动轴  

摘要： 本文利用建模软件、Esprit编程软件,基于9轴4联动车铣复合加工中心,以加工复杂异形斜齿轮传动轴为例,阐述了Esprit编程软件配合9轴4联动车铣复合加工中心进行加工的过程,利用该机床的多轴配合尽可能地避免人为操作误差。并且对复杂异形斜齿轮传动轴的三维建模、加工工艺方案、刀具选用、刀轨生成以及加工零件G代码的生成等内容进行重点剖析,并通过实际加工来证明该加工方法及机床的加工优越性,为复杂零件的加工提供参考。

关键词： 超越离合器   片弹簧   疲劳寿命   nCode   有限元分析  

摘要： 片弹簧作为超越离合器的核心组成部分，其结构和寿命直接影响超越离合器乃至整个传动系统的可靠性。为提升超越离合器的寿命，依托有限元的方法，预测了片式弹簧不同结构下对于应力、寿命及刚度等的影响，并进行了试验验证。结果表明：提出的简化模型与仿真模拟均能较好的还原片弹簧的工作机制，通过后期试验验证可知提出的简化模型计算值与实测误差值均在10%以内，平均误差绝对值为3.2%；仿真模拟值与实测值刚度误差的绝对值基本处于10%以内，平均误差绝对值为3.8%。对片弹簧的3个重要参数进行模拟并对结果进行了拟合，最优改进参数为宽度，其次为厚度，最差为折数。研究方法和结果为超越离合器片弹簧结构优化研究提供了重要参考。

关键词： Clutches  

摘要： Clutch slipping torque varies complicatedly and has a strong nonlinearity during the mode transition of hybrid electric vehicles. In order to estimate the clutch slipping torque, an online estimator based on the nonlinear disturbance observer (NDO) is proposed. First, an estimation-oriented model of the clutch slipping torque is established based on the LuGre friction model. Next, the NDO is designed to estimate the unknown part of clutch slipping torque based on the dynamics of the output shaft, while the output shaft torque required by NDO is estimated by a Luenberger state observer. To verify the effectiveness of the proposed estimator, experiments are conducted under different initial slipping speeds and inlet oil temperatures. The results show that the proposed estimator gains high accuracy. © Shanghai Jiao Tong University 2024.

关键词： 离合性能   离合器   离合寿命   滑磨功   后备系数  

摘要： 本文主要对离合性能测试方法与离合器容量设计改善进行研究，涉及各项离合性能的测试与离合器容量计算与改善，包括踏板力、踏板行程、滑摩功、温升、后备系数、离合器寿命等。通过竞品测试建立数据库完成标准规范的搭建。通过构建离合器寿命模型公式，计算分析离合器容量对寿命的影响，并通过实物样件的装车情况确定改善效果。

关键词： 热能再利用   磁流变液   多物理场耦合   挤压强化效应   筒盘式离合器  

摘要： 磁流变液是一种新型磁智能材料,具有独特的力学特性,可在外加磁场强度作用下迅速由液体转变为类固体,并产生一定的抗剪切能力。以磁流变液作为传动介质的智能设备相较于传统设备,具有响应迅速可逆、抗干扰能力强及可控性高等多个优点,使其在机电设备软起动和制动以及柔性传动等多个方面具有广阔的应用前景。本文针对传统磁流变离合器传递转矩能力有限及重载高温工况下传动性能衰减的问题,利用磁流变液的流变效应和挤压强化效应,提出了一种基于热能再利用的筒盘式磁流变离合器结构,旨在提高磁流变离合器在高温环境下的传动性能,扩大其应用范围。本文通过微观-宏观多尺度结合,综合运用理论分析、数值模拟和试验验证的方法,在如下方面开展了深入研究: (1)基于磁偶极子理论,分析磁性颗粒在外加磁场作用下的受力及运动情况,并以此建立动力学方程,对其链化过程中磁性颗粒的运动状态进行模拟,搭建MRF微观观测试验台,并将试验结果与模拟结果进行对比分析,基于分析结果,以双颗粒链微观模型为基础,建立磁性颗粒不均匀分布状态下的磁流变液宏观剪切屈服应力模型,并对磁性颗粒在外加磁场作用下的分布情况进行分析。 (2)基于电磁热效应原理,分析励磁线圈作用下的多场耦合机理,并建立励磁线圈模型进行多场耦合效应数值模拟,搭建测试试验台对理论结果和模拟结果进行对比,探究温度对励磁线圈产生的磁场强度的影响,基于磁性颗粒不均匀分布状态下的剪切屈服应力模型和已揭示的多场耦合机理,建立多场耦合作用下磁性颗粒不均匀分布的磁流变液宏观剪切屈服应力模型。 (3)分析磁流变离合器传动原理,探究筒式、盘式及筒盘式磁流变离合器结构特点,基于能量守恒定律,提出一种基于热能再利用的简盘式磁流变离合器结构并对其关键参数进行设计,结合筒盘式磁流变离合器工作原理,对能量转换元件形状记忆合金弹簧相关参数进行分析,并完成磁场发生装置的设计与优化。 (4)对设计的基于热能再利用的筒盘式磁流变离合器生热特性进行分析,利用有限元仿真软件对其内部温度分布进行数值模拟并对模拟结果进行拟合,得到基于最佳磁流变液工作温度状态下所需的电流强度和转速条件,建立筒盘式磁流变离合器传递转矩模型,并探究基于热能再利用和未利用状态下输入电流强度与磁流变液中磁性颗粒的体积分数对筒盘式磁流变离合器转递转矩的影响,结果表明:选用磁流变液中磁性颗粒的体积分数为20%,在3A的输入电流下,基于热能再利用情况下传递的转矩较热能未利用时传递的转矩提升了16.96%。

关键词： 汽车离合器   从动盘   断裂原因  

摘要： 离合器作为汽车传动系统的重要组成部分，其性能稳定性直接影响汽车的行驶安全。汽车离合器从动盘断裂问题频发，成为影响汽车安全性的重要因素之一。汽车离合器从动盘断裂问题的发生，不仅影响了离合器的正常工作，也对汽车的安全性造成了严重威胁。本文从汽车离合器从动盘的应用形态与原理出发，深入探讨从动盘断裂的原因，并提出相应的解决措施。

关键词： 挤压造粒机   摩擦离合器   摩擦片   故障  

摘要： 挤压造粒机是聚烯烃类装置造粒单元的关键设备，在粉料成形加工中发挥着重要作用。文章重点介绍了某石化公司聚乙烯、聚丙烯装置CMP-230X型挤压造粒机摩擦离合器的结构及工作原理，并从摩擦离合器仪表控制、机械结构和工艺操作等方面对该型摩擦离合器历年来典型故障进行了原因分析，同时制定了有效的应对措施，可为降低挤压造粒机停机次数、确保挤压造粒机长周期运行提供参考。