机械设计与研究

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于益超;纪小刚;闫晨;胡海涛;张溪溪;

2019 (02): 1-5+11.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4843

摘要 ( 420 )

针对非均匀有理B样条(NURBS)曲线节点分布不均匀和控制顶点任意个数的情况,基于小波技术的NURBS曲线光顺算法需要进一步完善。该文基于NURBS,着重研究了非均匀B样条小波的精确构造:通过NURBS基函数构建了重构矩阵的零空间求解方程,并针对非均匀B样条所构建的系数矩阵改善了零空间求解方法,实现了非均匀B样条小波的构造。从而实现了任意控制顶点的NURBS曲线多分辨光顺。文章最后通过对旗鱼脊线的光顺,验证了该算法的实用性和稳定性。

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参考文献格式要求

2019 (02): 5.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4869

摘要 ( 301 )

1.参考文献按正文部分标注的序号依次列出,并在序号中加[]。2.对于常见的各类参考文献标注方法如下:1)著作:作者姓名,题名[M].出版地:出版者,出版年.2)期刊论文:作者姓名.题名[J].期刊名称,年,卷(期):页码.3)会议论文集:作者姓名.题名[C]//论文集名称,会议地点,会议日期.4)学位论文:作者姓名.题名[D].出版地:出版者,出版年.5)专利文献:专利申请者或所有者姓名.专利题名:专利国别,专利号[P].公告日期或公开日期.获取路径.

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基于Logistic函数改进插值模型拓扑优化

吕勤良;王发展;郑建校;武小兰;

2019 (02): 6-11.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4854

摘要 ( 302 )

针对传统插值模型在中间密度删除难以抉择而导致的拓扑构型出现灰色区域的问题,提出了一种基于logistic函数改进插值模型的拓扑优化方法。推导了二维结构拓扑优化的敏度公式和更新迭代公式,并验证了柔度函数在原点的一阶连续性;此插值模型在中间密度的极化问题上具有显著的二分类特性,极大的减少了拓扑构型中的中间密度区域;此外,探讨了插值模型中的参数取值问题。通过两个典型的数值算例验证了本方法的可行性和有效性。

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基于PLC的太阳能自防盗汽车防护装置设计

牟如强;李乐;

2019 (02): 12-15+21.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4873

摘要 ( 297 )

汽车露天停放现象日趋普遍,汽车因雨雪、尘土、烈日暴晒导致车体表面脏污、内部高温等问题愈发严重,继而影响汽车的使用寿命。针对以上问题,设计了一种采用太阳能供电的汽车防护装置,首先采用AutoCAD软件对防护装置进行结构设计,利用ANSYS Workbench软件仿真出防护装置对汽车模型的变形和应力,仿真结果验证了防护装置结构设计的合理性;然后对防护装置的控制系统进行电路设计和PLC程序设计;最后对防护装置进行实验,实验结果表明,防护装置可有效解决汽车被暴晒等问题,具有操作简单,安全可靠,自防盗,节能环保等优点。

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基于计算机视觉的排爆机器人半智能作业模式

范路桥;周文琼;段班祥;姚锡凡;

2019 (02): 16-21.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4887

摘要 ( 349 )

为提高排爆机器人的智能性和易操作性,提出了排爆机器人的两种半智能作业模式:基于计算机视觉的目标物自动抓取模式和联动操作模式.在基于视觉的目标物自动抓取模式中,操作者只需在传回的现场图像中标出目标物,机械手臂就能自动抓取;在联动操作模式中,操作者能对机械手臂进行"整体"的联动控制,控制机械手臂的手爪的各个方向运动,很方便地抓取目标物。抓取实验表明,这能提高机器人的智能性和易操作性,及作业的抓取精度.最后,对误差的各种原因进行了分析。

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机器人光学自由曲面气囊抛光工具的位姿研究

曾灿灿;倪磊;向北平;叶科伟;艾攀华;

2019 (02): 22-25+35.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4891

摘要 ( 312 )

为了更好实现光学自由曲面的有效加工,根据计算机控制光学表面成型技术原理,将工业机器人与气囊抛光技术相结合,提出一种光学自由曲面加工的新方法。本文首先建立了机器人抛光系统,分析了气囊抛光工具与工件表面的抛光位姿关系,然后根据气囊抛光工具与工件表面的数学关系,提出一种气囊抛光工具的位姿求取算法。在此基础上,以六轴工业机器人为实验平台,对确定的自由曲面进行计算验证,规划出抛光路径,推导了气囊抛光工具姿态控制算法。结果表明,该位姿求取算法满足机器人气囊抛光技术的要求,能够实现理想的抛光工具姿态控制。

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新型微创腹腔手术机器人工作空间分析

刘建慧;涂远洋;姚威;张璐;

2019 (02): 26-29+35.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4888

摘要 ( 367 )

随着微创"无疤痕"理念逐渐地深入人心,患者在对待腹腔手术上有了更高的要求,而经脐单孔腹腔镜手术(SILS)由于能够满足体表无疤痕的需求,受到了更多的青睐,因此服务于SILS的手术机器人也成为了研究的热点。基于对一种新型微创腹腔手术机器人进行初步的运动工作空间研究,为该手术机器人逐步地走向成熟提供技术支撑与理论基础;通过对该机器人的工作空间主要影响机构环形平台与Stewart平台的分析与研究,模拟生成该手术机器人的工作空间范围,并与常见的微创腹腔手术所需工作空间的对比分析,验证了该手术机器人在常见腹腔微创手术中的适用性。

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尾翼对微型ROV运动稳定性的影响

王晓鸣;冯森;

2019 (02): 30-35.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4889

摘要 ( 272 )

为了提高微型ROV水下运行时的稳定性,通过在ROV本体上增加不同的尾翼来达到调节运动稳定性的目的。对微型ROV的动力学方程进行了简要的分析。采用Fluent仿真软件对未安装尾翼时的ROV运动稳定性进行分析,在此基础上分析不同斜度,不同安装位置以及不同高度的尾翼对整个ROV运动稳定性的影响,通过ROV运动稳定性判定的指标,比较不同情况下运动稳定性指标的计算值,筛选出最优尾翼方案,最终为流线型微型ROV尾翼设计给出指导性意见。

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某ABS阀支架振动疲劳分析及其优化设计

聂鹏;钟自锋;

2019 (02): 36-40.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4874

摘要 ( 311 )

为了解决某ABS阀支架断裂失效问题,首先基于有限元方法对其进行模态分析,分析结果表明其前两阶固有模态频率与发动机的激励频率相一致,将产生共振,不满足模态性能要求。然后采集横梁左、右端的载荷谱,将其转换为功率谱密度载荷,并通过单位激励的频率响应分析,建立单位激励与应力之间的传递函数,以此对其进行振动疲劳分析,分析结果表明该支架的疲劳循环次数低于目标值,不满足疲劳性能要求,并且其危险点与断裂位置相同。再采用霍克-吉维斯直接搜索算法对该支架进行参数优化,并新增一条加强筋,得到最终对优化方案。优化之后该支架的第一阶频率能够避开发动机激励频率,其疲劳循环次数高于目标值,其重量也降低了16%,能够同时满足模态性能、疲劳性能和轻量化的要求。最后对优化方案进行道路验证和测试,测试结果表明该支架的振动激励降低了39.3%,优化效果比较明显,并且没有出现开裂现象。

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基于关键点约束的下肢外骨骼机器人步态规划

张彦斐;时兆义;宫金良;

2019 (02): 41-44.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4881

摘要 ( 290 )

为提高下肢外骨骼机器人行走的稳定性和合理性,增加了足趾关节部位的自由度,并且考虑了辅助支撑工具拐杖在行走过程中的作用。步态规划过程中将步幅作为一个变量,确定几个关键点,利用MATLAB软件中的插值函数拟合出步态轨迹曲线,建立运动学模型并根据COG判据求解出重心的投影位置,计算出在一个步态周期过程中的最小稳定裕度。综合考虑步行速度和稳定裕度等因素选定最优的步幅。最后利用仿真软件ADAMS建立虚拟模型,将规划的步态轨迹函数作为驱动量输入模型进行仿真,测量出各个关节的旋转运动曲线,测量结果证明各关节曲线光滑柔顺,验证了步态规划函数的合理性,为后续控制系统设计奠定了基础。

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放大器下装光机模块安装姿态调整机构误差分析与补偿

张军;刘小波;谢志江;

2019 (02): 45-49.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4870

摘要 ( 289 )

为了实现激光装置对放大器光机模块精密安装,设计了一种辅助安装的姿态调整机构。运用几何矢量法对该调整机构的位置正解和逆解进行了分析。通过矩阵法建立了模块安装姿态调整机构的位姿误差正逆解模型,并且验证了模型的正确性。通过改变不同的误差源对调整平台进行误差仿真分析,确定的不同误差源对平台运动精度的影响。采用直接误差补偿方法对姿态调整机构的运动误差进行补偿,经过两次补偿后,机构位置误差明显下降,误差值接近零值。证明了该方法是有效的,并成功将该方法运用于模块安装实验。

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一种含闭环结构单元的新型2R1T并联机构运动性能优化

吕叶萍;许勇;刘勇;宋伟;

2019 (02): 50-54+59.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4855

摘要 ( 262 )

提出了一种含闭环结构单元的新型2R1T并联机构—3-PPaS。推导获得了解析形式的机构位置正逆解,便于后续的运动规划及控制;采用数值搜索方法求解机构的可达空间,考察确定了机构转动能力与关键尺度参数的影响。进一步,应用雅可比矩阵条件数求解了反映机构转动能力的机构角速度性能全域指标和角加速度性能全域指标,并基于这两种性能指标,优选出了尺度参数的合理取值范围。相关成果为混联高效数控加工中心的研究奠定了理论基础。

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对称3T1R并联机构构型设计与位置分析

刘勇;许勇;宋伟;吕叶萍;

2019 (02): 55-59.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4856

摘要 ( 293 )

基于螺旋理论,深入研究了一种适用于轻小物料高速操作的3T1R运动机构—全对称4-URU并联机构。首先应用螺旋理论对能实现3T1R运动的全对称并联机构进行型综合,列举出了支链中仅含R副的3T1R机构,考虑机构的结构复杂度、工作空间和力/运动传递性能,优选出了一种综合性能较好的4-URU并联机构,验证了优选机构的自由度特征,建立了位置正逆解数学模型,搜索求解了工作空间,结果表明该机构工作空间体积较大,各向同性度较好。

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基于旋量理论3-RRR平面并联机构的误差分析

屈淑维;李瑞琴;郭志宏;

2019 (02): 60-62+68.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4857

摘要 ( 326 )

机构的输出误差决定着应用性能。以旋量理论为基础,运用旋量参数与齐次变换矩阵的转换关系,将影响机构输出误差的铰链间隙及连杆参数等效为虚拟旋量。以3-RRR平面并联机构为对象,根据其拓扑结构的对称性,拆分为三个四杆机构。运用虚拟旋量,建立了四杆机构由输入到输出的误差模型;运用Matlab软件分别对三个输入支链引起的误差进行了理论计算分析。结果表明,该方法简洁有效,为各类平面并联机构的误差分析提供了有效的理论参考依据,对机构的应用分析具有重要的参考价值。

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多阶梯厚圆盘横向弯曲耦合的振动特性

张宁宁;耿森林;吴胜举;

2019 (02): 63-68.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4858

摘要 ( 239 )

实际应用中为获得大辐射声功率,通常采用多阶梯圆盘作为辐射体。从声学工程应用角度,基于Mindlin厚板理论结合边界条件和位移、转角、剪力和弯矩等连续性条件,推导了自由、固定、简支三种不同边界条件下的多阶梯厚圆盘的弯曲振动频率方程,利用数值计算法和有限元法对多阶梯厚圆盘振动特性和频率特性进行研究并进行实验测试,结果表明自由、固定、简支三种不同边界条件下厚板理论计算结果比薄板理论计算结果更精确,理论计算结果与有限元模拟结果及实验测试基本一致;各结构参数与材料参数对系统振动频率影响不同,随圆盘高度和基底高度的增加系统弯曲振动频率而增加,相比而言基底高度对频率影响较大;各部分材料的弹性模量对多阶梯厚圆盘的频率影响最大,研究结果为大功率弯曲振动辐射器的设计提供理论参考和频率调试依据。

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集成式活齿减速带轮参数设计与传动性能的影响

金贺荣;李均刚;韩民峰;宜亚丽;

2019 (02): 69-73+82.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4845

摘要 ( 264 )

以游梁式抽油机皮带减速箱为研究对象,面向紧凑空间下大数比减速传动系统,基于机构创新设计原理,提出活齿带轮结构集成设计方法。以核心传动部件—外激波滚柱活齿传动关键技术为研究对象,基于活齿啮合传动理论,建立动、静双坐标系,运用变换矩阵数值方法推导出中心轮齿形方程;以曲率半径与压力角作为传动性能评价指标,进行了中心轮齿数、激波系数和齿形系数等结构设计参数与性能影响关联分析,制定各参数合理选择区间。研究结果表明,合理的结构参数选取可以有效提高活齿减速带轮机构的传动特性,为集成活齿减速带轮机构的应用与开发奠定了基础。

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基于SVD降噪法对齿轮点蚀故障特征的试验及分析

周新涛;崔亚辉;马娜;刘夏移;李龙龙;

2019 (02): 74-78+82.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4859

摘要 ( 422 )

根据奇异值分解法(SVD)的基本原理,采用数值模拟分析法验证了SVD法在信号处理上具有良好的降噪效果。再利用该法对齿面点蚀故障振动试验数据进行了奇异值和奇异值差分谱计算,得出了真实信号与噪音信号的相空间及真实信号的重构阶数,并对真实信号进行重构,得出了经降噪后真实振动情况的时域信号。在此基础上,将真实振动加速度信号进行FFT变换,得出了齿轮箱上各测点处的频响特性;最后,分别研究了转速、载荷与齿轮箱振动频响特性之间的变化关系,得出了输出轴的振动特性对转速或载荷的波动情况较为敏感。

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基于二分图最大匹配的RV减速器选配方法

贡林欢;左健民;

2019 (02): 79-82.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4860

摘要 ( 270 )

RV减速器装配精度要求很高,采用完全互换装配法不经济,寻找合适的选配方法值得研究。分组选配法滞装严重,且依赖待装零件的尺寸分布,而基于二分图匹配的选配方法具有匹配率高、算法易于实现等优点。首先对二分图匹配的基本定义和基本理论进行说明,介绍了二分图最大匹配的匈牙利算法,然后应用该方法完成RV20E型减速器的零部件选配。最后,利用数值模拟方法做了对比试验,结果表明二分图匹配比分组选配法的匹配率高6%至25%。为RV减速器的选配提供了新方法,该方法也可应用在其他精密零件装配领域。

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基于法矢量的直齿锥齿轮可展曲面齿面求解及其几何特性

林菁;张玉萍;

2019 (02): 83-86+90.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4861

摘要 ( 229 )

传统齿轮啮合理论讨问题的方法是给定一个齿和两个共轭齿面各自的运动参数,求另一个齿面以及其几何特性。本文提出一种基于齿面法矢量的直齿锥齿轮可展曲面齿面及其几何特性求解方法。首先根据齿轮啮合原理,应用矢量分析的方法,求解出直齿锥齿轮齿面的法矢量。然后根据该法矢量即可直接求解两个共轭可展曲面齿面及其几何特性。该方法简单实用,为直齿锥齿轮的创新设计提供了一种新方法和新途径。

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尼曼蜗轮3维精确建模方法研究

张政;孙全平;吴海兵;

2019 (02): 87-90.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4862

摘要 ( 294 )

尼曼蜗轮副具有很多优点,在批量较小、头数较多或模数较大的情况下,尼曼蜗轮采用通用五轴加工具有现实意义,为此提出了一种尼曼蜗轮精确建模的方法。根据蜗杆蜗轮范成加工原理,首先建立砂轮的圆环面方程、砂轮蜗杆的啮合方程、蜗杆齿面方程、蜗轮蜗杆啮合方程,接着根据蜗杆齿面方程和蜗轮蜗杆啮合方程求解得蜗杆蜗轮接触点的坐标公式,然后运用数值方法解得蜗轮齿面接触点云,进而根据点云数据进行拟合,从而生成蜗轮啮合齿面。以五头尼曼蜗杆副为例,通过设定蜗杆副的基本参数,运用上述精确建模方法生成了蜗轮3维模型。该方法不仅为蜗轮齿面修形建立基础,而且其思路还可用于其它圆柱蜗杆副的建模。

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考虑橡胶弹性变形及织构直径对压裂泵柱塞密封摩擦学性能研究

莫丽;贾杜平;何军;王国荣;

2019 (02): 91-95+100.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4846

摘要 ( 311 )

压裂泵柱塞因为磨损较多易于失效,因此有必要对其密封副摩擦学性能进行研究。根据有限元原理,建立了橡胶密封圈处轴对称模型,利用有限元分析软件和实验验证研究了橡胶弹性变形以及织构直径对柱塞摩擦学性能的影响。结果表明,织构的存在对橡胶总体变形量的影响不大,但是织构直径或载荷越大,其橡胶压入织构内的深度越大,即压入的体积越大,当橡胶与柱塞相对运动时刮擦掉的橡胶体积越多,增大了磨损量和摩擦系数,不利于摩擦学性能;选择较小直径和介质压力,以得到较好的减磨性能,优选出,圆形织构,在载荷为1 MPa、织构直径为200μm、面积比为20%、深度为80μm、均布。

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用于地铁门的变导程螺旋副疲劳寿命分析

何非;杨客;徐协;

2019 (02): 96-100.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4872

摘要 ( 278 )

变导程螺旋副是利用一个滚子及导程变化来实现螺旋传动,容易发生疲劳破坏,需要进行疲劳寿命分析。首先分析出变导程螺旋传动的疲劳形式为接触疲劳。同时,分析滚子和丝杆的接触应力,确定滚子所受接触应力明显大于丝杆,可通过分析滚子寿命以验证螺旋副的可靠性。通过分析接触疲劳寿命的相关理论,给出载荷谱及应力-寿命曲线的计算方法,针对地铁门的特点,分析出变导程螺旋副的寿命,确认了地铁门可靠性。并对不同受力作用下的寿命进行分析,为地铁门维护保养周期的确定提供了必要的依据。

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基于有限元分析法的汽车驱动盘设计与优化

袁星星;曾礼平;田宏艳;

2019 (02): 101-105.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4875

摘要 ( 282 )

汽车驱动盘是连接发动机曲轴和液力变矩器的关键零部件。利用Pro/E建立了某驱动盘3维模型,导入有限元分析软件Workbench建立有限元力学分析模型,根据实际情况对驱动盘分析模型进行加载、设置边界条件等。分别对驱动盘进行了刚度分析、轴向冲击0.5 mm时的疲劳分析、10倍工作转矩分析、0.5°失配疲劳分析及13 000 r/min转速离心力分析。结果表明:去重孔为圆形孔形状时的10倍工作转矩分析及0.5°失配疲劳分析满足设计要求,轴向冲击0.5 mm及13 000 r/min转速情况下的强度和驱动盘的刚度是不满足设计要求的。通过对驱动盘减重孔进行改进,将圆形形状改为腰形形状,使改进后的驱动盘符合设计要求。

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多镜筒望远镜中间块热-结构耦合分析与优化设计

余易;王国民;

2019 (02): 106-109.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4844

摘要 ( 345 )

多镜筒望远镜在观测较暗星体时能够达到与大口径望远镜相似的观测亮度。为保证多镜筒望远镜每一个镜筒的指向精度,固定多个镜筒的中间块就需要有较好的刚度和稳定性。首先通过ANSYS workbench对四镜筒望远镜中间块进行了拓扑优化,根据拓扑优化结果重新设计了中间块结构,再进行热-结构耦合分析并对其各个设计尺寸进行优化。优化后分别计算了中间块在0°、45°、90°三种倾角下,受40℃温差与重力的作用下镜筒中心轴线最大偏移角度,分别为0.065 2″、0.711 1″、0.982 4″。计算结果满足了镜筒中心轴线偏移角度小于1’’的设计要求,可为下一步工程设计提供参考。

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基于离散单元法对振动筛仿真实验次数分析

沈国浪;童昕;李占福;

2019 (02): 110-112+116.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4847

摘要 ( 275 )

振动筛在筛分过程中表现出随机性,这种随机性使得1次仿真实验得到的结果缺乏足够的可信度。离散单元法(DEM)广泛应用于模拟振动筛的筛分过程,为了提高仿真结果的可信度,将1个参数组合进行多次实验得到的离散数据进行稳定性检验和正态性检验,结果表明在进行50次实验之后数据类型平稳且符合正态分布,抽取容量为30的样本可得到1个误差率低于0.5%的筛分效率均值,用置信区间对筛分效率进行描述,可以更加准确的反映筛分效率的真实情况。

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高精度加工中心床身结构拓扑优化研究与实践

米洁;甄真;杨庆东;祝英平;

2019 (02): 113-116.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4848

摘要 ( 365 )

采用变密度法对某叶片加工中心的床身进行拓扑优化分析,得到床身结构的拓扑优化变密度云图,用静刚度分析结果将床身结构分为主功能区和辅助功能区;分析比较了不同筋板布局形式和厚度的床身动态特性。将拓扑优化与动态性能分析相结合,分别改进两个功能区的筋板布局来提升床身整体性能。在原有床身质量不变情况下,静刚度提高25%,第一阶固有频率提高13%。这种结构设计方法,具有工程应用价值。该研究结果对提升机床基础件刚度及稳定性提供理论支撑,对数控机床大型基础件结构优化具有借鉴意义。

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考虑黏温黏压及弹性变形的球面轴承力学性能分析

李争;陈晴;王蕾永;岳非弘;杨凯;王群京;

2019 (02): 117-122.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4863

摘要 ( 303 )

为了选取合适材料的球面轴承,利用有限元多物理场耦合仿真平台对多自由度永磁电机球面轴承进行有限元位移、应力应变及剪切应力等弹性变形分析,使其更具有实际意义。选取尼龙、橡胶、塑料等3种不同弹性模量、泊松系数的轴承材料,探讨3种材料对球面轴承力学性能的影响规律。使用最优良的材料,并研究考虑黏温黏压下的不同黏度以及不同偏心率、转速对球面轴承力学性能的影响。结果表明:优选塑料为球面轴承的定子壳材料;润滑油黏度随着温度的升高而降低,油膜压力及厚度也降低;偏心率及转速的增大,使得球面轴承位移、应力应变及剪切应力也增大。

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基于功率谱密度的冷凝器支架随机振动疲劳分析及其优化

吴和英;钟自锋;

2019 (02): 123-126+141.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4876

摘要 ( 482 )

为了解决某冷凝器支架开裂故障,首先采集车架纵梁前、后两端的随机振动激励,得到激励端的时域载荷谱,并且将其转换为功率普密度曲线。然后基于单位载荷的频率响应分析得到频率应力的传递函数,以此对该冷凝器支架进行随机振动疲劳分析,分析结果表明其疲劳寿命低于工程要求值,其危险点区域和开裂位置相同。再基于集成平台对冷凝器支架的厚度进行多目标优化,优化之后冷凝器支架的寿命满足疲劳性能要求,其重量达到了最轻,优化效果良好。最后按照相应的试验规范对冷凝器支架的优化方案进行道路试验,试验结果表明冷凝器的频域加速度大幅度降低,冷凝器支架也未开裂,成功解决了该故障问题,整个系统分析方法为类似支架的设计开发提供了科学依据和理论参考。

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空压机铝连杆疲劳强度分析

张创科;蒋登科;许婕;马辉;

2019 (02): 127-131+146.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4877

摘要 ( 182 )

简化空压机活塞连杆运动机构,建立活塞连杆的力学模型。对连杆进行力学分析,得到连杆在卸荷和负荷条件下的载荷曲线。运用数值模拟的方法对铝连杆进行疲劳强度分析,得到连杆在不同工况下的受力云图和疲劳安全系数云图。根据分析结果对铝连杆进行改进并通过恒定负荷比法对改进的铝连杆进行实验验证。实验结果表明:改进后连杆的疲劳强度提高了约50%,改进效果明显。

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一种汽车轮毂柔性加工夹具的设计与分析

郑伟;孙见君;牛韬;马晨波;於秋萍;张玉言;

2019 (02): 132-136.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4849

摘要 ( 321 )

装夹尺寸的单一性使得传统夹具无法适合大规模现代化的汽车轮毂柔性生产。设计了一种汽车轮毂柔性加工夹具,使用旋转直线组合式液压缸作为动力源,实现夹爪对不同型号轮毂的自动定心和夹紧。建立了夹具结构的物理模型,分析了夹具的夹紧行程。从切削力作用下被加工轮毂的位置安全性、以及夹具状态下被加工轮毂和夹具的力学安全性出发,探讨了夹具与被加工轮毂间的最小夹紧力、被加工轮毂和夹具的最大夹紧力。结果表明,对于A365铝合金汽车轮毂,42CrMo超高强度钢夹具,在转速2 500 r/min,切深3 mm,工件直径609.6 mm,进给率0.5 mm/r,切削长度为500 mm的实际加工过程中,夹具设计的有效夹紧力范围为5 025.9 N～12 000 N。

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基于优选小波包和PSO-SVM的失火故障诊断

韩佳佳;贾继德;梅检民;任刚;贾翔宇;

2019 (02): 137-141.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4878

摘要 ( 246 )

小波包变换在柴油机故障特征提取中应用广泛,其中,小波包基函数的选取对特征提取性能的影响至关重要。基于此提出了1种优选小波包和粒子群优化支持向量机(PSO-SVM)的失火诊断方法。首先,选择5种不同类型的离散小波包基函数分别对缸盖振动信号进行小波包多层分解;然后,计算缸盖振动信号的小波包能量与信息熵的比值,从中选择比值最大的小波包基函数作为最优的小波包基函数;进一步,采用最优小波包基函数分解缸盖振动信号并提取小波包频带能量概率密度作为特征向量,以及构造故障诊断特征集;最终,将故障诊断特征集输送到粒子群优化支持向量机中进行柴油机失火诊断识别。实验结果表明,利用最优小波包基函数提取特征具有良好的效果,同时PSO-SVM的识别准确率达到97.5%,说明了优选小波包和PSO-SVM的诊断方法是可行且有效的。

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基于不平衡响应的转子动刚度测量方法

雷杰;雷晓波;房剑锋;张帅;文敏;

2019 (02): 142-146.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4864

摘要 ( 251 )

基于转子不平衡响应原理,推导了转子动刚度计算方法,建立了一种转子系统动刚度测量方法。在某双盘转子试验器上开展了转子动刚度测量实验。实验结果表明:由转子动刚度曲线计算的一阶临界转速最大误差为1.5%;以盘一、盘二处的轴系静刚度为基准,由动刚度曲线计算的轴系静刚度最大测量误差为5.7%。利用转子动刚度研究了不同支座地脚螺栓拧紧力矩对转子系统的影响,结果表明:当支座反力小于支座拧紧力矩所能产生的最大静摩擦力时,增加支座连接刚度并不会改变转子系统的动刚度。

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基于自适应拟合的小型元件位姿高精度检测算法

顾成劼;杨赟;杜正春;杨建国;

2019 (02): 147-150.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4890

摘要 ( 220 )

针对小型元件在生产过程中精度要求高的难点,以一种典型的小型元件,发火元件的自动化焊接流程为例,对流程中最重要的视觉检测步骤,提出了发火元件的亚像素轮廓自适应拟合算法。在算法中,首先利用感兴趣区域提取、高斯滤波、Otsu阈值分割、Freeman轮廓跟踪,进行图像预处理;其次利用Zernike矩对跟踪编码的轮廓进行亚像素化,提高轮廓检测精度;最后根据亚像素化后的轮廓,进行自适应轮廓拟合,从而实现发火元件位姿的自动检测。对上述算法,在发火元件测试平台上验证,实验得到最大定位误差9.37μm,平均误差5.96μm;转角误差0.006°,满足焊接检测的要求。

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脱水机运行故障的试验与分析

贾铁钢;

2019 (02): 151-154.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4879

摘要 ( 326 )

针对脱水机在启动时产生共振使脱水桶碰桶无法进入正常脱水程序、脱水桶衣物过多或衣物含水量过大时电机转动慢或无法转动、脱水桶衣物过少或无衣物时出现电机绝缘漆的味道等产生的运行故障,通过试验和分析找出其原因,提出了脱水桶新的结构设计和脱水机电机功率新的计算方法,提出了避免电机温升过高而正确使用脱水机的方法。

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基于AdaBoost-SOM方法的电机故障诊断

汪开正;黄亦翔;张旭东;李彦明;

2019 (02): 155-159.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4880

摘要 ( 254 )

采用一种基于AdaBoost特征选择和SOM(自组织映射)相结合的电机故障诊断方法。通过对不同电机状态的性能试验,采集驱动电机的振动信号,对信号进行时域、频域以及小波包处理,构建信号的原始特征。利用AdaBoost算法和相关性去除冗余和关联度高的特征,选取具有强区分能力的特征,采用SOM对各电机状态进行故障分类,识别电机的运行状态。试验表明,该方法能够对电机的故障特征进行有效提取,提高了对电机状态的识别能力,鲁棒性更好。

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多批次晶圆切换工时的计算及排序

潘春荣;李超东;

2019 (02): 160-164.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4882

摘要 ( 365 )

随着晶圆制造趋于多品种、小批量的特点,组合设备运行时需要频繁地切换晶圆批次加工。为了提高组合设备的工作效率,研究单臂组合设备中晶圆批次切换工时的计算及排序问题。首先,基于改进的拉式调度策略,分析了单臂组合设备中连续两批晶圆加工的切换过程,并获得相应切换工时的计算表达式。其次,针对多批次晶圆的切换问题,建立了以最小切换总工时为目标的数学模型,并应用模拟退火算法求解近似最优的排序方案。最后,通过仿真实验验证了该方法的可行性和有效性。

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混合群决策模型在绿色供应链管理能力评价中的应用

孙君;钟茂林;孙晓凡;

2019 (02): 165-170+174.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4883

摘要 ( 361 )

绿色供应链管理(GSCM)是组织管理中的战略问题,也是新经济发展的关键问题和难问题。GSCM评价决策是推进GSCM战略的手段之一。运用AHP、灰关联、三角模糊等工具建立混合群决策模型(HGDMM),综合主客观思想确定决策矩阵、指标权重和专家权重;将建立的HGDMM用于抽样的中国本土汽车制造商的绿色供应链管理能力评估;最后将该法与VIKOR法作对比分析。结果表明:构建的HGDMM弱化了主观随意性和客观刚性,且易于管理者掌握应用,为绿色供应链管理能力评估提供了评价方法参考。

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基于遗传算法的车间设备布置优化

侯智;马国庆;

2019 (02): 171-174.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4884

摘要 ( 245 )

为了提高车间设备布置的效率和效益,将设备的多行布置问题转化为排序问题,以总物流量和车间总面积最小为优化目标,建立车间设备布置的数学模型,采用Plant Simulation内置的遗传算法工具箱与SimTalk语言编写程序,实现不同面积各类设备的优化布置。最后,以某水轮机厂机加工车间的设备布置为例,验证了方法的有效性。

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基于模块化特征点赋权法的产品造型创意方法

李伟湛;杨先英;

2019 (02): 175-177+183.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4851

摘要 ( 343 )

目的提高创意设计效率,提高模块化设计精细度。方法以打印机产品造型创意为例,通过对产品构造的系统分析,从用户关注的视角进行功能的模块化定义,通过初步的造型组合快速获得了不同的产品布局基础方案,根据方案的特征差异性,设定特征点,给予不同的权重阈值,赋予不同的形态离散权利,从简化的2维角度,改变权值较大灵活度更好的特征点,给予移动变化空间,获得基于同一基础方案的不同精细化造型,最后利于工业设计快速设计表现方法,表达出精细化的造型创意草案。结果获得了更为细致明确的外观造型草案。结论通过特征点赋权的模块化创意,有效引导了从模糊到精细的造型创意过程,为后期方案设计提供更多有效的选择方向,为汽车造型、大型设备等各类复杂产品提供设计参考。

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切割式红花采摘试验台设计及采摘性能试验

刘光欣;葛云;张立新;赵庆展;张天勇;

2019 (02): 178-183.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4885

摘要 ( 293 )

为了提高切割式红花采摘机器人采摘红花的质量和产量,设计了红花切割分离试验台。通过对机器人采摘红花过程的分析,以刀具转速、进给速度、刀具刃偏角为试验因素,采净率、破碎率为评价指标,利用响应曲面试验法进行试验,并通过Design-Expert.V8.0.6.1软件,确定最佳组合参数为:刀具转速769 r/min、进给速度315 mm/min、刀具刃偏角15°,对应的红花采净率为91.83%,破碎率为4.51%。红花切割采摘试验结果表明:红花实际采净率为94.71%,破碎率为4.24%。该研究为红花采摘机器人末端执行器切割装置的优化设计和控制提供了理论依据。

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沟槽式管接件自动压槽加工设备的设计与试验

赵洪光;姚传峰;

2019 (02): 184-186+190.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4865

摘要 ( 330 )

针对沟槽式卡箍连接中钢管沟槽生产效率低、劳动强度大、加工质量低等特点,设计了集上料、进给、夹紧及压槽于一体的沟槽式管接件自动压槽加工设备,分析了影响沟槽尺寸的因素,并提出了可行性解决方案,通过试验验证,符合国家相关标准规定。该设备提高了沟槽式管接件加工的自动化程度和生产效率、降低了劳动强度、改善了加工质量,为沟槽式管接件的自动压槽加工提供了技术方案。

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梳夹式红花采摘机构关键部件设计分析

连国党;曹卫彬;牛驰;安亮亮;杨双平;李亮亮;

2019 (02): 187-190.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4886

摘要 ( 216 )

针对红花丝当前仍以人工采摘为主、采摘效率低、费时费力、尚未实现机械化采摘等问题,设计研究了一种适应红花丝采摘的梳夹式采摘机构,通过凸轮驱动动梳齿与定梳齿相互作用,模仿人手拔拉动作完成红花丝的夹取与采摘。该采摘总体结构简单,工作效率高,设计关键部件参数,搭建台架进行田间试验,验证工作性能的稳定性以及可行性,试验结果表明梳夹式红花丝采摘机构能够满足红花丝的采摘要求,为后续梳夹式红花丝采摘机械提供一些理论依据。

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基于理想调速特性的橡胶带式CVT飞块型线的优化方法

李威尔;丁华锋;朱兰馨;胡文龙;景文倩;

2019 (02): 191-194.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4866

摘要 ( 338 )

飞块是橡胶带式无级变速器(CVT)的重要组成部分,其型线的优劣直接影响CVT的调速特性。论文在考虑V带的动静弧、带与轮盘的接触及飞块系统几何关系的基础上建立CVT系统耦合力学模型。结合CVT的几何关系,推导出CVT轴向力与传动比的计算公式。最后基于CVT理想调速特性,采用反转法提出飞块型线优化设计方法。所优化出的飞块型线与原型线相比,调速平衡性和动力性有明显的提高。

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基于动态仿真的火箭弹定心部结构优化设计方法

杨奇;董严;陈强洪;

2019 (02): 195-199.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4871

摘要 ( 248 )

为寻求能够降低初始扰动的火箭弹定心部结构的合理设计参数,以固定基础不同时离轨大长细比火箭弹为研究对象,对其发射过程中定心部在导轨上的运动过程进行分析,建立弹轨相互作用的动态仿真模型以获得离轨姿态。在此基础上建立以减小离轨扰动角为目标,以定心部结构参数为设计变量,在边界和性能约束下的优化模型,经实例优化分析得到的计算结果表明,定心部结构参数的优化设计可在较大程度上改善火箭弹的离轨姿态,优化方法合理有效,对火箭弹定心部的结构设计有一定指导意义。

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垂直式垃圾压缩机液压系统设计与分析

张国勇;张良勇;沈印;刘姜;

2019 (02): 200-203.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4850

摘要 ( 319 )

针对当前垃圾压缩机工作过程中,普遍存在缸体抖动、换向噪音大、以及在缸保压时,压力不稳定等现象,从液压传动系统出发,研究液压缸压力、流量、速度随时间的变化关系,对传统垃圾压缩机进行优化,设计了一套全新垂直式垃圾压缩机,利用AMESim工具对垂直式垃圾压缩机进行了仿真,分析了各工作油缸随负载的变化情况,结果验证了压缩机液压控制系统设计的合理性,从而为其它垃圾压缩机系统的设计与优化提供参考。

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高等教育出版社学术著作新书简介

2019 (02): 204-205.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4867

摘要 ( 189 )

书名:机械创新设计理论与方法(第二版)作者:邹慧君颜鸿森出版时间:2018年5月定价:89.00元编辑荐语:编辑推荐:任何一个国家想要真正强大,就必须有完整、坚实的制造业,特别是装备制造业。装备制造业是制造业之母。为了满足社会新需求,为了发展先进生产力,我们必须不断地设计和制造出各种新颖、高效的机械装备。只有这样才能使我国由制造大国转变为制造强国。

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西華大學机械工程与自动化学院

2019 (02): 207.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4868

摘要 ( 215 )

西华大学机械工程与自动化学院成立于1 960年,现有教职工100余人,其中博士生导师3人,教授、副教授50人,归国学者10余人,在读本科生2200余人,硕士研究生300余人。经过50年的发展,形成了围绕现代制造业,从本科、硕士到联合培养博士的多层次协调发展的学科体系。现有机械设计制造及其自动化、机械电子工程、自动化、工业工程、工业设计、包装工程(包装机械)6个本科专业,其中机械设计制造及其自动化为国家特色专业;拥有"四川省机械工

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