简要分析凸轮机构设计中的注意事项

对于低副运动来说,一般只能够近似地实现给定的运动规律,并且其设计都比较复杂。凸轮机构属于高副运动的主要形式之一,当需要实现一定的匀速、加速或者间歇性运动规律时,一般都采用凸轮机构。本文重点从压力角、基圆半径和滚子半径三个方面介绍凸轮机构设计中的注意事项。     

浮动平底推杆等宽凸轮机构第Ⅱ类机构综合问题

以浮动平底推杆等宽凸轮机构为研究对象,通过引入往程、返程、向径标定线和等宽映射区间套等概念,阐述了往程/返程运动角、远近休止角的内在规律性关系,运动学尺寸、行程幅值和初位参数间的内在特征关系,输出摇杆返程角位移规律的求解,主副平底容许选择区段和凸轮基圆半径取值域确定,凸轮基圆半径、压力角和宽度的变化规律等,揭示了等宽凸轮机构的设计蕴含着诸多的异质性内涵。还对等宽凸轮机构、共轭凸轮机构进行了比较,得到了两种形锁合机构相同点、差异点。最后给出等宽凸轮机构的一个综合算例。     

烟用定点施肥装置凸轮机构运动学分析与仿真

应用Pro/E软件对定点施肥装置凸轮机构的运动学方程进行编程,根据实际项目及农艺要求,确定凸轮各阶段运动角及摆动从动件的运动规律,得到凸轮理论轮廓曲线、工作曲线及曲率半径曲线。在Pro/E及UG中对凸轮和施肥机构进行三维建模和运动仿真,得到凸轮在一个运动周期内的位移、速度和加速度图像。通过田间试验对此装置性能进行验证,结果表明:凸轮运动机构无干涉,滚子与凸轮的运动过程中只存在柔性冲击,不存在刚性冲击,符合等加速等减速运动规律;椭圆施肥区域的施肥长度平均值在22.7cm,施肥间距的平均值为52.5cm,满足设计要求及烤烟种植要求。     

液态施肥机液肥分配器凸轮运动学分析与仿真

应用Visual Basic 6.0软件对液态施肥机全等椭圆齿轮行星系扎穴机构喷肥针尖点的运动学方程进行编程,获得针尖点位置的y分量图像和静轨迹。然后根据喷肥针入土时的施肥要求和分配器工作原理,确定分配器凸轮各阶段的运动角和分配阀阀芯的运动规律,并选定阀芯行程为10 mm。在VB中编程获取凸轮的轮廓曲线并进行其压力角和曲率半径验证,运用Pro/E软件对凸轮和分配器进行三维建模和运动学仿真,得到阀芯在一个运动周期内的位移、速度和加速度图像。通过试验对此装置的每次施肥量进行测定,结果表明每次施肥量达到要求,所设计的凸轮符合工作要求。     

基于AutoLISP盘形凸轮的解析法设计

通常精确地设计出凸轮轮廓比较困难;对偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构推杆按正弦加速度规律运动进行分析,基于AutoLISP编程语言,用解析法设计出凸轮理论廓线,并给出完整的AutoLISP程序;凸轮的实际廓线则通过AutoCAD的偏移命令得到。     

基于AutoLISP盘形凸轮的解析法设计

通常精确地设计出凸轮轮廓比较困难;对偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构推杆按正弦加速度规律运动进行分析,基于AutoLISP编程语言,用解析法设计出凸轮理论廓线,并给出完整的AutoLISP程序;凸轮的实际廓线则通过AutoCAD的偏移命令得到。     

果园开沟施肥机导肥机构的优化设计

针对果园开沟施肥不均匀的问题,采用离散元仿真设计对果园开沟施肥机的导肥机构进行优化。首先,分析肥料颗粒的物理参数,结合肥料颗粒下落过程中的动力学分析,建立肥料颗粒在三种导肥机构中的动力学模型。然后,先对A型、B型、C型三种导肥机构进行离散元仿真试验,分析优化出最佳C型导肥机构;最后对不同曲率半径下的C型导肥机构进行施肥均匀度仿真试验,利用边缘区域与中间区域的变异系数评价施肥均匀度,分析优化出C型导肥机构的最佳曲率半径。仿真与样机果园试验结果表明:C型导肥机构边缘区域与中间区域变异系数最小,施肥均匀度最高,A型导肥机构次之,B型导肥机构最低;在不同曲率半径的C型导肥机构中,曲率半径为600mm时,C型导肥机构边缘区域与中间区域变异系数最小,施肥均匀度最高;优化后变异系数由0.48减小到0.21,施肥均匀度提高56.25%。为果园开沟施肥机设计加工提供科学依据。     

凸轮机构的虚拟设计与运动仿真

凸轮机构结构简单紧凑,只需设计出适当的轮廓曲线,就能得到推杆预期的运动规律,因此凸轮机构在机械领域中应用广泛。随着机械工业的快速发展,对于凸轮机构的性能要求也越来越高,所以在凸轮机构设计、制造等方面的工作也越来越困难。为了探索凸轮机构设计、仿真、分析方法,本文以内燃机的配气凸轮机构为例,综合利用MATLAB与UGNX软件,实现了配气凸轮机构的虚拟设计与运动仿真,该方法充分结合了MATLAB与UGNX软件的优点,可扩展性和可维护性强,在凸轮机构的计算机辅助设计应用中具有一定的实用价值。     

基于参数化设计的育苗杯制作机结构计算

以2RBW-1500型育苗杯制作机为基础,分析其组成机构。采用NURBS曲线原理拟合焊接凸轮轮廓曲线,将得到的曲线控制点输入Solidworks编辑宏,从而精确设计凸轮廓线。同时,分析了六杆输入机构顶端滑块的位移、速度、加速度,并得到运动的数学方程式。基于Solid Works-motion平台上的运动分析,构建运动模型,得到焊接推杆及六杆机构滑块的位移、速度、加速度的时间曲线,并就曲线意义及某些特征点做了合理解释。最后,结合整个机械,分析运动的联动性,并在模型上印证结果,从而验证结构设计的合理性和正确性。     

柴油机配气机构两种凸轮型线的设计及性能对比

利用几何法和函数法对4125柴油机配气机构的凸轮型线进行设计,通过计算和比较两种凸轮型线下挺柱运动的位移、速度和加速度曲线得出:几何凸轮型线的换气时面值大,有利于提高发动机的充量系数,但在气门开启和关闭的瞬间以及速度的绝对值达到最大时,挺柱的加速度均发生突变,因此,采用几何凸轮的配气机构将产生较大的振动和噪声;函数凸轮挺柱的加速度连续光滑变化,在整个工作阶段,无加速突变,并且其最大加速度的绝对值约为几何凸轮挺柱最大加速度绝对值的1/2,所以,采用函数凸轮的配气机构工作平稳,产生的振动和噪声小,但对进气充量有不利影响,可通过增大气门直径或采用多气门等工程上常用的措施加以改善.     

基于EDEM的水田深施肥机构螺旋钢丝的数值模拟与分析

为解决水田深施肥堵塞问题,运用EDEM软件对水田深施肥机构肥料箱中螺旋钢丝进行仿真分析,得出了螺旋钢丝在不同转速、丝径、导程时对肥料运动的影响。研究结果表明,随着螺旋钢丝转速增大,排肥速度变快,转速到达270°/s时已达到肥箱最大排肥速度,螺旋钢丝的丝径和导程对于肥料的运动规律影响不明显。     

基于NURBS的空间分度凸轮廓面重构与仿真

利用空间分度凸轮廓面方程获取离散点云数据,采用非均匀有理B样条(NURBS)重构凸轮廓面,构建空间凸轮参数化特征模型。基于该模型,进行凸轮分度机构的运动学仿真,生成加工制造模型,实现空间凸轮NURBS廓面的仿真加工和四轴铣削NURBS创成。仿真和创成误差分析结果表明,从动件运动规律曲线更加光顺,最大速度Vmax和最大加速度Amax等运动特性值均优于修正正弦曲线,廓面创成误差与加工路线的曲率有关,最大误差出现在曲率绝对值最大处且不超过0.01 mm。因此,廓面NURBS重构技术,是一种有效的空间凸轮设计和创成方法。     

一种电控单体泵燃油系统三次喷射凸轮型线设计

阐述了一种电控单体录燃油系统三次喷射凸轮型线设计方案,确定了凸轮的基圆、工作段的供油速度,设计了型线升程段、回程段的加速度特性。然后通过积分求出速度曲线和升程曲线,从而确定凸轮型线。     

液态施肥机分配机构空间凸轮设计与试验

为满足液态施肥机转子式转换器空间凸轮机构运转平稳、防止液肥泄漏与施肥量精准的性能要求,建立了空间凸轮数学模型。应用Visual Basic 6.0开发空间凸轮优化软件,得到凸轮的平均圆柱半径为37 mm以及轮廓曲线图,应用Pro/E软件对空间凸轮机构进行三维建模与运动学仿真,验证了该空间凸轮机构设计的合理性。进行试验台试验,当液压泵压力0.4 MPa、输出轴转速69.75 r/min时,所测施肥量基本相同,且喷肥针只在空间凸轮的推程到回程阶段喷肥。结果表明:空间凸轮机构运转平稳,符合设计要求。     

基于UG的平面连杆机构运动仿真和分析

所谓机构的运动分析,就是对机构的位移、速度、加速度进行分析。在已知原动件的运动规律的条件下,分析机构中其余构件上各点的位移、轨迹、速度和加速度,以及这些构件的角位移、角速度和角加速度。为此,介绍了如何利用UG软件来实现连杆机构运动仿真和分析的方法及步骤。以平面六杆机构为例,在UG/Motion模块中,用动画来表现机构的运动过程,用图表和电子表格来反映运动仿真的结果,得到精确机构运动数据,为机构的优化设计提供参考依据。     

钢球滚子弧面分度凸轮机构弹流润滑分析

利用Hamrock-Dowson膜厚度公式和点接触中心区油膜计算公式,推导出钢球滚子弧面分度凸轮机构中钢球和凸轮滚道接触油膜厚度的计算公式.利用数值计算方法,比较分析了凸轮在采用修正等速、修正梯形加速度和修正正弦加速度运动规律曲线时,整个分度周期内油膜厚度的变化.讨论了凸轮转速、分度盘负载力矩、钢球直径、凸轮滚道截面半径与分度盘直径比等参数对油膜厚度的影响,为钢球滚子弧面分度凸轮的润滑设计提供了理论依据.     

红花丝采摘装置的凸轮机构运动失真研究

针对红花丝采摘装置漏采的问题,对其采摘装置进行动力学分析。研究表明:凸轮机构的运动失真是导致采摘性能降低主要因素,表现为凸轮与推杆顶端出现局部脱离,造成冲击振动,带动安装在推杆上的动齿与主轴上的定齿振动,导致红花丝夹不紧,出现漏采现象。为此,建立了推杆在弹簧作用下的动力学模型,利用MatLab软件对推杆在弹簧作用下动力学模型进行了分析,调整该模型参数,使凸轮回程型线产生对推杆的支持力始终小于弹簧的弹力,保证凸轮与推杆始终接触,消除动齿与定齿的振动,降低红花丝采摘装置漏采率,改善红花丝采摘装置的运动性能。同时,对凸轮升程型线进行设计,通过Creo软件仿真,推杆运动平稳,通过高速摄像验证设计理论的正确性,提高了红花丝采摘装置的采净率。     

果园有机肥开沟施肥机液压系统设计与仿真

针对目前新疆果园有机肥开沟施肥作业中存在的开沟深度与施肥量调节困难等问题,设计一种适合新疆果园种植模式的有机肥开沟施肥机,并设计一种可实现开沟深度、输肥量以及单双侧施肥自动化调节的果园有机肥开沟施肥机液压系统。开沟深度与输肥口开度调节速度设为0.05m/s,通过理论计算,对液压系统中主要元件进行选型,运用AMESim软件建立此液压系统的仿真模型并对其工作过程进行仿真分析。仿真结果表明,各项数据均满足设计要求,验证了液压系统设计及元件选型的合理性,该液压系统工作状态良好,性能稳定,为果园有机肥开沟施肥机的研发和改进提供了可靠的理论依据。     

支持故障报警的果园对靶变量排肥系统

针对果园条开沟连续施肥造成肥料浪费,而挖穴施肥作业过程繁琐的问题,基于普通条开沟施肥机具设计了果园对靶变量排肥系统,该系统主要包括果园穴施肥精量排肥器和对靶变量施肥控制器。利用高速摄影技术获得了不同排肥口截面积排肥下落时间,使用间歇旋转机构实现定量穴排肥,提出了扇叶旋转落肥感知方法并设计了排肥故障监测装置,进而设计了果园穴施肥精量排肥器。使用光电传感器实时感知果树树干以获得排肥位置,利用接近开关感知地轮转速计算行进速度,以STC12C5A60S2单片机为核心设计了对靶变量施肥控制器。搭建了试验平台,进行了实验室试验,结果表明,1~5排肥量挡位下,平均排肥量与理论排肥量最大误差为10 g,最大变异系数为4.6%;平均排肥长度为20.2~40.9 cm;偏移距离绝对值最大为5.5 cm,最小为0.6 cm,偏移距离标准差平均值为4.26 cm;单次排肥故障监测装置最少感知落肥通断信号次数为2次,故障监测准确率达到100%。果园试验表明,针对100棵枸杞树进行对靶施肥,其排肥准确率为97%。该系统实现了果园靶标实时探测、对靶精量排肥控制和排肥故障报警功能,达到了条开沟对靶穴施肥的果园作业要求。     

夏玉米穴施肥作业机械设计与试验——基于新能源技术

为了探究夏玉米中耕施肥机械化,设计了一种基于新能源技术的精准定穴施肥试验机械,可以在600mm等行距的玉米田间完成两行的精准定穴施肥。该机包括行走机构、整体机架及电控机构,可升降及水平滑动调节的施肥单体机构、玉米植株探测机构及穴施肥距离保持机构等。其中,玉米植株探测采用自复位式行程开关实现植株的识别;施肥单体采用电磁式推拉杆、3D打印槽轮和鸭嘴等关键结构实现施肥单体的入土扎穴精准施肥;穴施肥距离保持机构采用自复位式行程开关与电推杆结合,实现了施肥单体的横向移动,保证扎穴点与植株合适的距离。初步试验表明:作业机械经过每株玉米时可以实现扎穴施肥,且施肥量变异系数均小于6,满足中耕追肥机的技术标准,可为利用新能源技术实现玉米的机械化精准施肥提供技术参考。