螺旋轴式移箱机构多学科协同优化与试验

为了提高螺旋轴式移箱机构整体性能,开展了螺旋轴式移箱机构多学科协同优化研究,分析了螺旋轴式移箱机构运动学、动力学和结构力学等学科性能,确立了多学科设计优化策略,并采用灵敏度分析方法,筛选出各学科设计变量。以螺旋轴一阶模态、机构接触力和质量为目标函数,构建了螺旋轴式移箱机构多学科协同优化模型。基于iSIGHT软件,搭建了移箱机构多学科设计协同优化集成平台,采用序列二次规划法进行了优化,并对结果进行了验证。结果表明,螺旋轴一阶模态由236.428 Hz提高到261.773 Hz,增加了10.72%;移箱机构工作时的最大接触力由479.832 N减小至402.528 N,降低了16.11%,减少了应力磨损;机构的质量由2 126.17 g减小至1 773.57 g,降低了16.58%,在降低质量的同时,提高了机构运行的平稳性和精准性,有效提高了移箱机构的综合性能。     

2BFQ-6型油菜精量联合直播机变量播种机构的设计

针对不同种植条件和播期所对应的直播油菜播种密度的不同要求,根据切换齿轮啮合关系可改变排种器输入轴转速的工作原理,设计了一种适用于2BFQ-6型油菜精量联合直播机的变量播种机构;介绍了具有4级播种密度调节功能的变量播种机构结构特征和工作原理;分析确定了该机构的主要结构参数和性能参数,同时运用有限元开展的模态分析显示输出齿...     

偏心链轮传动装置的运动特性分析

分析了偏心链轮传动机构的运动学与动力学特性 ,确定了偏心链轮的振动方程、速度与加速度计算方程和从动轮的运动规律。在动力学分析中 ,讨论了链条与链轮的啮入冲击、附加载荷、共振频率及铰链的爬高与跳齿的计算。结果认为 ,偏心链轮传动的齿面磨损量大 ,易跳齿、只宜用于轻负荷的操纵机构 ;瞬时传动比 is的变化范围较大 ;链条对轴的作用力为周期性的脉动载荷 ,其振动和跳齿问题限制了该机构的传动比 ,其在削皮机中能否应用 ,取决于刀具的转速     

结构动力分析的实验应变模态法

推导了悬臂梁结构应变振型和应变频响函数的表达式，并用试验方法得于了结构的应变模态和位移模态。研究结果表明，根据应变频响函数矩阵的１列，可以识别出结构的应变模态参数；而根据其１行，则可以识别出位移模态参数。比较了根据应变频响函数和加速度频响函数识别出的位移模态、结构固有频率和阻尼参数的一致性，并进一步讨论了应变频响函数的特点及应变模态分析的优点。     

基于ADAMS的导杆串联滑块机构的仿真设计

运用ADAMS软件建立了一种导杆串联滑块机构的参数化仿真模型,对其运动特性进行了仿真分析,得到了主要构件的运动特征线图,并以传动效率,工作范围和工作效率为设计目标.对导杆串联滑块机构进行多目标规划设计,得到了不同行程速比系数和行程的机构参数的优化结果.优化结果表明,行程相同的情况下,行程速比系数越大,机构的最小传动角越大.     

堆肥抛撒机的研制

为解决堆肥机械化施肥问题,研究设计地轮驱动输肥、片式双螺旋破碎抛撒施肥装置。利用ANSYS Workbench对螺旋刀轴进行有限元模态分析,确定固有频率对螺旋刀轴影响;运用Matlab仿真地轮驱动输肥模型,分析运动阻力转矩与垂直载荷转矩关系以及地轮驱动输肥原理。应用Catia软件仿真该装置结构参数等,获得作为样机设计依据结构参数及相应运转工艺参数,制作工程样机并验证,试验过程中输肥与抛撒配合良好,达到堆肥撒施要求。研究可为适合堆肥施用特点的抛撒施肥机具研发提供借鉴。     

基于Matlab的斜齿锥齿轮副齿面接触的计算机模拟

为进行斜齿锥齿轮副的齿面接触分析,并直观显示齿面接触区,利用圆向量函数和球向量函数的矢量回转和坐标变换方法,建立了斜齿锥齿轮齿面接触分析的数学模型;利用Matlab编制软件绘制斜齿锥齿轮副齿面接触的空间图形。对一斜齿锥齿轮副进行齿面接触分析和接触区图形显示,其轮1和轮2为左、右旋斜齿锥齿轮,齿数分别为16和32,法向模数5 mm,法向压力角20°,轴交角90°,法向齿顶高系数为1,法向顶隙系数为0.2,螺旋角10°,齿宽40 mm。结果表明:斜齿锥齿轮副齿面的瞬时接触线是相互平行的直线,传动比恒为2,为两轮齿数的反比。本软件可用于数控机床进行齿轮加工,也可用于齿面接触的计算机辅助分析。     

立式螺旋开沟机工作部件的模态分析

开展螺旋开沟机工作部件的动态特性研究,分别采用运行模态分析试验和有限元模态分析方法确定工作部件在自由状态下的低阶模态固有频率,将试验测得的固有频率和有限元分析得到的结果进行比对,以验证有限元法的正确性.为了进一步研究螺旋开沟机的动态特性,对其工作部件进行约束模态分析,通过改变螺旋叶片内径、螺距和厚度以达到减振、降噪的目的,确定不同结构参数对固有频率的影响规律.结果表明,有限元分析方法的正确性得到了验证;工作部件的固有频率随着螺旋叶片内径和螺距的增加而增加;低阶固有频率随着厚度的增大而减小,而高阶固有频率随着厚度的增大而增大.     

变性椭圆齿轮分插机构的运动特性研究

为研究变性椭圆齿轮行星轮系步行式插秧机分插机构的可行性,分析变性椭圆齿轮传动形式分插机构的结构特点和工作原理。以农业机械现代设计方法为平台,开发出该分插机构的参数优化软件,采用CAD/CAE软件建立虚拟样机模型,分析模型可靠性。结合理论模型和虚拟样机试验,对影响插秧效果的相关参数进行比较,判断其合理性。将该分插机构运用到步行式插秧机宽窄行插秧新的作业方式中,最终通过田间试验验证该分插机构的可行性。     

基质块苗移栽机双螺旋传动轴设计及模态分析

针对油菜基质块育苗的模式设计一种单独的传动机构,以实现全自动移栽时基质块油菜苗的横向精确传动,传动方式采用水稻插秧机双螺旋传动凸轮轴的形式,依据双螺旋传动轴的设计原理进行参数设计。给出该模型应符合的动力学方程,并通过ANSYS仿真软件对设计结果及其结构振型进行模态分析。     

水稻插秧机移箱机构性能检测试验台结构设计

为了准确测量插秧机移箱机构在工作过程中的各项性能参数,研究各参数对移箱机构工作性能的影响,研制了一套基于LABVIEW虚拟仪器的移箱机构性能检测装置。该系统主要由驱动系统、传动装置、机械系统、移箱机构、加载系统和检测显示系统等组成,实现了螺旋轴速度可调以及工作过程中的螺旋轴转速、滑块加速度、速度等信号实时采集与显示,并且能够保存和回放相关数据。     

一种雷达随动折叠机构的设计与实现

为了提高雷达的机动性和运输通过性,利用天线阵面折叠的动力源设计了一套随动机构.对随动折叠机构的工作原理、传动性能进行了简要地介绍;通过相对转动极点法作图和在Matlab中按两连架杆预定的对应角位置建立函数关系式,分别对某雷达随动折叠机构关键参数进行求解;运用Pro/E建立该运动机构的3D模型,将其导入ADAMS软件建立虚拟样机模型,并进行动力学仿真分析,得到需要的动力学参数曲线;最后对运动过程中最可能失效的某一状态进行力学分析,了解杆的应力、变形规律,为类似机构的设计及优化提供了参考.     

重型机械新型轮边减速器优化设计

【目的】为了解决目前工程机械、重型载货汽车轮边减速器存在的外形庞大、结构笨重等问题,设计了一种新型轮边减速器.【方法】利用仿真分析软件ADAMS自身提供的优化算法,在保证总传动比不变的情况下,改变齿轮传动路线,以差速器体积最小为精确化的目标函数、确定设计变量及其并行设计的约束条件,对其进行运动仿真分析.【结果】得出轮边减速器体积最小时所对应的各变量具体值;通过对比分析,仿真结果与理论设计相一致,验证了新型轮边减速器结构设计的正确性.【结论】应用仿真软件对模型进行结构优化,为产品的理论设计奠定了良好的基础.     

全膜双垄沟起垄覆膜机横向土带堆放机构的设计与试验

为增强全膜双垄沟起垄覆膜机的覆膜、覆土质量,聚集降水,减少水土流失和地表径流,提出偏置轴承式、凸轮顶杆式、地轮拨齿式3种横向土带堆放机构,运用SolidWorks Motion对3种机构进行运动仿真与机构分析,优选出工作时间短、急回特性明显的横向土带堆放机构,并进行田间验证试验。仿真结果表明:在相同仿真参数情况下,地轮拨齿式横向土带堆放机构完成1次抖土压膜工作所需时间仅为0.29 s,抖土板位移为530.45 mm,倾角和张角分别为29.00°、21.39°,最大电动机消耗功率最小。田间验证试验表明:作业后横向土带宽度合格率为96.5%,间距合格率为95.3%,厚度合格率为95.5%。相比较偏置轴承式和凸轮顶杆式,地轮拨齿式机构放土质量均匀,急回效果好,不易粘土,能耗最少,覆土覆膜效果较好,符合全膜双垄沟作业要求,适宜于全膜双垄沟覆膜种床横向土带堆放。     

垂直摘锭结构参数优化设计与有限元分析

摘锭是采棉机在作业过程中与棉花和棉株直接接触的承载零件之一,外载荷引起的摘锭变形和折断等失效现象对采棉机采摘率有巨大的影响。对垂直摘锭结构进行理论受力分析,确定钩齿角度和摘锭内孔直径有效变化范围,建立16种参数组合模型,并利用有限元法对其结构进行静态和模态分析。静力学分析结果表明,不同钩齿角度间摘锭结构最大应力和变形量差异不明显,而随着内孔直径的增加,摘锭结构最大应力和变形量明显增大,其中最大应力在5.529 0～7.894 3 MPa之间,主要分布在钩齿齿根部位,变形量为0.008 1～0.009 1 mm,主要出现在摘锭的下半部;模态分析结果表明,摘锭结构的固有频率从第1阶开始均在400 Hz以上,避开了原动轴、滚筒轴以及自身的正常工作频率范围;通过对比分析应力、变形量,确定垂直摘锭内孔直径为16 mm的参数组合(16 mm-60°、16 mm-65°、16 mm-70°、16 mm-75°)较合理。结果可为采棉机关键零部件国产化、提高其工作效率和动力稳定性提供理论依据。     

温室苗种自动化移植设备的应用研究

针对温室种植技术的快速发展,以及温室人工苗种移植效率低和苗种损坏等问题,设计了一种自动苗种移植机,并对其搅拌机构、螺旋输送机构、切块机构及其功率消耗进行了理论计算和试验验证。结果表明:螺旋挤压机构有利于培植土生成,切块机构动作迅速。自动苗种移植设备降低了农民的劳动强度,提高了苗种成活率。样机试验表明:理论分析和样机试验较吻合,整机结构合理,具有很好的移植效果,达到了预期设计目标。     

应用球矢量函数对双万向铰链机构传动误差的分析

利用球矢量函数研究了万向铰链机构的输入输出运动，验证了等速传动的条件，得出了传动比和传动比误差的计算公式，利用该公式可精确求出任意轴夹角β和夹角误差△β下的传动比和传动比误差；采用Matlab软件直观地描述了传动误差的变化。研究结果表明，β增大时，传动比误差随之增大；β不变时，传动比误差随△β的增大而增大。利用球矢量函数对空间连杆机构进行运动分析简便、实用。本方法和结论可供工程技术人员设计、制造、装配及调试双万向铰链机构时参考。     

行星齿轮机构的联合收割机上的应用

研究了背负式联合收割机中采用行星齿式传动机构的往复式切割器的结构特点和工作原理，并应用于山东农业机械厂生产的４Ｌ－２．２型背负式谷物联合收割机上，同时，地其运动参数和特点进行了分析论述。     

锥面二次包络环面蜗杆副的修形

建立了锥面二次包络环面蜗杆传动啮合分析的数学模型，引入了生产中便于实现的各种修形参数，总结出确定修形类型的规则，编制了啮合分析软件包，提出求解齿面实际接触区域的方法，并根据相位分析法研究了各种类型传动的齿面结构，分析了蝇杆边齿变尖和根切的影响因素。对标准传动进行了全面的啮合分析，首次对△b修形传动进行了研究，并对Ⅰ型和Ⅱ型修形传动进行了啮合分析。理论计算的齿面接触区域与实验获得的齿面接触印痕相符。     

润滑作用下平面正弦钢球传动机构法向接触刚度研究

为了提升平面正弦钢球传动机构的接触性能,根据平面正弦钢球传动机构的几何特点和活齿钢球的实际工况,将主动圆盘、从动圆盘与钢球的接触形式转化为球体-半圆轨道接触问题进行研究,结合Hertz理论和分形理论建立了干摩擦状态下平面正弦钢球传动机构接触面法向接触刚度的分形模型,以此为基础得到润滑液的接触刚度模型,确定了混合润滑状态下接触面法向接触刚度分形模型。通过Matlab仿真分析相关参数对接触面法向接触刚度的影响。结果表明,分形维数D影响着主动圆盘-钢球接触面法向接触刚度与法向载荷的关系,以D=1.5为界限,其规律前后差异性表现尤为显著;在其他参数保持不变时,接触面法向接触刚度与分形维数D、材料特性参数φ均呈递增关系,与粗糙度幅值G呈递减关系;润滑液的接触刚度受材料自身特性的影响,且有润滑作用时接触面法向接触刚度明显提升。