关键词： 二维建模   COMSOL   同心式   机器人领域   磁力线分布   Halbach   风力发电   新型传动  

摘要： 永磁齿轮作为一种新型传动机构,在风力发电以及机器人领域有很大发展前景。本文对Halbach同心式永磁齿轮进行了二维建模,使用COMSOL有限元分析软件进行了二维静态以及动态分析,得到了机构的磁力线分布图以及气隙磁密波形。针对Halbach同心式永磁齿轮耦合转矩过低的问题对机构重要几何参数进行了数值优化,并且对优化前后的气隙磁密波形,耦合扭矩进行了对比。结果表明对于几何结构的优化设计可以显著提高耦合扭矩。

关键词： 磁性谐波齿轮   磁场调制   有限元分析   模糊PID控制  

摘要： 机械谐波齿轮传动是工业机器人最常用的传动方式,但在齿轮传动过程中柔轮会发生周期性变形,从而产生交变应力,这极易引起严重的材料疲劳损害。与之相比,磁性谐波齿轮是通过磁场之间的耦合作用来实现力矩的传递,其输入端与输出端之间是非接触性传递,避免了机械磨损,降低了设备的维护成本,且增强了设备的可靠性,能有效避免机械谐波齿轮的固有缺陷,未来极可能成为机器人精密减速机主要实现形式。因此本文针对磁性谐波齿轮的一些关键性能进行了如下研究:首先,对磁性谐波齿轮的运行原理进行阐述,结合磁性谐波齿轮的机械结构与磁路结构,介绍磁性谐波齿轮的磁场调制机制及运行原理,讨论了影响脉动转矩的关键因素。磁性谐波齿轮的转矩传递主要是通过磁场,因此对于磁性谐波齿轮的磁场分析是非常有必要的。针对磁性谐波齿轮的磁场分析,这里采用理论解析法。首先列出磁性谐波齿轮各区域的拉普拉斯方程和泊松方程,然后根据其边界条件求解矢量磁位,最终得到磁性谐波齿轮的数学模型,并通过与Ansys软件分析的结果进行对比,验证所得数学模型的可靠性。其次,针对磁性谐波齿轮的主要性能,文章利用有限元软件Ansys对磁性谐波齿轮的磁场分布状态进行分析,得到最佳设计参数。文章以国标规定的型14机械谐波齿轮性能为参考对象,运用相关电磁学理论,采用类比的方法,对与其同等空间大小的磁性谐波齿轮相关性能及其数值计算方法、稳定性以及伺服电机和磁性谐波齿轮的一体化集成技术进行了研究和对比,指出了扭转刚度不足是制约磁性谐波齿轮用于机器人的关键因素,明确了未来机器人磁性谐波齿轮伺服控制的研究重点。最后,为提高系统传动精度,建立磁齿轮复合电机数学模,然后通过MATLAB/Simulink仿真软件对磁齿轮进行位置控制仿真,分析磁性谐波齿轮在伺服系统中的动态性能。为获得更稳定的系统,文章对模糊PID控制原理进行了描述,将模糊控制算法叠加于磁齿轮复合电机双闭环调速系统。为了实现模糊控制,首先需要确定模糊变量以及隶属函数并且创建模糊规则,然后利用Simulink对磁性谐波齿轮复合电机调速系统进行仿真分析。结果表明:与传统PID控制相比,模糊PID控制下的磁性谐波齿轮复合电机有较好的动态性能。

关键词： 航空发动机   附件传动系统   中央传动齿轮  

摘要： 目前,传统的航空发动机附件传动系统主要是靠一对锥齿轮副构成的中央传动系统从主轴提取功率到附件。为了提高航空发动机附件传动系统的效率和可靠性,需要寻找一种更加先进的传动方式。本文将从航空发动机附件传动系统新型中央传动齿轮概述及设计要求出发,通过对其进行动力学分析,并结合实际应用情况,提出一种新型的中央传动齿轮方案。该方案采用了72°轴交角的传动方式,具有较高的承载力和耐久性,为促进航空发动机附件传动系统的发展提供参考。

关键词： 千分表   摩擦齿轮传动,齿轮传动  

摘要： 千分表以齿轮传动为基本原理,表盘上每小格表示0.001 mm,作为一种万能长度测量工具,主要被应用于零件的内孔、深孔直径及其形状精度的测量或检验。尽管齿轮传动装置有着较高的传动精度和较为广泛的适用范围,但在运转过程中会产生一定的振动、冲击和噪声,且有着较高的制造和安装精度要求。为避免齿轮传动应用缺陷,提出选用摩擦轮来替代齿轮结构传动在千分表中的应用,并对其在精密测量中的可行性进行论证。结果证明:摩擦轮通常被应用于传动精确不高的地方,但其在千分表中想要替代齿轮传动可以通过摩擦轮廓形优化及安装姿态调整的方式来保证精密度,且在安装过程中,工艺简单,无明显空转现象产生。

关键词： 水凝胶   投影曝光   微纳操纵   动力学  

摘要： 搭建一套基于投影曝光的微立体光刻系统,成功制备了聚乙二醇丙烯酸酯(PEGDA)水凝胶材料的齿轮微结构。在分析材料特性及微结构流体动力学原理的基础上,利用COMSOL Multiphysics软件进行了水凝胶微齿轮的建模与仿真,验证水凝胶材料的可打印性和结构稳定性,完成水凝胶的个性图案化定制加工。

关键词： 水泥企业   驱动系统   污染大户   永磁电机   减速机   齿轮结构   技术改造   冷却塔  

摘要： 随着近几年国家针对安全、环保、技术、质量等各方面政策的加严,作为污染大户的水泥企业更致力于在多领域的发展,技术改造、设备更新换代更是必不可少。近期有水泥企业更新了冷却塔驱动系统,企业相关负责人表示,原来的驱动系统总是出现这样那样的问题,经常需要停下来检修查找原因。比如风机减速机振动大的问题,出现振动后常常导致减速机传动轴损坏,通过改变齿轮结构后稍有好转仍然不能解决问题,同时因为风机减速机的振动导致冷却塔结构件松动老化。

关键词： 排线   驱动方法   舵机   齿轮结构   开发板   原理介绍   配件   外壳  

摘要： 原理介绍。这一次我们来学习配件包中的舵机都有哪些应用,有怎样的工作原理和驱动方法。首先在洋桃1号开发板附带的配件包中找到舵机,外观如图1所示。它有蓝色的透明外壳,一侧有白色转轴,里面有齿轮结构,外壳上引出一条排线,排线由3条线组成,颜色分别是橙、红、棕,外壳侧面标有型号:SG90。这就是我们要学习的舵机。

关键词： 系统工程   混合可靠性分析   二阶可靠性方法   极坐标   螺旋锥齿轮  

摘要： 螺旋锥齿轮结构中各设计参数和边界条件往往存在随机类和区间类参数混杂的情况,由于两类不确定参数的测度空间和测度性质不同,基于概率论的传统可靠性建模分析方法将不再适用,为此提出了一种基于随机-区间混合不确定性的二阶可靠性分析方法。利用二阶泰勒级数展开法在最可能失效点(MPP)近似展开极限状态方程,在此基础上引入极坐标,将n维极限状态函数的近似转化为一个新的极坐标二维函数;利用函数梯度向量代替直角坐标系中的失效域质心向量思想,在极坐标空间中推导随机变量和区间变量的极坐标概率密度函数;以二次二阶矩可靠性分析方法为基础,利用积分法推导出失效概率区间。最后,通过某装备综合传动装置的螺旋锥齿轮结构可靠性分析案例验证了本文方法的有效性。

关键词： 锥齿轮   参数化建模   渐开线函数   网格划分   数值分析  

摘要： 针对渐开线锥齿轮建模与数值仿真的复杂性、结构化六面体网格划分困难等问题,提出渐开线锥齿轮建模与网格划分参数化方法,编程搭建锥齿轮建模与网格划分参数化仿真分析专用软件平台。运用C++语言编写参数化主程序,进行图形界面可视化设计,搭建锥齿轮主参数输入模块。通过渐开线数学模型和锥齿轮的主参数精确建立插值点位置坐标,提出锥齿轮齿廓渐开线及三维实体结构的分块化合并六面体网格生成法,实现渐开线锥齿轮精确建模、正确规整高质结构化六面体网格生成和有限元分析全过程的参数化。此平台具有渐开线直齿锥齿轮建模速度快和结构化光滑六面体网格精度高、动力学分析操作快捷方便等优点,为解决锥齿轮的有限元结构化六面体网格划分和动力学分析提供一种参数化建模与仿真平台。

关键词： 航空发动机   齿轮   振动应力   节径共振  

摘要： 针对航空发动机传动系统齿轮辐板断裂现象,进行了原因分析;通过断口检查、强度计算、振动特性分析、应力测试等,确定齿轮辐板断裂的性质为节径共振引起的高周疲劳。基于分析结果,以降低振动应力、提高强度储备为目标,对齿轮结构进行了改进优化设计,并对优化后的结构进行了试验验证。结果表明,齿轮结构优化后,振动应力值大幅降低,齿轮结构强度储备与工作可靠性明显提升。