ISBN: (纸本)9787030553133

关键词： 动力换挡变速器   Romax Designer   寿命分析   动力学分析   优化  

摘要： 拖拉机作业时,地面状况复杂,传动系统承受载荷较大。此外,为保证农时,农业作业具有在特定时期内完成大量工作的特点。因此,提高变速器的寿命和工作可靠性,延长变速器无故障工作时间对农业生产有着重要意义。本文以某组合式动力换挡变速器的机械变速模块为研究对象,应用Romax软件建立其模型,并对各零部件进行仿真分析,研究了不同因素对变速器寿命的影响,对零部件设计参数及通用件和标准件选用合理性进行评价,并提出了相应的优化方案。具体研究内容如下:(1)基于拖拉机传动系统,对动力换挡变速器的结构和各挡位传动比组成进行分析,并通过Romax软件建立机械变速模块的摸型。(2)结合拖拉机在牵引或动力输出作业方式下机械变速模块的功率输入及输出特点,确定了用于仿真分析的载荷谱。(3)通过软件仿真与理论计算结果的对比,验证了所建立模型的正确性;基于齿轮、轴承和轴的寿命分析结果,对相关零部件的设计和标准件的选用合理性进行评价。(4)研究并分析了部分因素如材料、润滑等对变速器的齿轮、轴承和轴的疲劳寿命的影响,基于具体的分析结果,给出了变速器加工或产品化使用的建议。(5)对传动系统进行动力学分析,得到了各挡位齿轮在不同工况下的传动误差以及部分零部件的动态响应,综合静态分析结果,对变速器相关零部件进行优化研究。

关键词： 同步性   稳定性   幅频响应   耦合动力学   多共振类型  

摘要： 工程中有大量的振动问题需要人们探讨、了解和分析,尤其是近现代机械结构正朝着高速度、微型化和大型化等方向发展,进一步研究振动同步的理论并拓宽其领域,来满足工程中的实际需要,是当前振动利用工程领域的研究热点之一。目前在许多工业部门,利用振动同步原理设计的自同步振动机械已经得到广泛应用,在一定程度上创造出巨大的经济和社会效益。许多学者集中于二机和多机驱动的振动系统在超共振及超远共振状态的同步理论研究,而对不同共振状态(如亚共振)的同步理论研究较少。因此不同共振条件下的同步稳定状态及其耦合动力学特性的研究,具有一定的学术价值。本文以“多共振类型机械系统的振动同步与耦合动力学特性”为课题,提出三组新型典型振动机械系统动力学模型:圆周运动同向回转四机驱动单质体动力学模型、水平直线运动四机驱动三质体动力学模型、竖直与水平的组合直线运动双机驱动多质体动力学模型。详细研究他们在多种共振类型条件下的振动同步理论,具体内容如下:(1)绪论部分概括总结了选题背景、同步理论在国内外研究现状以及本领域内的发展现状,并指出与本文相关的一些预备知识。(2)以圆周运动同向回转四机驱动单质体动力学模型为研究对象,重点研究四机驱动单质体运动双共振类型条件下同步理论,理论上得出系统实现同步的两大判据。其中,同步性判据与驱动电机本身特性有关,该判据在电机静态输出与激振器外部耦合之间建立一种平衡关系,基于这种平衡关系可得到系统多个平衡点,以此实现同步;针对这些平衡点,有些是稳定的,有些是不稳定,判断哪一个平衡点稳定则需要依据劳斯-胡尔维茨准则来得到系统稳定性判据。通过数值计算得到振动系统在多种共振类型条件下的稳定相位差、最大耦合力矩以及同步性能力系数曲线。通过仿真分析验证所用理论分析方法的正确性。研究结果表明,在过共振区域,四激振器之间的稳定相位差为180°和90°,即系统存在两个并行同步稳定平衡点,这种现象称为非线性系统的多样性。亚共振区域,四激振器之间的稳定相位差在0°附近,系统的振动能量实现正向叠加,而在过共振区,不能实现激振器间零相位差,导致激振力相互抵消,要想保证共振区激振力的正相叠加,应采用控制同步的方式才能实现。(3)以水平直线运动四机驱动三质体动力学模型为研究对象,研究该类动力学模型在不同共振条件下的同步理论。理论上推导出系统实现同步的同步性判据和同步状态下的稳定性判据的简化形式解析表达式,以此分析并讨论了系统的耦合同步机理。数值上分析并讨论了系统中激振器与激振器之间、各个质体之间以及激振器与质体之间的相位关系,同样也讨论了三质体间相对运动的幅频特性、耦合力矩等特性;通过四阶-龙格库塔仿真程序验证了理论研究结果的正确性以及所用理论研究方法的可行性。通过上述研究也发现了非线性系统的多样性现象,而系统处于稳定状态下的相位差为0°、0°、180°。系统工作点选择在该区域,能够实现机体上部两个工作体反相位的水平直线运动,即上部两个工作体水平方向的力相互抵消,该种运动形式不仅能够保证机器产量相对提高一倍,而且可以巧妙利用系统的这种同步稳定点的特性来解决了系统隔振问题。(4)以竖直与水平的组合直线运动双机驱动多质体动力学模型为研究对象,着重研究双机驱动多质体运动的同步理论。理论上推导出系统实现同步的两个理论判据,系统固有频率将不同共振区域划分为若干子区域。数值上分析了在不同的系统共振子区域内激振器与激振器之间相位差、各个质体的相位滞后角、同步性能力以及稳定能力系数等特性。最后通过仿真,进一步验证了理论研究方法的可行性及所得研究结果的正确性。根据生产实际需求,我们可以选择合适的工作子区域,以此保证所需要的运动学参数。最后总结全文所做的工作,同时指明下一步需开展的研究。

关键词： 旋转机械-气囊隔振系统   非线性振动   多尺度法   稳定性   久期项  

摘要： 气囊隔振器具有承载能力大、固有频率低、驻波频率高、高频隔振性能好等特点,被广泛应用于舰船等大型旋转机械设备的振动控制当中。研究表明,充气压力对气囊的刚度起到决定性的作用,随着充气压力的增大,气囊刚度也在逐渐增大,并且呈现出一定的非线性特性。本文对船用旋转机械一气囊隔振系统的动力学特性进行了深入的研究。首先将气囊隔振器嵌入到船用旋转机械系统当中,考虑到气囊刚度所具有的非线性特性,引入了具有线性阻尼的三次弱非线性的弹性力来模化气囊的弹力,基于拉格朗日方程建立了船用旋转机械-气囊隔振系统的动力学模型,推导了系统的运动微分方程。采用多尺度法分析并探讨了系统在非共振、主共振、超谐波共振、亚谐波共振以及组合共振情况下的非线性动力学特性。主要工作归结如下:(1)分析了系统在非共振情况下的动力学行为,消除久期项,得到了系统在垂直方向与旋转方向上的一次近似解。介绍了求解系统动力学微分方程的数值方法,并对动力学方程进行无量纲化处理。选取合适的参数,采用数值方法介绍了系统在非共振情况下的动力学特性。将所得到的近似解和数值解进行比较,验证了多尺度方法的正确性。(2)研究了系统在主共振情况下的动力学特性,即派生系统的固有频率接近系统外激励频率时系统的动力学特性。对多自由度系统的主共振情况进行了简要的介绍,通过消除久期项的条件,得到系统在主共振情况下稳态响应的频率与幅值的关系,并求解特征方程判断系统在主共振情况下定常解的稳定性。(3)分析了当派生系统的固有频率接近外激励频率的二倍和二分之一倍时系统的动力学特性。首先讨论系统的二次超谐共振,通过消除久期项的条件,得到系统稳态响应的幅频响应方程,判断系统在二次超谐共振情况下定常解的稳定性;接着讨论当派生系统的固有频率接近外激励频率的二分之一时的亚谐波共振,通过消除久期项的条件,分析了系统在二分之一次亚谐波共振下的动力学特性。(4)讨论了系统在参激组合共振下的动力学特性,即派生系统的两个固有频率的和接近外激励频率时的加法型参激组合共振,以及当派生系统的两个固有频率的差接近外激励频率时的减法型参激组合共振。与前面类似,采用相同的方法得到系统稳态响应的幅频关系,并判断定常解的稳定性。

关键词： 丙泊酚   机械通气   镇静   血流动力学  

摘要： 目的 探讨ICU机械通气患者应用不同剂量丙泊酚的临床效果,以供工作中参考使用.方法 选择80名患者作为研究对象,选择以收缩压、舒张压、心输出量等为观察指标,比较两组临床试验效果.结果 经数据统计,不同剂量的丙泊酚取得的效果不同.结论 本项研究后,发现此方式取得了较高的临床价值.

关键词： 柔性机械臂   振动控制   最优控制   边界控制   冲击减振器  

摘要： 在自动化生产行业中,柔性机械臂由于质量轻便,耗能低等优点在空间探测,自动化制造,建筑,采矿,危险作业等许多领域都得到广泛应用,但柔性机械臂在应用过程中会因为自身的弹性振动问题影响其运动速度和定位的准确性,降低工业生产的质量和效率。振动问题成为制约柔性机械臂实现高速度和高精度目标的主要障碍,所以如何抑制柔性臂在运动过程中产生的振动是一个迫切需要解决的难题。本文首先根据柔性机械臂的物理特征将其视为Euler-Bernoulli梁进行分析,应用力学相关知识求出柔性机械臂的弯曲振动方程,得到振型函数和固有频率;利用拉格朗日方程对柔性机械臂整个系统建立动力学数学模型,将其转化为状态空间方程;采用模态截断的方法对运动系统状态空间方程简化,并用Simulink对模态截断方法的精确性进行了验证。其次,将线性二次最优控制方法应用到柔性机械臂减振策略中,建立相应的目标函数;为探究加权矩阵中各元素取值对控制效果的影响,设置多组数据进行数值仿真,根据仿真结果总结各系数影响规律;选择适当的数值作为加权矩阵中的元素,然后利用二次线性最优控制对机械臂的振动进行控制,通过仿真验证其有效性。然后,利用分布式参数边界控制方法对机械臂的振动进行抑制。在机械臂系统拉格朗日动力学方程的基础上应用Hamilton方法列出具体的偏微分方程;根据控制要求设计Lyapunov函数进而构造相关控制率,将只受关节力矩控制下的柔性臂与受关节力矩和末端边界控制的柔性臂动力学响应作对比,验证了末端边界输入对柔性机械臂振动控制的有效性。最后,采用在机械臂上加装冲击减振器的方法进行振动被动控制,对冲击减振器作用下的机械臂系统进行动力学特性分析。通过理论计算与数学推导得出线性阻尼减振器与机械臂碰撞过程中系统的动力学方程,利用简单实验验证了数值计算过程的准确性以及减振器的减振效果;通过观察主体振动时冲击减振器中所储存的能量来检验非线性吸振器减振效果,对系统响应和非线性减振器能量吸收值进行数值仿真,并对减振效果进行说明。

关键词： 动力机械传动装置   振动信号分析   故障诊断   小波分析   支持向量机   DS证据理论   LabVIEW  

摘要： 随着《中国制造2025》全面实施,机械设备在日常生活中越来越普及,同时也发挥着越来越重要的作用。众所周知动力机械传动装置作为机械设备的“心脏”,直接关系机械设备能否正常运转,因此动力机械传动装置振动信号分析和故障诊断对工业生产效率和维修成本等方面具有重大研究意义。本文主要从动力机械传动装置振动信号的采集方面入手,对振动信号数据采集卡进行设计;针对采集的振动信号进行小波分析并提取特征向量,应用支持向量机进行故障诊断识别,并基于DS证据理论进行多特征融合决策来提高故障诊断识别率;最后通过ZQ-200减速机的滚珠轴承振动信号数据来验证本文提出的关于动力传动装置振动信号分析与诊断技术的正确性与可行性。本文具体研究内容如下:对振动信号数据采集进行需求分析和总体方案设计。依据需求和总体方案进行振动传感器选型、传感器测量点布置和基于TMS320C6748的振动信号采集卡设计,最终实现对动力传动装置振动信号数据采集。对采集的振动信号进行预处理,消除采集时混入高频、趋势项等噪声干扰;选择合适的小波变换和小波基函数对振动信号进行分析并提取具有代表性的时域、频域、时频域特征;分析常见齿轮和轴承故障类型和成因,选择合适的核函数和惩罚参数,利用支持向量机对提取的特征值进行故障类型识别,运用DS证据理论对支持向量机单特征故障识别结果进行融合决策,提高故障诊断精度;通过ZQ-200减速机的滚珠轴承振动信号数据对本文提出的方法进行验证,结果表明本文提出的振动信号分析与诊断技术对动力机械传动装置故障具有很好的诊断识别率。运用LabVIEW软件平台和本文提出的振动信号分析与诊断技术对振动信号分析与故障诊断系统进行设计,并通过实例对系统进行测试与功能验证。

关键词： 伞钻机械臂   轨迹规划   位姿控制   电液比例控制  

摘要： 随着国内煤矿开采深度不断加深,立井井筒施工技术的先进程度对矿井建设周期有很大影响。液压伞钻是矿山立井井筒开拓中的关键设备,其工作性能直接影响井筒开拓速度和安全生产。现在实际使用的伞钻液压控制系统中方向控制阀组均由手动换向阀组成,工作过程中需要人工实时调节进行钻孔定位,定位精度不高、效率低下,且存在一定的安全隐患,直接影响竖井开掘速度。因此对液压伞钻液压系统及其控制系统进行研究设计,提高其操控特性和工作效率具有重要意义。本文以YSJZ4.8液压竖井钻机为参照,以提高伞钻液压系统特性和实现自动控制为目标,以伞钻的机械臂为研究对象,结合具体工作环境,对该对象进行系统的特性研究和建模仿真。本文主要研究内容如下:首先,本文根据现有伞钻结构对其单机械臂进行三维建模,使用DH法求解运动模型正运动学方程,应用MATLAB验证运动学正解正确性,进而确定伞钻机械臂工作空间;应用牛顿迭代法求解运动学逆解,并对其进行仿真验证,验证结果表明:关节绝对误差最大值为1.2mm,且该算法程序简洁,可靠性高。其次,确定关节变量与对应液压缸之间的几何关系,简化三维模型得到动力学模型,根据拉格朗日方程得到关节力矩与关节转角之间关系;使用ADAMS软件建立虚拟样机,验证动力学方程准确性,仿真结果表明:计算值与仿真结果力矩变化趋势相同,且大臂关节较钻臂关节力矩误差大,分析了误差产生原因。在伞钻虚拟样机中生成刚柔耦合模型,为轨迹规划提供参考仿真模型。再次,分别在笛卡尔空间和关节空间中对轨迹规划方法进行解析,分别计算其模型驱动函数并以系统冲击最小为目标评价轨迹性能,对比结果表明:对于无中间点情况采用五次多项式轨迹规划系统冲击较小,对于有中间点情况采用贝塞尔曲线可优化系统运动性能。优化机械臂动作时间为4.7235s,系统运行平稳,无明显冲击现象。最后,改进原伞钻机械臂位姿调整模块液压控制系统,采用负载敏感泵为系统提供压力油液,对大臂液压缸与钻臂液压缸进行闭环控制,采用PID控制算法改善比例伺服阀输入信号,使用AMESim建立液压系统仿真模型,对几组目标位置进行仿真得到不同曲线的跟踪结果。仿真结果表明:动作液压缸最大稳态误差约为0.3mm,对应机械臂末端最大方向偏差约8mm。搭建伞钻机械臂实验平台,确定一随机目标点进行实验,实验结果表明:两组液压缸可快速完成工作任务,且目标点与最终点绝对误差11.4mm,满足伞钻机械臂运动精度及稳定性要求。本文以工程实际问题为背景,简化伞钻结构得到柔性串联机械臂研究模型,首先分析其运动学、动力学等特性,其次对模型进行轨迹规划与研究,最后设计液压系统并对其仿真,并以实验方法验证所得结论。通过以上研究提高了伞钻机械臂控制精度及工作效率,获得了刚柔耦合仿真模型及自动控制液压系统,对高精度液压机械臂控制系统的研究有参考意义。

关键词： 多连杆   机械式   压力机   动力学  

摘要： 多连杆机械式压力机朝向高精度、自动化的方向进步,近年来机械制造行业的发展,更是为多连杆机械式压力机的发展提供了市场机遇.多连杆机械式压力机应该保持着最优的工作状态,采用动力学分析的方法优化该结构的运行,满足机械行业的需求.本文主要分析多连杆机械式压力机的动力学.

ISBN: (纸本)9787030589781