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机械传动
机械传动

秦大同（兼）

月刊

1004-2539

Jxcd@chinajournal.net.cn

0371-67710820；67710817

450052

郑州嵩山南路81号

机械传动/Journal Journal of Mechanical TransmissionCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊主要报告机械传动领域研发及装置，测量技术等方向的成果。
正式出版
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    基于MPS法的行星轮系飞溅润滑特性研究

    师陆冰陈慧潇颜世铛汪军...
    1-9页
    查看更多>>摘要：为了分析盾构机主驱动减速器行星齿轮传动润滑特性,采用移动粒子半隐式(Moving Par-ticle Semi-implicit,MPS)法建立了单级行星轮系飞溅润滑仿真模型.通过对比分析不同工况下行星轮系运动过程中的系统内部润滑油液粒子分布、速度场、压力场、轮齿啮合区域油液粒子数量及各旋转部件所产生的搅油阻力矩,研究了输入转速、初始油位高度以及油温对系统润滑效果与搅油损耗功率的影响.结果发现,油液粒子速度与压力随减速器的输入转速和油位高度的增加而增大,转速和油位过低将导致减速器内油液粒子分布不均匀;行星轮与太阳轮、内齿圈啮合区粒子数随输入转速和油温增加而减少,随油位高度降低而减少,其中,太阳轮啮合区为润滑不良风险区;系统搅油损耗功率受输入转速的影响最为显著,随转速的增加呈指数上升趋势,油位高度与油温的影响相对较小;在各工况下,3个行星轮产生的搅油损耗功率在总的搅油损耗功率中占比最大.

    行星轮系飞溅润滑移动粒子半隐式法搅油损耗功率

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    轮齿表面剥落故障劣化机制动力学模型研究

    彭毅吴胜利邢文婷王崇昊...
    10-16,42页
    查看更多>>摘要：在交变载荷作用下,轮齿表面不可避免地会萌生初始裂纹并逐步演化为剥落等故障,严重影响传动系统精度.但目前更多关注的是对轮齿表面出现显著故障时的研究,难以对轮齿表面早期故障进行实时监测.因此,亟须对轮齿表面早期故障演化机制开展系统性研究,及时识别轮齿表面早期故障特征.为此,基于改进的能量法,构建了齿面裂纹萌生及劣化为剥落故障的时变啮合刚度模型;考虑裂纹横向扩展路径及边缘接触效应,研究了其对时变啮合刚度的影响规律.结果显示,齿面裂纹和剥落对时变啮合刚度的影响都只在一定的区域内;裂纹长度的增加会使啮合刚度降低的速度加快;剥落宽度对啮合刚度的大小有影响;剥落长度对啮合刚度减少的开始和结束有影响;在边缘接触作用影响下,剥落边缘的啮合刚度会突然增加.

    齿面裂纹剥落边缘接触效应时变啮合刚度

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    基于遗传算法的径向啮合章动磁齿轮转矩模型优化研究

    楼梅燕姚立纲郭宸显
    17-22页
    查看更多>>摘要：在对章动磁力传动的研究中,输出转矩是评价其性能的重要指标,对其磁转矩的分析和优化尤为重要.提出了一种径向啮合章动磁齿轮传动机构,分析了其运行原理;基于恒定磁场磁矢位理论,建立了径向啮合章动磁齿轮的磁感应强度模型,推导出径向啮合磁齿轮转矩的数学模型;运用遗传算法优化了章动磁齿轮结构参数,并对优化结果进行了有效性验证.结果表明,在限定磁齿轮尺寸和磁极材料用量的条件下,优化后的输出转矩可以得到提高.

    章动遗传算法磁齿轮转矩优化

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    改进人工势场法的机械手关节空间避障规划

    岳旭周海波邵艳朋卢率...
    23-30页
    查看更多>>摘要：针对人工势场(Artificial Potential Field,APF)法对机械手进行路径规划时存在的问题,提出了关节空间APF自适应变步长和目标偏置的快速扩展随机树(Rapidly-exploring Random Tree,RRT)相结合的方法.在关节空间中进行APF法路径规划,减少逆向运动学次数和关节角突变;通过改进斥力和引力势场函数,解决APF法中碰撞和目标不可达问题;采用柯西概率分布,根据末端点与障碍物的距离来改变关节角步长;通过调节RRT算法的目标偏置值,产生合适临时目标点,从而解决APF法局部极小值问题.在APF法存在局部极小值情况下进行机械臂避障仿真,结果表明,自适应变步长路径规划能够生成平滑轨迹并能提高搜索效率,目标偏置RRT选取临时目标点后整体路径长度变短.捡拾机械手在该改进算法下能够有效实现避障拾取任务需求.

    捡拾机械臂人工势场法自适应变步长快速扩展随机树避障规划

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    含摩擦的风电齿轮传动系统非线性动力学分析

    徐凡刘文斌张海波张强...
    31-42页
    查看更多>>摘要：建立了含摩擦的风电齿轮传动系统的纯扭转非线性动力学模型,引入时变啮合刚度、综合啮合误差等因素,考虑了齿侧间隙与摩擦转矩等非线性因素的影响,进行量纲一化处理后得到了系统的动力学方程组;采用Runge-Kutta法对其进行求解,得出风电齿轮传动系统的非线性动态响应;计算了摩擦因数分别为0和0.07时系统随啮合频率变化的分岔图,并通过庞加莱截面、功率谱和关联维数等定性和定量工具对系统的非线性动力学特性进行了研究.结果表明,摩擦激励会使系统的周期响应中含有较多的次谐成分,诱发更多频率成分;摩擦激励会使得低频区域混沌区间减少,较快进入周期或拟周期运动状态;高频区域周期区间减少,拟周期区间、混沌区间加长,系统运动更为复杂.研究可为风电齿轮传动系统的故障机制研究、结构设计和更优工况的选择提供理论指导.

    风电齿轮传动系统非线性动力学摩擦分岔混沌

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    精确正弦输出特性的复合曲柄连杆机构的研究

    肖勇张瑞邹政耀卢军锋...
    43-47页
    查看更多>>摘要：针对单个曲柄连杆机构具有二次谐波的传动特性,创新地提出了具有输出精确正弦规律速度-时间特性的复合曲柄连杆机构.解析分析论证了新机构具有的输出特性,推导得出其速度公式;考虑在调整两个曲柄长度时存在的误差,分析了其长度差对输出误差的影响;运用Adams软件对机构进行了仿真计算,在2个曲柄长度存在0.5 mm的差异时,其速度输出规律与标准正弦曲线之间的误差较小.研究结果表明,该机构可将单个曲柄连杆机构的位移-时间和速度-时间的误差从25％降低到1％以下,能够满足潮汐能发电装置和汽车悬架振动等产品在初试时低成本和快速试验的要求.

    精确正弦规律复合曲柄连杆机构误差分析悬架振动试验潮汐能发电试验

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    永磁轮式管外攀爬机器人结构设计与力学分析

    李浩男侯宇蒋怡蔚孙伟...
    48-54页
    查看更多>>摘要：在石油、化工等行业中,大型管道长期运输腐蚀性油气资源,需要进行定期检测.针对这一应用场景,提出了一种能够在管道外壁稳定行走且具有良好越障能力的永磁轮式机器人.该机器人采用六轮摇臂式移动机构配以永磁轮,搭载检测设备后可以代替人工进行更加安全高效的检测.根据机器人在管道上稳定吸附的力平衡条件,计算出机器人所需的最小磁力,从而确定机器人运动所需的驱动力;通过Maxwell仿真建立永磁轮的磁力分析模型,设计并确定了永磁轮的尺寸;最后,基于Adams软件进行机器人的运动学仿真,验证了机器人的越障能力.

    永磁吸附轮式机器人力学分析越障能力

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    异型滚子弧面凸轮减速机构参数化设计及系统开发

    陈如云龚青山曹占龙孙道成...
    55-62页
    查看更多>>摘要：为了提高异型滚子弧面凸轮减速机构设计效率、规范设计体系,提出一种基于NX二次开发的参数化设计方法,并开发了设计系统.依据空间几何理论和共轭曲面原理,推导了圆柱滚子、圆锥滚子、球锥滚子、鼓形滚子、球滚子5种典型类型的异型滚子及弧面凸轮工作廓面方程;提取关键设计参数,利用NX二次开发工具开发人机交互设计菜单和对话框,结合NX Open C/C++API 和 Visual Studio 编译环境,开发异型滚子弧面凸轮减速机构参数化设计系统,并根据机构中各部件之间的装配约束关系,开发了自动装配功能.系统验证表明,开发的整套系统可以满足用户的个性化设计需求,有助于实现异型滚子弧面凸轮减速机构设计流程的规范化、标准化,实现快速设计与修改,缩短设计周期.

    弧面凸轮减速机构异型滚子参数化设计NX二次开发自动装配

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    一种斜撑离合器正向设计的校核方法与评判策略

    俞昊卢敏陈利强李政民卿...
    63-68页
    查看更多>>摘要：提出了一种斜撑离合器正向设计的校核方法与评判策略,用于离合器服役性能的预测与评判.将离合器楔块与内外轴作为整体研究对象,提炼出综合应力、接触应力、楔角、升程百分比4项指标,并推导出对应的校核计算模型;进一步地,归纳出离合器正向设计优劣的综合评判策略.以J8331型号的离合器为例,从理论解析与有限元仿真两方面入手,对比验证了本文方法与策略的可行性,并据此得出载荷与上述指标之间呈非线性正相关性的动态规律.

    斜撑离合器综合应力接触应力楔角楔块升程正向设计评估

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    大型复杂构件加工机器人的本体设计与工作空间分析

    覃哲宋小辉涂文斌
    69-78页
    查看更多>>摘要：大型复杂构件是航天、轨道交通、能源、船舶等领域装备的核心结构件,具有尺寸大、形状复杂、加工精度要求高等特点.目前,能克服龙门设备成本高、柔性和适应性不强等缺陷的机器人化加工系统成为大型复杂构件加工的利器.但现有的机器人化加工系统本体性能存在工作空间小、负载能力弱等问题.因此,提出了一种可作为大型复杂构件加工机器人核心本体的混联机构.该混联机构包括1个执行加工任务的串联机械手和1个6-UPS并联机构;借助6个驱动杆驱动的6-UPS并联机构一方面用于支撑串联机械手并调控其位置,另一方面用于驱动以混联机构为本体的机器人行走,从而实现机器人的机动和工作空间的拓展.进行了串联机械手部分、6-UPS并联机构部分、整个混联机构的运动学建模和工作空间求解,证明整个混联机构的工作空间显著大于串联机械手部分的工作空间和6-UPS并联机构部分的工作空间;以提出的混联机构作为机器人本体,设计出机器人虚拟样机,通过在三维软件中实现机器人虚拟样机的步态行走,证明所设计的机器人可以借助行走功能进一步拓展工作空间.

    大型复杂构件加工机器人本体设计工作空间

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