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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Udwadia-Kalaba理论的四足机器人单腿动力学分析

    梁斌袁亮冉腾肖文东...
    1-6页
    查看更多>>摘要：处理多体系统动力学问题的传统方法是拉格朗日方法,但是在求解过程中会引入拉格朗日乘子,增加了求解显式动力学方程的难度.针对四足机器人动力学建模复杂的问题,基于Udwa⁃dia-Kalaba(UK)理论研究了四足机器人的单腿模型,建立了一种求解其显式动力学方程的新方法.为了简化获得方程的过程,使用UK方程来处理运动约束.考虑到真实环境的不确定性,利用滑模控制原理设计了一个非线性控制器来跟踪运动轨迹.数值模拟结果证明了动力学方程与控制器的正确性和有效性.

    Udwadia-Kalaba理论动力学模型四足机器人滑模控制

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    谐波齿轮间隙装配下柔轮齿圈的力学特性及轮齿定位研究

    邢静忠杨子钰陈晓霞姚云鹏...
    7-15页
    查看更多>>摘要：现有理论认为变形后柔轮齿圈中性线为整圈贴合凸轮轮廓的等距线,未考虑配合间隙和中面伸长的影响.为揭示配合间隙装配状态下柔轮的力学特性和齿圈变形后的轮齿定位,以椭圆凸轮波发生器为例,考虑柔轮内壁与波发生器外圈间隙和柔性轴承游隙引起的配合间隙及齿圈中面伸长,建立了柔轮齿圈变形的接触力学模型;引入变形后包角为未知参数,依据包角内用椭圆等距线表示的齿圈中线的曲率及力平衡条件确定齿圈内力;根据短轴处的位移条件和包角处的曲率条件及弧长关系,运用能量法迭代计算了包角、非接触区的大小及齿圈的内力和变形.以有限元模型结果为参照,对比验证了理论结果和轮齿定位偏差.理论分析和数值模拟均表明,受中面伸长的影响,零间隙配合的实际包角远小于90°,整圈贴合凸轮并不符合实际;降低配合间隙可有效增大轴承承载区,降低柔性轴承的径向负载和磨损;考虑包角和周向伸长,可以获得更准确的轮齿定位.研究为谐波齿轮的结构设计和啮合分析奠定了更准确的基础.

    谐波齿轮传动椭圆凸轮波发生器配合间隙力学分析能量法

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    基于复合多项式运动规律的重载铸造机器人轨迹规划

    王成军杨林李龙沈豫浙...
    16-21,37页
    查看更多>>摘要：为了进一步提高重载铸造机器人在浇注作业过程中浇包轨迹的平稳性和精确度,以一种新型混联式4自由度重载铸造机器人为研究对象,提出一种基于五次多项式与正弦加速度运动规律合成的轨迹规划方法.运用机器人机构拓扑结构理论计算执行机构的自由度,采用闭环矢量法对并联机构进行位置求解,并根据等效法及几何法推导出混联机构的运动学位置方程;采用五次多项式与正弦加速度运动规律合成的方式对机器人进行轨迹规划;运用Adams软件进行机器人末端轨迹运动仿真,对理论求解得到的参数进行了验证.结果表明,基于五次多项式与正弦加速度运动规律合成的运动轨迹相比五次多项式的运动轨迹更加平滑、自然,并且机器人末端最大速度降低了14％,可避免因速度波动过大产生振动现象.

    复合多项式重载铸造机器人并联机构位置方程轨迹规划

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    被动步行平足机器人动力学参数研究

    高家昌高建设陶征
    22-30页
    查看更多>>摘要：为了研究动力学参数对双足机器人步态的影响,以被动步行平足机器人为研究对象,基于拉格朗日方法和角动量守恒定律,建立系统动力学方程并进行了数值仿真.通过极限环阐述了平足机器人的周期步态;利用分岔理论分析了脚掌、脚跟、质心位置、质量比和斜面角度对平足机器人稳定步态的影响;使用点映射在二维参数空间中追踪了平足机器人的动力学行为.结果表明,平足机器人的能量损耗主要发生在摆动腿与斜面碰撞时;随着脚跟、质心位置、质量比的变化,平足机器人步态出现逆倍周期分岔现象,且平足机器人对脚跟长度、质心位置的变化十分敏感;同时,通过平足机器人在二维参数空间中维持稳定步态的动力学参数组合,以及不同足形对机器人全局稳定性的影响,证明了足形对双足机器人稳定行走的重要性.研究成果为双足机器人的结构设计、节能控制提供了重要依据.

    双足机器人极限环分岔与混沌动力学参数参数空间

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    混合弹流润滑下直齿轮齿面磨损研究

    王晗李会兰刘国峰任梓源...
    31-37页
    查看更多>>摘要：为了研究渐开线直齿轮在混合弹流润滑下的磨损演化过程和磨损规律,考虑齿轮副的润滑条件、热效应和磨损过程中的载荷变化,建立了混合弹流润滑下的直齿轮副磨损模型;计算了齿面磨损深度、齿面接触温度和接触压力,对齿轮副磨损过程中的齿面接触压力和接触温度的变化进行了分析.结果表明,在齿轮副啮入点处的磨损量较大,齿面磨损在一定程度上能够使啮入位置的接触压力和接触温度降低,啮入点附近磨损速率随时间呈降低趋势.分析了齿面粗糙度、输入转矩和转速等参数对直齿轮磨损规律的影响.结果表明,合理设计齿轮参数有利于抵抗齿轮磨损.

    直齿轮齿面磨损混合弹流润滑接触温度数值计算

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    大型盾构机刀盘主驱动传动齿轮系统动力学分析

    邓述职许立新杜正柱龙斌...
    38-44,52页
    查看更多>>摘要：针对直径16 m级大型盾构机主驱动传动齿轮系统,为了探明真实掘进工况载荷下多源(含16组动力源)并行驱动传动齿轮系统的动力学特性,采用集中参数法建立大型盾构机主驱动传动齿轮系统68自由度弯扭耦合等效动力学模型.考虑轮齿时变啮合刚度、齿轮传动误差以及齿侧间隙等非线性因素影响,分析了实际掘进工况多源驱动转矩作用下的传动系统时频动态响应特性.研究结果表明,系统的振动频率成分主要为齿轮啮合频率及其倍频,动态啮合力的最大幅值均发生在相应啮合频率的倍频处,齿轮振动及其啮合力幅值变化受液压马达输入转矩波动影响明显.

    大型盾构机刀盘主驱动系统齿轮传动动力学

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    不同基载液齿轮磁流体润滑与动力学耦合研究

    任丰兰魏坤菅光霄王优强...
    45-52页
    查看更多>>摘要：为了探究不同基载液磁流体对齿轮润滑与动力学的耦合效应,建立齿轮动力学与磁流体润滑耦合模型及油膜刚度模型,基于4阶的Runge-Kutta法、多重网格法和多重网格积分法,分析了不同基载液磁流体对齿面成膜特性及动载荷分布的影响.研究结果表明,改变磁流体基载液,适当增大磁流体黏度,可以改善齿面的成膜特性;其主要体现为轮齿间油膜厚度和油膜刚度的增大以及动载荷下油膜压力和油膜厚度振幅的减小.磁流体的黏度增大时,齿轮系统的综合刚度增大,动态传递误差和齿轮副振动速度减小,动载荷的振幅减小,冲击载荷得到抑制,齿轮系统的动力学特性和NVH(Noise Vibration Harshness)性能得到提高.

    磁流体润滑齿轮动力学模型综合刚度动载荷

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    变刚度柔性驱动机构的设计与性能分析

    刘荣郑智贞秦慧斌李中一...
    53-59页
    查看更多>>摘要：可控变刚度柔性驱动机构具有柔顺性高、环境适应性强以及人机协同性好的特点.基于零长度机架四杆机构的传动原理,提出了一种变刚度柔性驱动机构,通过改变弹性体性质、弹性元件缠绕方式或配置方案,实现变刚度调节控制.通过构型分析、结构设计,建立柔性驱动机构的刚度和转矩模型,揭示了柔性驱动机构的刚度行为;利用拉格朗日法建立柔性驱动机构的动力学模型,并通过平均刚度求解获得频率理论结果;建立虚拟样机进行运动仿真,揭示了其性能特点,同时验证了理论分析的正确性.与其他同类设计相比,该柔性驱动机构具有小型化、轻量化的特点,适用性强,可以作为单独模块使用,也可以应用集成在外骨骼系统中.

    变刚度柔性驱动机构可重构零长度机架四杆机构

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    考虑驾驶舒适性的CVT混合动力汽车实时优化控制策略

    李航洋阳同光黄志亮
    60-66页
    查看更多>>摘要：混合动力汽车能量管理策略会对整车各项基本性能产生重要影响.传统优化控制策略中,通常以燃油消耗最小为单一优化目标,计算结果会使实际控制量异常,进而导致整车驾驶舒适性变差.为解决此类问题,针对搭载无级变速器的混合动力汽车,建立了系统前向仿真模型,提出了一种改进型的自适应等效燃油消耗最小策略,通过惩罚函数对控制量的变化异常进行约束,实现了对燃油经济性和驾驶舒适性的多目标实时优化;在4种标准循环工况下,计算分析了权重因子对目标函数中各项性能指标的影响;为验证控制模型的有效性,在UDDS工况下,与最优ECMS策略进行了对比.仿真结果表明,该方法在实时优化燃油经济性的同时,发动机启停次数、CVT速比变化率和电动油泵能量消耗等目标均得到了极大改善.

    混合动力汽车无级变速器自适应等效燃油消耗最小驾驶性能惩罚函数

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    面向制动尖叫抑制的制动盘结构优化设计

    潘公宇刘志康徐旗钊陈林...
    67-72,105页
    查看更多>>摘要：针对汽车盘式制动器的制动尖叫问题,提出了一种基于加权制动尖叫倾向系数作为制动尖叫性能评价指标的方法.在建立盘式制动器复模态有限元模型的基础上,通过噪声台架试验验证了模型的有效性;将中心复合试验设计、响应面(RSM)代理模型法和Pointer优化算法相结合,以加权制动尖叫倾向系数最小为优化目标,对制动盘的单侧盘面高度、散热筋高度、弹性模量和盘帽高度进行了结构优化设计.结果表明,提出的优化设计方法能够显著提高优化求解的效率,有效降低盘式制动器在全频段内的尖叫倾向性,抑制制动尖叫噪声的产生.

    制动盘制动尖叫复特征值法RSM代理模型优化设计

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