摘要：为评价齿廓方案的负载传动性能,提升负载传动能力,建立有限元分析(Finite Element Analysis,FEA)仿真模型,揭示了输出端扭转刚度与负载啮合特性的关系。构造三圆弧柔轮齿廓,调整柔轮齿廓的径向变位系数,使柔轮齿廓啮合运动的外包络重叠量最小化,并基于外包络用包络法设计了三圆弧平面齿廓刚轮;在多个横截面内构造径向变位的三圆弧柔轮齿廓,在有限元环境下轴向放样生成柔轮空间齿廓,建立了包含平面齿廓刚轮、空间齿廓柔轮和波发生器外圈的有限元仿真模型;固定刚轮,对柔轮杯底法兰施加不同幅值和转向的负载转矩,仿真计算了啮合力分布与扭转刚度滞回曲线;通过建立啮合齿数与刚度特性的关系,揭示了扭转刚度特性与齿面啮合特性之间的关系。仿真结果表明,啮合齿数与扭转刚度成正相关;使用可测量的扭转刚度迟滞曲线,可以估算啮合齿数等不可测量的啮合特性。

摘要：为改善凸轮开口过程中织物种类多变、综框静止时间及动态特性和凸轮的承载条件等工艺特性,利用MatLab建立织物参数系统化模型。以最优的从动件运动规律为基础,分配合适的综框运动角,对复杂的织物组织规律与开口凸轮的理论廓线进行匹配,并对凸轮性能进行分析。结果表明:从动件遵循简谐运动规律,去除开口静止角的开口过程中,凸轮的性能最佳;设计出织物循环数组内和组间的织物组织规律与凸轮廓线的匹配关系,可很大程度上优化实际加工中的凸轮性能。

摘要：以连续轧染机轧车部分织物张力控制为研究对象,针对其张力耦合等因素导致的张力控制难的问题,建立了轧车部分张力系统的非线性耦合数学模型,并推导出静态解耦模型。采用混沌粒子群优化算法与自抗扰控制技术结合的方法,设计了相邻轧车间的张力控制器,通过自抗扰算法主动估计和补偿张力系统动态耦合部分,实现了系统的静、动态解耦;并采用混沌粒子群算法在线自整定自抗扰控制器中的主要参数。通过仿真实验与常规PID控制器对比发现,混沌粒子群自抗扰控制器能使张力系统实现解耦控制及抑制内外部干扰引起的张力波动,保证轧车恒张力稳定运行,提高系统的稳定性和抗干扰性能。

摘要：碳纤维作为一种基础性原材料被广泛应用于航空航天、新能源汽车等高尖端领域。为实现CANbus网络环境下碳纤维角联织机的经纱恒张力控制,提升碳纤维织物性能,提出了一种H_(∞)网络化经纱张力控制策略。首先,进行了织机分区域的动力学分析,深入研究了基于Kelvin模型的经纱张力动态模型建立;其次,在建立双向通道数据丢包和网络时延依赖的网络化模型基础上,给出了闭环系统均方指数稳定及H_(∞)稳定的充分条件,并用Lyapunov泛函、锥补线性化迭代(cone complementary linearisation, CCL)算法,给出了带有观测器的最优H_(∞)控制器的设计步骤;最终,仿真表明所提出的控制器可有效地提高经纱张力控制系统对网络因素及开口扰动的鲁棒性。

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。

摘要：为测量不同温度下轴承的摩擦力矩,基于传递法测量原理,设计一种新型轴承摩擦力矩测量设备。设备中保温箱下层的工艺孔使用密封结构进行密封,并针对被测轴承与测量主轴对接时产生的冲击问题,设计新型类鼠盘式可分离夹具,实现对接时的平稳过渡。使用LabVIEW编写相关运动控制、数据采集、控制界面程序。经程序计算处理后,获取轴承摩擦力矩值、变化曲线等数据。最后,使用该设备对SKF7207深沟球轴承进行摩擦力矩测量。结果表明:设备最大重复测量误差为0.00049 N·m,重复性较好,满足设计要求。

摘要：为提升经纱张力调节机构的动态补偿能力,适应三维间隔织物剑杆织机的高速化织造需要,引入可吸收应力的变刚度气动肌腱作为原动件,设计了一种新型经纱张力调节机构。采用有限元技术对该机构进行了静力学分析和模态分析,得到其静态特性及前六阶固有频率阵型,在此基础上采用变密度法对机构进行拓扑优化,随后根据优化结果在SW中进行结构优化并采用有限元仿真实验进行验证。结果表明:拓扑优化后的机构可以减重13.32%,同时应力、应变和固有频率等静动态性能均有较大提升,其最小疲劳寿命可达17.91年,满足织机使用年限的需要。最后在VSI系列样机上进行了对比实验,分析优化前后的张力采样曲线。实验结果表明优化后的织机经纱张力波动更加平稳,机构动态特性有效提升。

摘要：针对激光在机测量工件特征时的测量精度问题,对测量系统的关键误差影响因素及补偿应用进行了研究。使用激光位移传感器作为测量工具对工件特征进行在机测量时,测量结果受激光位移传感器倾斜误差和数控机床几何误差影响。为了校正激光位移传感器在物面倾斜时引起的测量误差,设计了倾斜误差试验,利用勒让德多项式对倾斜误差进行了建模和补偿,补偿后倾斜误差可减小至±0.025 mm以内。针对不动式激光在机测量时数控机床线性轴几何误差对测量结果的影响,设计了球杆仪倾斜安装试验,利用参数化建模的方式对X轴和Y轴的几何误差进行了解耦。最后根据建立的倾斜误差与几何误差模型,对工件特征的在机测量结果进行了补偿。结果表明,对工件特征在机测量结果进行误差补偿后,线性尺寸测量误差小于0.05 mm,角度测量误差小于0.08°,相较于补偿前在机测量精度明显提高。

摘要：为了实现康复电刺激系统治疗参数的个性化定制及实时调整,提出了一种基于调制中频电刺激的下肢肌力康复闭环电刺激系统。设计低频调制中频刺激电路,基于遗传算法建立了电刺激参数与膝关节角度之间的支持向量机回归预测模型,并搭建基于模糊内模控制PID的闭环反馈系统,以达到更精确稳定的参数设置效果。通过膝关节运动实验表明,被试者在无痛感的前提下更接近预期的关节运动轨迹,30组膝关节运动角度与预期值最大均方根误差为10.21°,最小均方根误差为5.48°。相比传统低频电刺激,肌电平均振幅具有20μV以上提升。本文提出的电刺激系统参数可实现因人而异,且可根据闭环反馈结果进行实时调整,该系统能有效活化肌肉、提升肌力,在肌力康复步态训练中有较好的应用前景。

摘要：为了增加面齿轮的有效齿宽,研究一种任意轴交角传动且齿廓双侧压力角不等的非正交非对称面齿轮副。首先,设计出非对称齿条形刀具,根据齿条和插齿刀的运动关系,推导出非对称插齿刀的齿面方程;其次,基于啮合原理,建立非正交非对称面齿轮的插齿加工坐标系,并借助数据可视化软件对非正交非对称面齿轮的工作曲面和过渡曲面进行离散求解,建立了完整齿面的数学模型;第三,确定了非正交非对称面齿轮齿宽的限制条件,并分析了轴交角和压力角对齿宽的影响,得到不同压力角组合的面齿轮的齿面接触路径;最后,将求解得到的点云导入三维软件,曲面拟合得到非正交非对称面齿轮的复杂曲面模型。研究结果表明:非正交非对称面齿轮的根切界限与从动侧齿面相关,从动侧齿面压力角越大,产生根切的内径越小;增大轴交角或者减小从动侧的齿面压力角能有效避免齿顶变尖,增加有效齿宽;面齿轮采用非对称齿形能获得较长的接触路径,拥有更好的传动性能,但更容易发生边缘接触。