为提高工作效率,让机构得到最大化利用,提出一种新型混联机构3-PRS&3P。建立该机构的动、静坐标系,采用螺旋理论对此混联机构进行自由度分析,并通过修正的Grubler-Kutzbach公式,对该混联机构自由度进行验证,得到一致的结果;对混联机构进行运动学逆解分析和正解分析,采用余弦定理和空间坐标变换法对此混联机构进行运动学逆解分析,采用牛顿迭代法进行运动学正解分析。然后通过MATLAB软件编程和ADAMS软件进行数值算例仿真,验证了运动学正解和逆解模型的正确性。最后对该混联机构动平台2的运动范围进行分析,分析结果表明该混联机构动平台2具有较大的运动范围。

大数量级小孔零件加工由于孔数量多、孔径小和无法根据加工中的震动和噪声判断加工情况进而调整切削参数等,造成加工效率低、排屑困难、易断钻头等问题。对大数量级的小孔零件进行分组实验,在基础理论切削参数基础上进行等间距数值分级的多组加工参数对照实验,在多组实验结果上得出更具体的可选用区间;在得到的区间上进一步进行连续加工实验观察刀具磨损,并且借助显微镜辅助分析磨损情况,得到可行且能连续加工的稳定切削参数。最后运用数据分析软件SPSS进行切削参数和加工结果之间的多因素分析来构建数学模型,求出转速S、进给速度F、退刀量R′各切削参数的可行区间及最优参数,按照该参数进行实际的数控加工实验,验证了该方法的可行性和稳定性。

以某柴油机喷油器深孔加工为例,采用单因素试验法,研究切削速度、进给速度及切削液油压对深孔圆度的影响规律。基于Box-Behnken三因素三水平试验,建立圆度的二次回归模型,通过方差和响应面分析,得到最优的工艺参数组合并进行验证。结果表明喷油器深孔加工最优工艺参数为切削速度为4 600 r/min、切削液油压为11.5 MPa、进给速度为75 mm/min。研究结果对于合理选择加工工艺参数、提高深孔圆度具有较强的指导意义。

针对双金属衬里复合管衬管鼓包失效问题,设计一种衬里复合管修形机器人。通过SolidWorks三维建模软件对各机构零部件进行建模装配。该机器人采用模块化设计理念,由导向、修形、控制以及驱动行走四大模块组成。导向模块采用6爪弹簧自适应机构,可自动适应管道直径的变化。修形工作模块采用4组修形滚子,可通过旋转滚压修复鼓包部位。驱动行走模块采用履带式设计,大幅度增加了机器人在管道内壁行走的附着力,提高运行稳定性。研究结果为建立多功能模块化管道机器人提供参考。

对某型飞机的尾橇缓冲器的动态性能分析和试验方法进行研究。推导全油液式尾橇缓冲器阻尼力数学模型,并基于该数学模型建立了落震仿真分析模型,通过仿真得到该尾橇缓冲器的动态特性并判断是否符合性能要求;以理想缓冲曲线为基准,通过若干套阻尼孔构型的缓冲器冲击试验,得到最接近设计状态的理想阻尼孔构型。分析和试验方法可用于指导全油液式尾橇缓冲器的设计与验证,对尾橇缓冲器的研发工作具有一定的参考价值。

针对往复机构结构复杂、激励源多且运行速度不稳定导致测试信号存在非平稳特征的问题,提出一种基于广义相位信息的往复机械系统故障诊断方法。以某选定机件的工作周期为参照相位基准,统一标定各零部件的工作状态信号,利用广义相位差反映各零部件的运动顺序特征。通过某典型往复机构摆臂系统的喘行故障诊断实例,验证该方法的有效性。

煤机设备减速器国产化已成为趋势,但是国产蜗轮蜗杆减速器一直存在发热严重、传动效率低、蜗轮磨损明显、寿命较低等问题,尤其是蜗轮的耐磨性已成为行业“卡脖子”的技术难题。分析国产蜗轮蜗杆减速器中存在的故障,通过研究蜗轮蜗杆的材料、加工、装配和润滑等影响因素,为蜗轮蜗杆减速器提供了材料选择方案、蜗轮蜗杆表面质量控制建议、蜗轮蜗杆装配和润滑措施等,最后通过台架试验和井下工业性试验验证,该减速器可在矿上无异常使用6个月以上,表明减速器的开发是成功的。

为精确计算外啮合斜齿齿轮泵的径向力大小和方向以及轴向力大小,以某型燃油泵为研究对象,采用PumpLinx软件仿真得到外啮合斜齿齿轮泵工作过程中主、从动齿轮所受液压力矩的精确值,进而计算齿轮所受啮合力和液压力,获得不同工况下合力大小和方向,最后通过数据拟合给出主、从动齿轮的径向力以及主动齿轮的轴向力关于泵进出口压差、齿宽和齿顶圆直径的经验公式。在变工况下进行了对比分析,结果表明仿真计算结果与经验公式计算结果吻合。研究结果为某型燃油泵轴承的设计与校核提供了参考,也为系列泵齿轮的受力分析提供了一种近似计算方法。

为分析GUM法和MCM在评定轴承测量不确定度时的具体情况并探究两者差异,以轴承外圈圆度误差评定为例,通过改变输入量分布类型观察GUM法和MCM的输出结果和95%概率包含区间的变化情况,并对GUM法是否通过验证进行检验。结果表明使用GUM法评定轴承圆度误差不确定度时,正态分布的输入量分布获取的结果可信度更高;当输入量分布类型为非正态分布时,GUM法给出标准不确定度为0.427 0μm,明显大于MCM的0.315 6、0.413 4、0.213 6μm;而使用MCM时,因MCM的输出量会根据输入量分布类型的改变而调整,适应性好,不论输入量是否为正态分布,都可获得精确结果,且不需要GUM法繁复的求导计算,操作性强。

香蕉高位大尺寸特点给香蕉的采摘带来很大的难度,目前以人工采摘作业为主的方式需耗费巨大的人力成本。提出一种香蕉果柄夹持和切割复合执行机构,该复合执行机构主要由夹持与摆切机构、电动链锯、摆头基座和液压系统所组成。夹持与摆切机构和履带行走的驱动动力均来自于安装在履带车底部的液压动力系统。针对香蕉果柄模拟直径为90~120 mm的夹持力学性能实验结果表明香蕉果柄夹持与切割复合执行机构可以稳定夹持60 kg的负载质量,负载越重需要的最小夹持力就越大,对应的减压阀调节压力也越大,在同一负载下香蕉果柄直径变大需要的夹持力也会增大。将香蕉果柄夹持与切割复合执行机构安装于适配的农业机器人末端,可一次性完成香蕉果柄的夹持、切割和整串香蕉的吊放作业。