微机CAD系列支撑软件及丛书(9)——轴系机械零件设计及智能CAD

本软件是一个较完整、具有先进性的、便于实际应作的通用轴(包括轴上有关零件)的CAD系统,具有国内领先水平.该系统由三部分组成,各部分功能概还如下:1.图形交互方式下轴的结构设计系统.在扩充了功能(采用Auto LISP对原AutoCAD进行了功能扩充)的AutoCAD环境下,用户调用屏幕菜单,交互拼装传动装置内各种型式结构的轴,并完成图框、渐开线花健表、齿轮参数表、技术要求等,形成一张符合设计与生产要求的工作图.该方法具会操作简便、形象直观、绘图迅速等特点.     

基于运动控制的纤维缠绕机控制系统设计

研制了一种可实现双层缠绕功能的新型五轴联动数控缠绕机,包括收线系统、放线系统、张力器和控制系统4个部分.缠绕机控制系统采用上位工控机和下位多轴运动控制卡的主从式控制结构,伺服驱动方式采用脉冲加方向的位置控制方法,并结合纤维缠绕的动作要求编制逻辑控制程序.该缠绕机已成功投入使用,实际运用表明双CPU结构的控制系统具有开放性好、易于重构、集成度高的特点.     

Siemens-840D系统直线轴优化

现代制造业中,数控机床已经被广泛地使用.对于机床性能的要求则越来越高.直线轴是机床最基本的运动部分,其性能好坏直接影响整个机床的品质.为了能够满足要求,优化就变得必不可少.Siemens-840D系统直线轴的优化应该从它的结构出发,分析优化的原理,利用系统参数和软件来执行和检验效果.     

REVO五轴测量系统重构与建模方法研究

REVO五轴测量系统是基于正交式坐标测量机设计和应用的高效率、高精度测量系统.针对在非正交式坐标测量机环境下应用REVO五轴测量系统,提出了REVO五轴测量系统的重构与数学模型.建立了REVO五轴测量系统原始返回数据的构成模型,从返回的合成数据中分离出光栅数据;基于准刚体理论,建立了REVO测头误差补偿模型.通过实验验证了误差补偿模型的正确性和有效性,经过误差补偿,测量误差平均值从-0.190,3,mm降低到0.001,1,mm.本文的研究内容对于在非正交式坐标测量机下应用REVO五轴测量系统具有重要意义.     

基于光学自由曲面的三维位移测量系统

针对数控机床、多轴位移台等多轴系统位移检测中存在的检测方法复杂、测量费用高等问题,利用光学自由曲面具有极大的设计自由度,可简化系统结构、提高系统性能的特点,设计开发了一种基于光学自由曲面的非接触式三维位移测量系统,用于普通机床、多轴位移台等多轴系统位移精度检测.通过设计光学自由曲面基准件,搭建实验平台,建立测量系统的数学模型,完成了测量系统的标定实验、测量系统精度验证实验和三维位移测量实验.结果表明,该测量系统精度达2.8,μm,可用于多轴系统的位移检测.     

GDS三轴仪的非饱和土试验操作方法

与传统三轴仪相比,GDS三轴仪有着显著的优势.对GDS三轴仪进行了详细介绍,从其组成部分、工作原理到试验过程中的具体操作,并应用GDS三轴仪研究了某高心墙堆石坝非饱和土填料的强度特征,得到了该土样的抗剪强度参数.     

工件外形尺寸自动检测系统

设计了一种基于CCD激光传感器和伺服电机的轴类工件外形自动测量系统,并介绍了该系统的基本原理、运动系统和软件设计,给出了计算轴类工件外形主要参数的实用方法.该系统具有自扫描、高精度和非接触等优点,对同类项目有一定的参考价值.     

船用液力调速系统动力学特性仿真分析

基于船用轴发系统工作原理及液力调速系统传动特性,通过研究行星变速机构与导叶可调式液力变矩器配合关系得到液力调速系统传动的功率流向,分析液力调速系统用于轴发系统实现变速恒频的工作原理.运用动力学仿真研究该系统中行星变速差动轮系的动态特征,结合其实际工作时转速转矩随机输入,仿真计算得到差动轮系在变速变矩条件下传动的应力应变分布情况.     

一种新型的显微镜载玻片自动装载系统设计

提出了一种新型的显微镜载玻片自动装载系统的实现方案,着重论述了该系统的机械结构、装载和卸载逻辑、控制器的硬件结构和软件设计.该系统机械部分由载玻片盒、特制的载物台和机械臂组成,这三者的顺序动作实现了载玻片在载玻片盒和样品夹之间的装载和卸载.控制器通过USB总线接收计算机发出的运动指令,并产生变频信号源来驱动载玻片盒、载物台和机械臂在其各自运动轴方向上的运动.实验结果表明,该系统完成一次载玻片的加载、卸载过程需要分别占用15s和9s,载玻片在样品夹内X、Y轴方向上重复定位误差分别为±7.6μm和±5.2μm.将其与显微图像处理软件相结合,能实现一次25个分析样品的批处理工作,大大提高了显微镜的工作效率.     

高速旋转的盘片振动模态的仿真

分析了外存储器的盘 /轴系统旋转时盘片振动变形的主要原因 ,导出了高速旋转时盘片振动模态的计算方法 ,在此基础上开发出了基于MATLABV5 .2软件平台的盘片振动模态仿真程序 .给出了一个拥有多个盘片的存储器的盘片振动模态的部分仿真结果 ,并分析了不同模态下存储器盘 /轴系统的稳定性 .     

可穿戴式头部摆动姿态检测系统

为解决传统人机交互方式对于部分重度残疾人士或在某些特定场合不适用的问题，设计了一种可穿戴式头部摆动姿态检测系统.首先，由头部摆动姿态检测模块采集头部的原始姿态数据；其次，在时域上分析三轴加速度数据，并利用四元数姿态解算三轴角速度数据；然后，结合三轴加速度和角速度数据确定5种头部摆动姿态相对应的阈值范围，通过滑动窗口法区分指令动作和无意识动作，完成头部摆动姿态检测；最后，采用蓝牙无线通信方式将指令传输至蓝牙子系统模块，并通过串口在上位机显示结果.试验结果表明，该系统可以准确检测头部摆动姿态、区分无意识头部动作，头部摆动姿态检测平均正确率达96%.该头部摆动姿态检测系统具有结构简单、准确率高、成本低、阈值可调等优点.     

轧机主传动万向接轴随机疲劳设计

万向接轴是轧机主传动系统的关键部件,具有结构复杂、工作时承受随机冲击扭矩等特点.在分析轧机主传动万向接轴受力特点的基础上,提出应以轧机冲击扭矩载荷谱作为主传动万向接轴的疲劳设计载荷;计及低于疲劳极限的应力循环对裂纹发展的影响,采用修正后的材料p-S-N曲线并运用累积损伤理论对万向接轴进行随机疲劳设计和寿命预测.提出的轧机主传动万向接轴随机疲劳设计方法同样适合于具有同类载荷特征机械零件或结构的疲劳设计.     

射流数控多轴钻床及其控制系统

本文简要介绍用于加工换热器管板的射流数控多轴钻床,论述了机床控制系统的工作原理和各部分的作用。详细研究了动力头控制系统,它是控制动力头多次进退,各次行程起点、终点不相同,并控制钻模板摆动和伸缩的复杂行程程序控制系统,对于多轴钻、深孔钻等类似设备的控制,具有典型意义。     

三轴运动控制器的图形编程及智能仿真平台研究

针对三轴运动控制器的应用编程,结合0penGL虚拟现实引擎、嵌入式系统、编译原理和软件工程理论,设计开发了一套图形编程及智能仿真平台.该平台实现了运动轨迹的图形化控件编程。并提供的虚拟仿真系统可模拟演示制造流程.图形化编程指令可基于不同底层平台转化为三轴运动控制器的控制指令序列(字节码),具有很高的跨平台可移植性.该平台是运动控制器的二次开发平台设计理念的技术革新,具有很高的理论研究前景和应用价值.     

求解具有集中质体阶梯轴梁的固有频率

具有集中质体的阶梯轴、梁固有频率的计算通常是将轴、梁段质量集中,把无限多自由度简化为多自由度近似求解。本文采用矩阵传递方法,推出阶梯轴、具有集中质体的阶梯轴,具有集中质体的阶梯梁的无限多自由度系统的特征方程。特征方程是超越方程,可借助于计算机求解。     

链条断裂原因分析

寿命期内的链条在某系统中工作一段时间后发生断裂故障.通过对断裂零件(链条销轴)断口处进行宏观和微观观察、金相组织检查、表面质量检查、材质检验以及润滑脂检测等工作,确定了链条断裂的性质和原因.分析结果表明,链条的断裂故障为销轴的疲劳断裂,断裂的主要原因是由于销轴表面存在凹坑和划痕等原始材料缺陷,加之链板(链条中的一个受力零件)受力不均和链条加工质量不稳定等因素,最终综合导致链条断裂.     

新型水导引激光耦合系统研究

由于现有水导引激光系统存在对激光焦点和喷嘴口中心点的耦合要求高的缺点,利用轴棱锥产生的无衍射光束具有中心光斑直径小且传播距离远的特性,设计了一种用轴棱锥替代聚焦透镜的新型水导引激光耦合.该系统是基于现有的水导引激光原理,利用无衍射光束的特性,扩大了激光与水束的耦合区域,降低了耦合精密度要求.同时,具有加工距离长、无热影响区等优点,该系统的研究也扩展了无衍射光束应用领域.     

机动车身份信息IC卡读写系统的设计与实现

为了实现对机动车的实时监控,从技术上有效地抑制盗抢车辆等犯罪活动的发生,可将机动车身份信息写入IC卡中,利用专用IC读写器实现身份信息识别,其关键技术之一是IC读写系统的设计.作者在分析读写器系统工作原理的基础上,采用AT89C51和西门子公司生产的逻辑加密芯片SLE4442设计了机动车身份信息读写系统.并对机动车身份信息实时监控系统进行了描述.机动车身份信息读写系统由硬件、软件2部分组成,硬件部分主要包括键盘输入模块、液晶显示模块、IC卡接口模块、数据输入/输出模块;软件部分由键盘输入驱动程序、显示数据驱动程序和对卡操作程序3部分组成.应用结果表明,机动车身份信息IC卡读写系统具有硬件电路简单、软件调试方便、安全性能可靠的特点.     

基于多DSP网络和软件无线电的扩频通信研究

扩频通信在频谱利用率、通信保密性、通信抗干扰等方面都有着突出的表现,将扩频通信理论与软件无线电思想相结合是当今通信领域中新兴的研究方向.介绍扩频通信系统平台设计,提出m序列的软件产生思想,给出多DSP网络产生伪随机码的实现方法,并给出具体实现的部分源程序,具有一定的实用价值.文章分析了该系统的硬件构成,阐述了系统工作原理,并给出部分软件和程序流程图.     

球铰式转轴密封装置研究

提出了一种球铰式回转轴密封方法.这种密封方法是为了消除径向力对密封系统的影响,降低密封系统对回转机构的加工精度和安装精度的要求,补偿工作磨损误差,延长密封寿命.这种密封主要利用球形铰接可适应任何方向回转运动的特点,将球铰密封中的密封定轴固定在回转轴上,密封转轴固定在机器壳定体上,流体从这2个空心的具有相对回转运动的密封轴内腔流过.密封定轴和密封动轴之间的球形配合面形成主密封面.弹簧力和流体作者对球铰式密封机理及密封性能进行了研究,并将密封装关键.作用力使主密封面形成的配合间隙是该密封的置安装在某矿山的大直径高风压深孔潜孔钻机上应用,实现了7个月无泄漏现象,大大减少了处理泄漏的停产时间.理论分析和实践结果表明,这种密封方式是降低流体机构制造成本,减少维护,提高使用寿命的有效措施,在各种以油液或气体为介质的中、低速回转机械,尤其是对承受强烈冲击振动的流体机械中,具有重要的推广价值.