2TPT-PTT并联机床结构参数优化及工作空间仿真

提出一种基于并联机床作业空间达到最大时,结构尺寸达到最小的参数优化方法·通过对2TPTPTT并联机床工作空间边界面的研究,给出其作业空间体积公式,得到最优的结构参数,分析各优化参数对工作空间的影响,并对其工作空间进行仿真·研究结果表明:该并联机床的工作空间较大、连续且不存在空洞,其中两平台的边长差和定长杆对X方向产生影响,滑块的行程和固定平台的边长对Y方向影响较大,伸缩杆对工作空间的Z方向有较大影响·     

弧齿锥齿轮齿面的高精度修形方法

为了改善齿轮的啮合传动性能,提出基于Ease-off的弧齿锥齿轮齿面修形优化方法.通过预置齿轮副重合度、对称抛物线传动误差及接触椭圆参数,分别沿接触路径和啮合线对小轮齿面进行双向修形,获得目标齿面;建立最小二乘法优化模型,采用基于置信域策略的列文伯格-马夸尔特优化算法反求与目标齿面高精度逼近的小轮机床调整参数.算例表明,经过有限次迭代优化,可获得逼近目标齿面的一组机床调整参数,实现预置传动性能,且齿面偏差不大于2.0μm;齿轮副的设计重合度、传动误差幅值及接触椭圆参数对修形优化的迭代次数和精度有直接的影响.     

弧齿锥齿轮硬齿面刮削过程的几何仿真

根据斜角直线齿形造形方法设计出的弧齿锥齿轮刮削刀盘产形面已不再是一个圆锥面,而是一个双曲面。这个变化对软齿面加工后的接触区产生影响,为了搞清这个影响,根据齿轮局部共轭原理进行了弧齿锥齿轮刮削和啮合的仿真分析。仿真结果表明,刀盘进行刮削后,接触区的走向稍有变化;不同的机床调整参数对接触区影响程度不同;刮削带来的接触区的变化是可以修正的。对刮削时机床调整参数的几何仿真与修正可以达到减少实际加工时的试切次数,提高刮削质量的目的。     

基于ActiveX技术的3-TPT并联虚轴机床运动仿真

根据最新研制的3TPT并联虚轴机床的机构组成,对其进行了运动分析,建立了虚轴机床的运动模型,并得到了并联机构的运动学逆解表达式,同时还得到了该并联机构的运动学正解表达式·利用MDT提供的ActiveX操作机制,应用面向对象方法和ActiveX技术,进行了3TPT并联虚轴机床的运动仿真,提出了运动仿真的具体实施方法和过程·在VisualBasic开发环境下,完成了仿真程序编制工作·通过实际仿真证明:该并联机构具有运动学正反计算简单、易于实现实时控制及工作空间大等优点     

G-BP算法在烧结矿FeO指标预测中的应用

实现烧结过程工艺参数的优化,首先要进行烧结矿质量预测·采用遗传算法与BP神经网络相结合的方法,建立了烧结矿FeO含量预测模型,并改进BP学习算法·仿真表明,该方法可以优化神经网络结构,缩短学习时间·与传统的BP神经网络模型相比,预测值与实际值间的相对误差由6534%降低至1400%,其精度高于传统BP网络模型·该方法为实现在线预测奠定基础·     

2TPT-PTT并联机床运动学研究

提出了一种新型的2TPT-PTT三平移自由度并联机床构型·建立了运动学方程,给出运动学方程的正、逆解·通过对雅可比矩阵及其逆矩阵的研究,分析了机构的奇异性及各杆的速度·在Solidworks和visualNastrandesktop环境下建立其三维实体运动模型,并对各杆在三维空间内速度变化做了进一步研究·研究结果表明:对运动学方程所求正、逆解及雅可比矩阵正确,该机构具有结构紧凑、运动平稳、不存在奇异点、易于控制等优点,为并联机床的机构设计提供了一定的理论基础·     

挖掘过程及机械参数优化设计

在现场实验的基础上,利用挖掘机的挖掘轨迹方程,结合采矿工艺,确定了挖掘的边界条件;运用系统论的思想,对整个挖掘循环过程进行优化,解决了建立数学模型的难点·首次对挖掘过程的参数及工作机构几何参数,建立多目标函数,用复合形法进行优化,确定出合理的参数,具有普遍性意义,对设计有实际指导意义·     

基于均匀设计的遗传算法参数设定

在应用遗传算法进行优化计算时,各操作参数既有各自的功能又相互作用,彼此关系较为复杂,而各参数设定的好坏直接影响算法的性能,所以,各参数的设定是应用遗传算法进行寻优计算的重要问题·通过对遗传算法各操作参数作用与意义的分析,认为可以将遗传算法的参数设定描述为一个多因素多水平优化设计问题·为使遗传算法在应用中发挥最佳的寻优性能,同时考虑到参数设定方法的可行性,提出应用解决多因素多水平优化设计问题的均匀设计方法设定遗传算法的操作参数,实例应用仿真结果验证了这种方法的可行性、有效性·     

NGW型行星齿轮传动分级优化设计方法研究

采用分级优化技术对NGW型行星齿轮传动的参数进行选取,构建其二级优化的数学模型,包括以模数、齿数和齿宽为设计变量,体积最小为优化目标的第一级优化模型,以及以提高啮合性能为目标的选取变位系数的二级优化模型.使其在保证预定承载能力的前提下,达到整体体积最小和啮合性能最佳的双重优化目的,并通过实例验证了该优化方法的有效性.     

一种新的加权目标函数下的神经网络训练方法

采用罚函数算法的思想构造一个新的加权目标函数,可以用一个无约束优化过程实现约束条件下的参数寻优·基于此种新的加权目标函数,采用遗传算法训练了神经网络控制器参数·仿真表明,该方法比采用Clarke目标函数及其改进方案使系统具有更好的输出响应性能,更具有工程实用性·     

采煤机截割部行星传动齿轮啮合动力学仿真

为了分析采煤机截割部行星传动机构齿轮啮合动载系数的影响,利用Pro/E建立了某采煤机截割部两级行星传动机构的三维实体模型,导入到LMS Virtual.Lab Motion模块中,分别进行了有无润滑油影响两种情况下重合度引起的时变啮合刚度动力学仿真。结果表明,不考虑润滑油影响时,高速级外、内啮合的动载系数分别为1.045和1.003,低速级外、内啮合的动载系数分别为1.024和1.014;采煤机截割部行星传动处于低速、重载运行状态,润滑油对其动态动载系数影响相对较小,对于220号和320号齿轮油,高速级外、内啮合的动载系数分别增加了1.53%～2.58%和3.79%～4.19%;低速级外、内啮合的动载系数分别增加了0.88%～1.37%和1.68%～1.97%。     

齿轮机床传动链误差的工件诊断法

应用齿轮精度理论、现代谱分析技术和误差分离技术,提出通过测量机床所加工的齿轮来诊断机床的传动链误差(工件诊断法)。给出了由机床、刀具和工件系统中各个误差源所产生的齿轮加工误差的数学表达式,阐述了工件诊断法的原理。     

圆弧形模切刀折弯成形的工艺方法

为了优化圆弧形模切刀折弯次数、进刀长度及折弯角度等参数,减少数控弯刀机进刀系统和弯刀系统圆整误差的影响,通过对圆弧形模切刀线性化工艺处理中进刀长度的理论分析,提出理想组装状态下最大进刀长度及极限组装状态下最大进刀长度的概念;建立进刀长度的计算公式,并针对大弧长、小弧长圆弧形模切刀,提出选整长度圆整角度、选整角度圆整长度...     

Carbon Emission Modeling and Analysis in Manufacturing Process for Numerical Control Machine Tools

Reducing carbon emissions（ CEs） is the urgent demand all over the world. In order to realize the low-carbon numerical control（ NC） machining, the evaluation model of a part＇s manufacturing carbon emission with NC machine tools was built by considering the influences of the cutting tool geometrical parameters.The manufacturing CEs were produced by electric power,cutting tools,and cutting fluid consumed in manufacturing process. The parameters of cutting tools affected not only the CEs,but also the machining quality. Then the actual constraint models of the machine performance,machining quality were given in order to optimize the cutting parameters and achieve the low-CEs. Finally,a case was given to analyze the influences of the cutting tool angles on the manufacturing CEs. The results show that the CEs decrease as the rake angle and edge angle increase under the constraints of the machine specifications and machining quality.     

循环球转向器齿扇齿条啮合特点及齿扇刀具设计

本文通过对循环球转向器齿扇齿条副啮合特点的分析，求得压力角变换公式。从而为齿扇加工刀具的设计提供理论依据。     

描述切削过程动态稳定性的一个非线性理论模型

本文分析了切削过程中影响机床颤振的几个非线性因素;基于这几个非线性因素,建立了一个描述切削过程动态稳定性的非线性理论模型.文中还采用描述函数方法研究了切削系统的动态稳定性.     

机床动态切削力测定试验与时间序列模型预测

为获取动态切削力,在数控机床ETC1625P上对12Cr18Ni9回转件进行外圆切削试验.利用信号实时采集系统获取刀具在切削平面内两个正交方向运动的位置信息,同时将KISTLER传感器安装在机床刀头上,测得加工过程中三个切削方向的实时切削力.试验数据表明切削力在进给方向随位移而波动性变化.为研究切削力与切削参数之间的复杂非线性关系,通过时间序列分析建模,实现对动态切削力的预测.对切削力误差进行分析,得到的预测精度符合要求.     

车削ZL109铝合金PCD刀具的 几何参数优化仿真

ZL109铝合金对刀具的磨损严重,难以获得较好的加工精度.而刀具几何参数对切削力、切削温度、表面加工质量和刀具耐用度都有重要的影响,对刀具几何参数进行优化具有重要意义.利用材料试验机和SHPB装置对ZL109进行准静态和动态冲击压缩实验,确定ZL109铝合金的本构模型参数.采用单因素试验法,模拟刀具的前角、后角和刀尖圆弧半径对切削力和刀尖温度影响.结果表明:刀尖圆弧半径对X和Y方向切削力的影响最大,前角对Z方向切削力的影响最大,而后角对刀尖温度的影响最大.通过正交试验法和极差分析,当刀具几何参数选择为前角γ0=0°,后角α0=7°,刀尖圆弧半径r=0.4 mm时,PCD车刀切削ZL109铝合金时刀具的切削性能最优.     

基于谐波平衡法的非圆面齿轮多参变振动特性研究

考虑齿轮的时变瞬心、刚度和误差等激励问题,基于弹性转角分离原理,构建了非圆面齿轮的量纲一动力学模型.针对时变刚度和瞬心组成的复合参数激励,采用多阶谐波平衡法得到齿轮动力学方程的近似解析解,着重分析了系统的关键参数对振动响应的影响规律以及各参数对振动的灵敏度的影响.研究结果表明:齿轮在复合参数激励下存在复杂的多频响应,响应幅值随转速、偏心率、误差幅值、啮合刚度幅值比以及负载扭矩的增大而呈现不同特点的增大趋势,齿轮系统的各参数取值对自身及其它参数的灵敏度值都将产生较大的影响.      

离散齿谐波传动啮合力及接触应力分析

对离散齿谐波传动啮合副进行力学分析,基于变形协调方程计算作用于离散齿上的力,并根据赫兹方程求解啮合副处的接触应力.由离散齿谐波传动的周期性,通过连续取波发生器的输入角值,得到离散齿谐波传动啮合力和接触应力在刚轮齿廓、波发生器和离散齿体上的分布.对刚轮齿廓出现与未出现顶切现象,得到啮合力和接触应力在接触面上的变化趋势,以及传动中出现高啮合力和高接触应力的位置,为进一步的强度校核和结构优化设计提供依据.