回转式起重机载荷摆动模型及误差分析

本文针对回转式起重机载荷运动及摆动的特点,建立了极坐标系和非惯性笛卡儿坐标系,根据拉格朗日方程建立起重机在同时进行变幅、回转和起升运动的工况下载荷摆动的非线性模型和线性化模型,对于模型线性化过程中存在的误差进行了定量分析,揭示了动力学参数对载荷摆动频率、最大摆角和摆动中心线倾斜量的影响规律,从而更精确描述系统的动力学特性,为实现起重机消摆控制提供了理论依据。     

基于Petri网的工艺路线优化建模技术

主要探讨计算机集成系统环境下产品开发中工艺路线的优化问题,在Petri工艺网的基础上引入机床、夹具、刀具等工装的子网对工艺规程进行建模,并对仿真模型的初始、终结状态给出明确定义,使得Petri网仿真模型评估工艺路线更为准确。通过分析网络的可及图,按加工成本对工艺路线进行了优化安排。由于对加工过程建立了数学模型,故其解算可以很方便,可靠。这种分层建模的方法使得工艺决策的每一个阶段都能采用更适合的模型和分析方法,降低了系统实现的难度。     

弧齿锥齿轮及准双曲线齿轮的三阶接触分析及优化调整计算

弧齿锥齿轮及准双曲线齿轮在飞机、汽车、拖拉机、舰船、石油化工及轻工机械中有着广泛的应用。这类齿轮往往是动力传动中的关键零件。加工质量在很大程度上影响着齿轮副的使用寿命和噪声。多年来,美国的格里森公司和国内外的许多学者对这类齿轮作了广泛深入的研究。但到目前为止,大部份研究工作还停留在二阶近似曲面的理论基础上。按照二阶近似曲面理论导出的计算方法,虽然可以比较精确地控制齿面上接触区的位置、接触区的走向及大小,以及齿轮副的瞬时角加速度,但无法有效地控制接触区的形状和齿轮副的高阶角加速度,而刀具和机床调整参数却又有“多余的自由度”,即浪费了若干个自由选择参数。实际上这些自由选择参数对齿轮副的接触特性和运动特性的影响是很大的,只是二阶近似曲面理论无法揭示     

双自由度共轭曲面的诱导曲率张量

在机械设计和制造过程中,常遇到关于两曲面作双自由度共轭的理论问题.本文推导了计入角加速度和牵连移动的双自由度共轭曲面诱导曲率张量的计算方法,其特点是:根据一已知曲面和所要求的两曲面的相互运动,通过简单的数学运算,即可得到以显式表达的解析结果.本文还提出了两曲面发生曲率干涉的判据.     

五坐标数控铣削加工刀具扫描体的求解

建立了一种通用的刀具模型.在通用刀具模型的基础上,提出了一种求解五坐标数控铣削加工刀具扫描体的新方法.首先利用包络理论计算刀具扫描包络面在每个刀位点处的特征线方程,然后沿着特征线进行离散化获得一系列数据点,再用这些数据点构建B样条曲线组,此时特征线组和B样条曲线组所围成的空间网格即为最终的刀具扫描体.最后通过实例验证了本文所涉及到的刀具扫描体求解的正确性.     

可控二级啮合特性的蜗轮滚刀设计

圆柱蜗轮副的承载能力与蜗轮副齿面的失配方式和失配量密切相关。本文给出了失配蜗轮副齿面接触特性的计算方法,并在此基础上制定了控制齿面接触特性及对蜗轮滚刀的设计和安装参数进行优化综合的计算方法.按照本文所述方法设计的滚刀,不仅可以完全无除修磨蜗杆这一费工费时的旧工艺,得到具有良好的啮合特性和很低的误差敏感性的蜗轮副,还可以使滚刀在允许的重磨范围内使用时,除了接触区的宽度略有变化外,蜗轮副的运动平稳性和接触区位置基本保持不变.由于不修磨蜗杆,蜗轮副可以完全互换.     

高性能变传动比差速器的研究

本文研制的一种新型变传动比差速器既保持了普通变传动比差速器的优点,又显著地提高了其性能,特别是锁紧系数大大增加了.本文分析了这种差速器齿轮合理的传动比及齿面的特点与形成原理,以及它们对差速器性能的影响.在此基础上提出了切实可行的设计和加工方法.实际切齿和试验的结果表明,差速器性能达到了预期的要求.     

五轴五联动数控系统快速递推插补算法的研究

在Ｈｅｒｍｉｔｅ样条和Ｂ样条的基础上提出了一种新基样条，并在此基础上推导出“快速递推插补算法”。该算法满足二阶连续，并具有实时性及无累积误差的特性，作为数控系统的核心，该算法成功地应用于西安交能大学自行开发的五轴五联动数控系统，而且可以应用于任何以微机作为主控机的数控系统。     

大型复杂曲面类毛坯加工定位的全局优化算法

复杂曲面类毛坯通常没有定位基准。针对以上情况，提出了大型复杂曲面类毛坯加工定位的全局优化算法。算法包含两步：第一步是预定位，通过调整毛坯曲面，使毛坯曲面与理论曲面在辅助平面上的投影获得最大重合度。第二，用模拟退火算法对目标函数进行优化，从而实现了毛坯的精确定位。该技术已经在某水轮机叶片的定位中得到应用。结果表明，该算法不仅收敛速度快，而且优化结果非常理想。     

数控系统小线段高速加工中的“拐点问题”

在数控系统的连续小线段高速插补中,由于线段终点速度不为零及插补的离散特征,线段最后插补点与终点不能自然重合,若强行把终点作为最后插补点,可能带来速度冲击.为解决这一问题,本文提出了一种全新的处理方法,在确保没有速度冲击的前提下,允许插补点不通过线段终点,简化了插补算法.该方法产生的最大轮廓误差仅取决于最大加速度及插补周期,在实际系统中进行误差控制十分方便.