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齿轮齿条复合曲柄连杆机构的长冲程往复泵仿真及分析

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机械设计 2024年第2期41卷 15-21页

作者：黄启钺侯勇俊蒋锐西南石油大学机电工程学院四川成都610500 四川宝石机械专用车有限公司四川广汉618300

曲柄连杆往复泵在石油钻采行业中应用广泛,但因为冲程短、冲次高、易损件寿命短等缺陷,限制了其进一步发展。文中针对上述缺陷提出了一种基于齿轮齿条和曲柄连杆的复合机构,将传统往复泵中的十字头结构替换为直齿圆柱齿轮,配合固定的上... 详细信息

曲柄连杆往复泵在石油钻采行业中应用广泛,但因为冲程短、冲次高、易损件寿命短等缺陷,限制了其进一步发展。文中针对上述缺陷提出了一种基于齿轮齿条和曲柄连杆的复合机构,将传统往复泵中的十字头结构替换为直齿圆柱齿轮,配合固定的上齿条和移动的下齿条,实现了活塞的长冲程往复运动。建立了活塞的运动方程,使用该复合机构的三缸往复泵动力学仿真模型,探究了在负载下活塞的运动特性和齿轮齿条的动力学特性,并对齿轮进行了疲劳分析。结果表明:新型往复泵活塞冲程比相同曲柄半径的传统往复泵增大了1倍,流量脉动率不会增大但脉动频率降低1倍,有效减少泵阀的开关次数,能较大地延长易损件的使用寿命;齿轮的疲劳寿命可以达到13000 h以上。研究结果证明了该复合机构的可行性,为后续产品的开发提供了理论支持。

关键词：往复泵齿轮齿条曲柄连杆复合机构动力学疲劳寿命

可用于热声发电的曲柄连杆式换能器阻抗特性理论研究

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工程热物理学报 2017年第11期38卷 2285-2291页

作者：罗凯张宁章杰孙大明王凯徐雅邹江浙江大学制冷与低温研究所杭州310027 浙江省制冷与低温技术重点实验室杭州310027

热声发电系统具有高效、可靠、结构简单及外燃等独特优势,在煤层气发电、太阳能发电及工业余热利用等领域应用前景广阔。本文针对用于热声发电的曲柄连杆式换能器,建立了物理模型,讨论了活塞质量、转动惯量及电路负载对换能器阻抗特性... 详细信息

热声发电系统具有高效、可靠、结构简单及外燃等独特优势,在煤层气发电、太阳能发电及工业余热利用等领域应用前景广阔。本文针对用于热声发电的曲柄连杆式换能器,建立了物理模型,讨论了活塞质量、转动惯量及电路负载对换能器阻抗特性的影响,表明固定频率、振幅的压力波驱动下,由于曲柄连杆式换能器行程固定,其阻抗幅值不变,而相位角随负载电阻减小而减小,阻抗实部值相应增大。最后根据换能器阻抗特性,简化模拟了采用曲柄连杆式换能器的行波热声发电系统DeltaEC模型,模拟显示在充气压力3.16 MPa、热源温度650℃时,系统可输出约645.4 W电功(热电效率16.6%),表明此换能器用于大功率、低成本热声发电的优势。本研究为曲柄连杆式换能器与大功率热声热机高效匹配的应用提供了理论基础。

关键词：热声发电曲柄连杆阻抗换能器

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用于热声发电的曲柄连杆式换能器工作特性

浙江大学学报（工学版） 2017年第8期51卷 1619-1625页

作者：罗凯孙大明章杰张宁王凯徐雅邹江浙江大学浙江省制冷与低温技术重点实验室浙江杭州310027

针对热声发电系统的曲柄连杆式换能器建立数学物理模型,研究不同活塞质量、转动惯量、压力振幅及负载电阻对换能器工作特性的影响规律.结果表明:由于行程固定,曲柄连杆式换能器阻抗幅值由压力振幅、频率、活塞行程及面积确定,相位角由... 详细信息

针对热声发电系统的曲柄连杆式换能器建立数学物理模型,研究不同活塞质量、转动惯量、压力振幅及负载电阻对换能器工作特性的影响规律.结果表明:由于行程固定,曲柄连杆式换能器阻抗幅值由压力振幅、频率、活塞行程及面积确定,相位角由负载电阻与输入压力振幅共同决定.当输入振幅0.2 MPa、频率65 Hz的压力波,负载电阻为110Ω时,换能器的阻抗实部为1.244×107 Pa·s/m3,虚部为-1.209×107 Pa·s/m3,可输出电功为680.1 W,声电效率约为82.2%.

关键词：热声发电曲柄连杆阻抗换能器

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曲柄连杆机构可靠性及其关联失效控制

北京航空航天大学学报 2001年第5期27卷 573-577页

作者：申国山刘文珽北京航空航天大学飞行器设计与应用力学系

为了提高机械系统的整机可靠性 ,对机械系统的机构动作故障及其关联失效实现有效控制 ,在该领域对动作可靠性惟象研究基础上 .在机构动作可靠性机理、失效模式、故障危害及其失效控制方面作了初步探讨 ;通过失效机理研究 ,借助集合理论 ... 详细信息

为了提高机械系统的整机可靠性 ,对机械系统的机构动作故障及其关联失效实现有效控制 ,在该领域对动作可靠性惟象研究基础上 .在机构动作可靠性机理、失效模式、故障危害及其失效控制方面作了初步探讨 ;通过失效机理研究 ,借助集合理论 ,从广义变形研究出发 ,由Gershgorin圆盘定理及通过变形设计和组合加工对引起特征值病态的像集合中的非线性改造为线性后 ,提出的包容模型 ,实施以装配状态和实际使用状态为目标的变形控制方法 ,对曲柄连杆机构的实际应用表明

关键词：机构曲柄连杆可靠性控制关联失效机械系统

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曲柄连杆式砌块成型机振动装置的动力分析

建筑机械 2001年第5期21卷 33-36页

作者：刘曼兰兰朋陆念力哈尔滨工业大学建筑机电系 150006

将偏心轴式的曲柄连杆装置产生的激振用于砌块成型机，通过预定的偏心量获得稳定的振幅，以满足特定的工作需求，文中对此类装置的力学模型进行了动力分析，并给出了计算实例。

关键词：振动曲柄连杆砌块成型机

猪舍步进式自动清粪系统曲柄连杆传动机构设计与试验

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中国农业大学学报 2022年第10期27卷 164-172页

作者：曾雅琼杨佳乐陈刚王浩刘作华龙定彪重庆市畜牧科学院重庆402460 中国农业大学水利与土木工程学院北京100083

针对牵引式和液压步进式猪舍传统机械清粪系统存在的稳定性低、耐久性差等问题,基于猪舍步进式机械清粪工艺,设计一种曲柄连杆传动机构,确定其主要参数取值,并采用ADAMS进行运动学仿真测试;对比传动杆在5种材料选型(1#U型槽钢、2#U型槽... 详细信息

针对牵引式和液压步进式猪舍传统机械清粪系统存在的稳定性低、耐久性差等问题,基于猪舍步进式机械清粪工艺,设计一种曲柄连杆传动机构,确定其主要参数取值,并采用ADAMS进行运动学仿真测试;对比传动杆在5种材料选型(1#U型槽钢、2#U型槽钢、5#槽钢、6.3#槽钢和8#槽钢)和2种连接方式(销接和焊接)下的形变量,对传动杆的型材和连接方式进行选择;对清粪系统进行现场性能测试,对比3种电机转速(4.84、2.96和1.40r/min)的曲柄连杆传动与固定速度液压传动的清粪系统的运行阻力、能耗和清粪效率。结果表明:1)曲柄连杆传动机构主要参数取值为滑块行程S=600mm、行程速比系数K=1.25、极位夹角θ=20°、曲柄长度L_(1)=272mm、连杆长度L_(2)=778mm、偏心距e=303mm,运动学仿真模拟验证了曲柄连杆机构设计的合理性;2)选用6.3#槽钢以焊接方式连接的传动杆形变量较小;3)曲柄连杆传动的清粪系统在电机转速为1.40r/min时,运行阻力最小、能耗最低、清粪时长适中,可满足清粪系统功能需求,整体性能优于液压传动和电机转速4.84、2.96r/min曲柄传动的清粪系统。

关键词：猪舍清粪系统传动机构曲柄连杆

曲柄连杆式介电弹性体俘能器的旋转能量获取机理与性能研究

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曲柄连杆式介电弹性体俘能器的旋转能量获取机理与性能研究

作者：章建伟南昌大学

学位级别：硕士

近几十年来,为了俘获广泛的旋转能量,研究人员主要利用电磁感应,压电效应,静电感应和摩擦电效应等基本原理开发了各式旋转能量采集设备,但是这些能量采集装置均存在输出功率低、适应性较差等问题。当前,一种介电弹性体发电机(Dielectric... 详细信息

近几十年来,为了俘获广泛的旋转能量,研究人员主要利用电磁感应,压电效应,静电感应和摩擦电效应等基本原理开发了各式旋转能量采集设备,但是这些能量采集装置均存在输出功率低、适应性较差等问题。当前,一种介电弹性体发电机(Dielectricelastomergenerator,DEG)得到越来越多的研究者关注。相比于其他能量转换机制的旋转能量采集器,DEG具有更多的优势,例如高输出功率和输出电压。但是由于DEG的研究起步较晚,介电弹性体(Dielectric elastomer,DE)的旋转能量采集研究相对较少,因此本文提出了一种曲柄连杆式介电弹性体发电机,论文的主要研究工作如下:(1)本文首先研究刚性小球接触圆形介电弹性体薄膜的面外变形力学行为,并通过实验与数值仿真分析了一些关键参数对面外变形力学行为的影响。(2)在此基础上,分别对球面接触式DEG和圆盘连接式DEG的能量采集性能进行了详细分析,并通过两者的能量采集性能对比发现,圆盘连接式DEG具有显著优越性。(3)基于具有优越性的圆盘连接式DEG,结合能够把旋转运动转换为直线往复运动的曲柄连杆机构,提出了一种能够俘获旋转能量的DEG模型,并从理论与实验两方面进行了深入探索和研究,验证了其在旋转环境中采集旋转能量的有效性。在此基础上,通过数值模拟详细讨论了一些关键参数对系统能量采集性能的影响,并根据其结果对该系统进行了优化。

关键词：旋转能量介电弹性体发电机曲柄连杆面外变形力学行为能量采集性能

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乳化液泵曲柄连杆机构运动力学浅析

煤矿机械 2010年第6期31卷 85-87页

作者：王以超龙先江煤炭科学研究总院太原研究院太原030006

以乳化液泵曲轴连杆等为研究对象,利用计算机分析软件对曲柄连杆机构进行运动力学分析,且在软件中建立三维模型,用ADAMS对主要作用力及运动轨迹进行模拟分析,从而得出连杆机构在整个运动过程中的受力变化,为乳化液泵的设计提供可靠依据。

关键词：乳化液泵曲柄连杆动力学分析 ADAMS

基于蜗杆蜗轮与曲柄连杆传动的机械手内抓取装置

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机械传动 2016年第9期40卷 184-186页

作者：夏春风王明娣钟康民苏州农业职业技术学院江苏苏州215008 苏州大学江苏苏州215021

介绍了一种基于蜗杆蜗轮与曲柄连杆传动的机械手内抓取装置的工作原理,给出了其力学特性及计算公式。该装置由减速电机驱动后,输出转矩带动蜗杆旋转,将动力传递到蜗杆上;然后蜗杆分别带动与自已相啮合的上下蜗轮转动,上下蜗轮再带动铰... 详细信息

介绍了一种基于蜗杆蜗轮与曲柄连杆传动的机械手内抓取装置的工作原理,给出了其力学特性及计算公式。该装置由减速电机驱动后,输出转矩带动蜗杆旋转,将动力传递到蜗杆上;然后蜗杆分别带动与自已相啮合的上下蜗轮转动,上下蜗轮再带动铰接在各自蜗轮上的曲柄连杆摆动;最后通过曲柄连杆增力机构实现二次力的放大,使抓取头准确地紧贴物体或工件内表面,平衡地抓取并撑紧物体。该装置结构紧凑,操作简单,省时省力,柔性好,绿色化程度高。

关键词：机械手蜗杆蜗轮曲柄连杆抓取装置减速电机

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