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机械工程学报 2014年第7期50卷 102-111页

作者：李涛孔露露张洪潮 ASIF Iqbal 大连理工大学机械工程学院大连116024

机床作为机械制造行业的"母机",数量大、能耗高、效率低。近年来,学者们为建立精确的机床能耗模型已做大量工作。针对典型切削机床能耗的建模现状,从切削单元能耗、加工阶段整机能耗、工艺单元能耗三个层次进行综合分析。进而从节能优... 详细信息

机床作为机械制造行业的"母机",数量大、能耗高、效率低。近年来,学者们为建立精确的机床能耗模型已做大量工作。针对典型切削机床能耗的建模现状,从切削单元能耗、加工阶段整机能耗、工艺单元能耗三个层次进行综合分析。进而从节能优化、产品绿色性评估、企业资源配置、机床绿色设计四方面对机床能耗模型的应用进行论述。目前,机床能耗的建模逐渐面向高端数控机床,建模的目标性更加明确,与工业应用的结合也使得模型的实用价值不断提升。

关键词：典型切削机床切削比能整机能耗工艺单元能耗节能优化

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智能坐便器的能耗浅析

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科技风 2018年第27期 5-6页

作者：施竹雨王斌朱薇上海市质量监督检验技术研究院上海201114

智能家装越来越受到青睐,智能坐便器更是夺人眼球,它是一种新兴产品。本文介绍了智能坐便器的现状以及相关概念,并对不同类型智能坐便器的待机功耗和整机能耗进行了比较,并得出结论,在相同条件下,储热式坐便器比即热式坐便器耗电多。

关键词：智能坐便器待机功耗整机能耗

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卷盘式喷灌机圆柱齿轮减速箱的优化设计与仿真分析

卷盘式喷灌机圆柱齿轮减速箱的优化设计与仿真分析

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作者：吴哲江苏大学

学位级别：硕士

卷盘式喷灌机因具有机动性强、方便检修、喷洒均匀度较高等优点,现已成为我国最具有发展前景的农业灌溉装备之一。然而由于传统方案设计的弊端,使得其配套的核心部件圆柱齿轮减速传动效率较低,尤其是在低负载、低转速的工况下,传动效率... 详细信息

卷盘式喷灌机因具有机动性强、方便检修、喷洒均匀度较高等优点,现已成为我国最具有发展前景的农业灌溉装备之一。然而由于传统方案设计的弊端,使得其配套的核心部件圆柱齿轮减速传动效率较低,尤其是在低负载、低转速的工况下,传动效率远远小于同类型的减速箱,能耗损失较为严重。同时减速箱传动轴尤其是与卷盘相连接的输出轴在高负载工况下使用寿命较低,容易产生断裂现象,故针对上述问题本文基于JP75型卷盘式喷灌机配套的圆柱齿轮减速箱进行优化仿真,并对其整机能耗仿真计算,其研究内容如下所示:1.优化设计了卷盘式喷灌机中的圆柱齿轮减速箱。建立了卷盘式喷灌机负载模型,得出了减速箱负载区间在6.63N×m66.76N×m之间;分析减速箱能耗损失形式,推导出减速箱传动效率理论数学模型;完成了对减速箱齿轮系统的优化设计,以减速箱最低效率点和齿轮总体积为优化目标,选取设计变量,同时基于圆柱齿轮啮合传动设计准则,建立约束函数,运用快速非支配排序遗传算法NSGA-II在Matlab中编写相关程序,对减速箱齿轮系统进行多目标优化。优化后减速箱整体传动效率提高了8.5%1.2%,同时齿轮总体积有所降低,整体结构变得更加紧凑。2.对优化后的减速箱齿轮系统进行刚柔耦合动力学仿真分析。通过对模型进行合理简化,建立齿轮系统第四档三维模型,采用ANSYS软件基于蜘蛛网法对高转速、高负载的两对齿轮副进行柔性化处理,同时通过STEP函数施加最大工况下的负载与转速。仿真结果表明:齿轮系统传动比误差较小;柔性体齿轮副时域内的啮合力在理论值附近上下波动,轴向力几乎为0N,频域内振动幅度较小,说明运行较为平稳;齿轮16在齿根处存在最大等效应力294MPa,且齿根弯曲疲劳强度安全系数超过1.6,并通过有限元分析软件预测减速箱齿轮疲劳寿命超过1.85×10h,说明优化后的减速箱符合设计要求。3.采用响应曲面优化法对输出轴结构进行优化设计。通过对输出轴进行静力学分析可知输出轴最大等效应力为311MPa,强度安全仅为1.14,同时存在应力集中现象。采用SolidWorks对输出轴进行参数化建模,并选取输出轴结构R、R、R、R这4个尺寸作为设计变量,通过响应曲面优化法对输出轴结构进行优化设计,并对数据进行拟合度评价、敏感度分析、以及变量组合对目标函数的影响分析,进而得出最优方案。对比之前,优化后输出轴最大等效应力降低了8.36%,质量减轻了7.8%,虽然最大形变量有所增加,但是其影响可忽略不计,同时应力集中现象有所好转;最后对优化后的输出轴进行约束模态分析,以确保优化后的输出轴不会产生共振现象。4.基于逆向仿真法建立卷盘式喷灌机整机能耗仿真模型。通过在Simulink仿真平台建立起各个模块运行框图并将其串联,得到单次作业下的整机能耗仿真框图;以PE管全部展开的前提工况下,分析减速箱不同档位下,喷头车不同运行速度的整机能耗值,并分析电机效率的变化范围,得出减速箱不同档位下,能耗最低时的喷头车运行速度范围。

关键词：卷盘式喷灌机圆柱齿轮减速箱优化设计动力学仿真整机能耗

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