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基于柱坐标的圆柱齿轮测量与控制研究

基于柱坐标的圆柱齿轮测量与控制研究

作者：李哲西安理工大学

学位级别：硕士

齿轮是工业中使用最为广泛的传动零件,其制造和检测水平也是衡量一个国家工业发展水平的标准,齿轮制造精度也直接影响着传动效率和稳定性及寿命。因此齿轮误差测量技术的研究具有深远的意义,主要研究工作如下:(1)本文首先总结了齿轮测... 详细信息

齿轮是工业中使用最为广泛的传动零件,其制造和检测水平也是衡量一个国家工业发展水平的标准,齿轮制造精度也直接影响着传动效率和稳定性及寿命。因此齿轮误差测量技术的研究具有深远的意义,主要研究工作如下:(1)本文首先总结了齿轮测量技术及测量设备的主要发展历程与现状,选择以柱坐标法测量技术为研究方向,根据柱坐标法测量原理和现有实验条件提出一套柱坐标法的齿轮精度的测量方案。根据国家标准规定来确定渐开线齿轮精度检测项目,再根据坐标法测量原理建立了各项偏差数学模型及采样方案;(2)分别完成了实验设备的机械系统改进和电气测控系统的搭建工作。为了能够精确地控制测头进行齿轮误差测量工作,机械系统采用三轴传动,分别为X轴、Y轴和C轴,测微装置采用杠杆式测头设计,测控系统则是以运动控制卡为控制核心,辅以数据采集卡、编码器、伺服驱动器、手轮、限位开关等电气元件组成的电气控制系统;(3)待硬件系统搭建完毕,利用Visual C++开发环境,借助强大的MFC框架,在上位机开发出与该设备相匹配的齿轮测量程序。通过研究分析,针对将可能引起误差的测量模型误差、控制系统误差、传动系统误差提出各测量项目误差补偿方法,并通过试验测量确定定位误差并在软件设计中予以补偿;(4)最后进行偏差测量试验,利用MATLAB工具进行数据处理后以图表方式直观呈现,对照齿轮精度评定标准来验证试验结果。通过实验分析来验证该试验方案的可行性。本文完成了柱坐标齿轮测量设备的软硬件开发工作,通过试验验证该检测方案的可行性,最终开发出可用于圆柱齿轮精度测量的仪器。

关键词：整机设计柱坐标法齿轮误差测量 MFC 误差补偿

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空间大功率长寿命滚环电传输装置技术研究

载人航天 2015年第5期21卷 498-502,529页

作者：李兆钱志源王治易赵万华上海宇航系统工程研究所上海201109 上海市空间飞行器机构重点实验室上海201108

滚环是一种新型的汇流环产品,主要用于旋转部件间的电能传输。在国内外资料调研的基础上,对空间大功率长寿命滚环电传输装置进行了理论分析、样机生产及试验验证。结果表明此种结构下的功率滚环的电性能及工作寿命较传统导电滑环均有明... 详细信息

滚环是一种新型的汇流环产品,主要用于旋转部件间的电能传输。在国内外资料调研的基础上,对空间大功率长寿命滚环电传输装置进行了理论分析、样机生产及试验验证。结果表明此种结构下的功率滚环的电性能及工作寿命较传统导电滑环均有明显提升,单环的传输能力提高了近5倍,而回路电阻仅为导电滑环的15%,并且实际电性能在低轨15年的工作寿命期间(折合工作转数约10万转)也无明显增大的趋势。因此功率滚环可作为后续空间或其他特殊场合电传输装置的研究方向。

关键词：滚环电传输整机设计试验验证

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柔性复合式橡胶籽脱壳机的优化设计与试验

柔性复合式橡胶籽脱壳机的优化设计与试验

作者：陈忠海南大学

学位级别：硕士

橡胶籽壳、仁、粕的潜在价值巨大,但是海南地区橡胶籽存在大量浪费且缺乏有效的产业化加工方式,尤其缺乏高效的橡胶籽机械化脱壳装备。本课题以海南儋州地区橡胶籽为研究对象,通过研究橡胶籽的几何参数及脱壳过程,确立采用柔性复合式橡... 详细信息

橡胶籽壳、仁、粕的潜在价值巨大,但是海南地区橡胶籽存在大量浪费且缺乏有效的产业化加工方式,尤其缺乏高效的橡胶籽机械化脱壳装备。本课题以海南儋州地区橡胶籽为研究对象,通过研究橡胶籽的几何参数及脱壳过程,确立采用柔性复合式橡胶籽脱壳工作原理,对柔性复合式橡胶籽脱壳机的关键部件进行设计分析并确定结构尺寸,试制脱壳物理样机并进行脱壳效果的性能试验,验证其脱壳结构的可靠性。主要研究内容包括:(1)统计分析了橡胶籽的籽壳厚度、三维尺寸、球度与湿基含水率等基本物理特征的分布及均值。其中棱部橡胶籽壳较厚,顶部次之,横部较薄。橡胶籽的三维尺寸中纵向尺寸最大,横向尺寸次之,棱向尺寸最小,平均球度0.845,为椭球体。橡胶籽湿基含水率均值为31.89%。通过橡胶籽力学试验,测得橡胶籽弹性模量为193.25Mpa,发现橡胶籽不同位置上的壳体压缩刚度存在差异,测得橡胶籽在柔性双辊结构的破碎力均值为456.68N。并利用万能试验机对橡胶籽进行粒径、球度及含水率的三因素破碎试验,发现橡胶籽粒径大小对破碎力的影响最大。对橡胶籽壳仁分离机理的研究中,得出橡胶籽壳体受到多对集中力的作用更易脱壳,橡胶籽壳体裂纹扩展力为63.31N。为橡胶籽脱壳机的脱壳结构参数设定提供了几何依据和理论基础。(2)确定了柔性复合式橡胶籽脱壳机的机架、脱壳装置、筛选装置等几个重要部分的工作方式及空间布局。同时,为了提高柔性复合式橡胶籽脱壳机工作稳定性,利用有限元模态分析方法,改进了的机架结构。(3)根据橡胶籽的物理特征和力学特性,分别设计了柔性双辊结构与柔性带搓擦挤压脱壳结构,分析橡胶籽在脱壳结构中的受力情况,得到橡胶籽能正常进入脱壳结构的结构参数,利用ADAMS动力学仿真分析进行结构校核,验证了柔性复合式脱壳结构的可靠性。(4)为了验证柔性复合式橡胶籽脱壳机性能,优化样机工作参数。对柔性复合式橡胶籽脱壳机进行BOX-Benhken样机试验,得到脱壳机最优工作参数组合,柔性双辊间隙为15mm、上下柔性带工作区域间隙17mm、上下柔性带线速度差速0.14m/s,在这组参数下橡胶籽脱壳率达到82.5%,籽仁破碎率低至11.5%。满足橡胶籽机械脱壳的基本要求,为高效实现橡胶籽脱壳机械化研究提供了理论依据与技术支持。

关键词：橡胶籽脱壳整机设计有限元分析结构优化样机试验

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升降可折叠双侧圆盘式果园开沟机的研究

升降可折叠双侧圆盘式果园开沟机的研究

作者：施展华中农业大学

学位级别：硕士

近30多年来,我国柑橘产业生产逐渐从数量型转向质量型。果品产业发展生产力机械化程度不高的问题在柑橘果园开沟施肥中体现尤为明显。为实现柑橘果园双侧开沟,提出升降可折叠式双侧圆盘开沟方案,采用ANSYS有限元分析、ADAMS虚拟样机等... 详细信息

近30多年来,我国柑橘产业生产逐渐从数量型转向质量型。果品产业发展生产力机械化程度不高的问题在柑橘果园开沟施肥中体现尤为明显。为实现柑橘果园双侧开沟,提出升降可折叠式双侧圆盘开沟方案,采用ANSYS有限元分析、ADAMS虚拟样机等软件设计仿真优化并试制了样机,进行试验探究。主要研究内容及结论如下:1)查阅整理国内外对于果园开沟机的开沟方法及原理的研究状况和发展,参考多种开沟方式特点,结合柑橘果园农艺和土壤特性,创新地提出了双侧圆盘式果园开沟机方案。对比多种开沟刀片,综合选用双旋耕刀片类的开沟刀片,对其进行理论计算、转速试验验证最终其旋转直径D、刀宽外廓距离B′、安装刀片数量z等参数,为机架结构设计、整机传动方案等提供数据参考和理论支持。2)完成了开沟机的整体设计使其具有旋转开沟、机身折叠和行走升降三大功能。对开沟机的旋转开沟系统、机身折叠系统和支撑行走升降系统三大系统的运作方式进行介绍,对机架开沟变速齿轮箱、折叠装置、锁紧装置、升降装置、液压控制等关键部件和机构进行了结构设计选型和理论分析。3)利用ANSYS软件对机架进行有限元模态分析和结构性能分析,并对结构改进和优化,并进行了模态试验验证。有限元仿真结果表明:改进前的固定段机架,第1阶固有频率34.983Hz,落在机架激励频率05Hz范围,最大应力72.3896MPa;改进后的固定段机架,第1阶固有频率52.884Hz,比改进前提高17.901Hz,避开了激励频率范围,整体应力分布十分均匀,最大应力6.3011MPa。模态试验验证结果表明与仿真结果相对误差仅-0.103%,最大误差百分比0.857%,振型基本一致,为实际应用提供参考。4)结合折叠系统技术要求,设计选用WSP-D70-D50-L650-800型可伸缩十字万向联轴器。利用ADAMS软件建立可伸缩十字万向联轴器的虚拟样机模型,分析其运动规律,分析约束投影角变化和约束力/扭矩变化,得出机架折叠系统中在该可伸缩十字万向联轴器作用下可满足设计要求的75°极限位置和70°安全位置。对可伸缩十字万向联轴器角速度和线速度分析讨论稳定性,为机身折叠系统的研究奠定理论基础,为后续折叠液压缸行程确定提供解决方案,也为支撑行走升降系统结构布置给予技术支持。5)通过分析变速齿轮箱的转动角度范围θ=18.78°2.35°推导开沟液压缸行程变化y=410.923mm83.061mm,再计算承受最大拉力F=3534.941N,确定HSGL01E50/25-300型液压缸作为开沟液压缸,HOB50X350CA型液压缸作为折叠液压缸。进而设计一套操作简单、省时省力液压驱动控制系统实现对每个液压缸的单独控制,也可以实现四个液压缸的同时控制。6)加工试制了开沟机样机。选择与实地接近的土地进行室外试验。用L3()正交实验分析其功耗,研究开沟深度H、前进速度v、刀盘转速n这三个因素对沟深度对功耗的影响,得出开沟深度对功耗的影响最大,刀盘转速次之,前进速度的影响较小。故动力不足情况下可优先选择牺牲一定的开沟深度(不小于14cm)保证作业效率。开沟作业质量检测试验发现作业过程中,开沟机两侧开沟刀盘的开沟深度、开沟深度稳定性、矩形沟面宽度、沟底浮土厚度、碎土率这5项指标均符合NY/T740-2003田间开沟机作业质量标准规定,其满足柑橘果园施肥的园艺要求。

关键词：双侧圆盘开沟机有限元分析机身折叠整机设计正交试验

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玉米条旋机设计与试验研究

玉米条旋机设计与试验研究

作者：祁毓璘吉林农业大学

学位级别：硕士

我国如今已经大面积施行农业作业机械化、现代化,尤其是大田作物,但由于对土地过度开发和不科学种植,产生了黑土地退化、土地风蚀水蚀等问题。保护性耕作的出现可以有效地解决这些问题,通过秸秆还田、免耕少耕的模式来改善土壤的品质,... 详细信息

我国如今已经大面积施行农业作业机械化、现代化,尤其是大田作物,但由于对土地过度开发和不科学种植,产生了黑土地退化、土地风蚀水蚀等问题。保护性耕作的出现可以有效地解决这些问题,通过秸秆还田、免耕少耕的模式来改善土壤的品质,但是保护性耕作技术的应用受限于环境因素和农艺技术因素。在东北地区,春季种床温度低,秸秆还田全覆盖不利于种子发芽出苗;采用免耕模式无法创造出松软的、蓄水性能好的苗床。结合保护性耕作的原则和北方玉米种植的技术特点,本文设计了一种玉米秸秆覆盖免耕栽培技术与农民劳作经验结合的玉米条旋机。目前我国市场上仅有些许条旋机的产品展示和在售,大多还停留在设计和试验阶段,还有很多不足之处。本文将会在现有玉米条旋机的基础上设计出一款适用于宽窄行种植技术的玉米条旋机,并进行有限元分析和田间试验分析,校验设计结果是否满足工作需求,为其它免耕机械的研究者提供参考,主要研究工作与结果如下:（1）对玉米条旋机进行综述,介绍了玉米条旋机的研究背景及目的、意义。通过研究国内外文献,了解玉米条旋机的研究现状及发展趋势,确定了本文的技术路线。（2）根据条旋机要实现的功能完成玉米条旋机的结构设计。利用Solidworks软件对其各个部件创建三维模型,阐述了归行器、深松铲、旋耕装置、镇压装置四大工作部件以及机架的设计思路、结构尺寸及技术参数。（3）使用ANSYS Workbench软件利用有限元法对各个工作部件进行了静力学分析与模态分析。通过研究文献及数据采集的方式、确定旋耕刀、归行器、旋耕刀辊及机架的工作参数,将建立的三维模型导入至ANSYS Workbench中进行静力学分析,对分析后的应力、应变、位移形变等结果与部件设计的许用值进行比对,判断工作部件的强度及刚度是否能完成工作任务。（4）利用设计好的条旋机模型,制作样机进行漏搂率的田间试验。以机械的行驶速度、动力输出转速、归行器的安装角度为试验因素,以耕后苗带秸秆覆盖率、碎土率为主要试验指标对条旋机进行检验耕整土地能力的性能试验。试验结果为:归行器的安装夹角越大、指轮盘中心间距越大、秸秆漏搂率越低,工作倾角的最佳结构参数为20°;玉米条旋机的前进速度越慢、刀辊转速越高,碎土率越高,后压土板的最佳安装角度为10°,随着角度的增大,碎土率有轻微的降幅。

关键词：条旋机整机设计 ANSYS Workbench 静力学分析田间性能试验

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平贝收获机的研究

平贝收获机的研究

作者：马川东北林业大学

学位级别：硕士

平贝是药用贝母类药材的一种,其地下鳞茎含有生物碱,功效与川贝母类同。人工栽培平贝集中在长白山、张广才岭、完达山、小兴安岭等地区,种植面积大。在平贝生产过程中,收获环节直接影响平贝的品质和经济效益。若要扩大平贝种植规模、提... 详细信息

平贝是药用贝母类药材的一种,其地下鳞茎含有生物碱,功效与川贝母类同。人工栽培平贝集中在长白山、张广才岭、完达山、小兴安岭等地区,种植面积大。在平贝生产过程中,收获环节直接影响平贝的品质和经济效益。若要扩大平贝种植规模、提高种植户经济效益,必须实现生产的规模化、标椎化和机械化。然而,种植户正使用的平贝收获机械存在着工作效率低、适应性差、贝土分离差、贝母损伤率高等问题。此外,现有的平贝收获机械并不针对整个收获流程,而是针对收获中的某个环节,收获过程仍需大量人工进行衔接,耗费大量时间和劳动力,不利于提高平贝机械化生产。为此,本文研制一种平贝收获机,对其关键的部件进行设计和参数优化,并对整机进行田间实验,其研究内容如下:(1)通过对平贝种植基地实地调研,获得平贝收获工艺流程和现有收获设备优缺点,确定整机设计方案。(2)利用SolidWorks软件,对平贝收获机进行设计。平贝收获机由牵引模块、进料模块、筛选模块组成,各模块相对独立性较强,有利于后续局部升级维护。通过虚拟样机,对平贝收获机的工作原理和传动方式进行验证,缩短研发周期,降低研发成本。(3)对整机关键零部件进行设计。对固定挖铲进行设计确定挖铲入土角和挖铲刃斜角;对升运链进行设计,确定升运链倾角和线性速度;对筛选部位进行运动分析,确定了平贝和贝土在筛网上行、下行、跳动的条件,对筛网运动轨迹进行模拟;对筛选性能影响最大的偏心轮进行优化,确定了偏心轮角速度为340r/min,偏心距为20mm;对筛选部位最易损坏的连杆进行疲劳分析和模态分析,保证了整机运行过程中的可靠性与安全性。(4)整机进行田间实验,验证整机工作性能,确定最佳参数组合。以收获机挖掘深度、筛网倾角、运行速度为自变量,采用中心组合设计方法,研究各自变量及其交互作用对损失率和损伤率的影响。通过响应曲面优化法计算得到最优的工作参数:挖掘深87.14 mm,筛网倾角9°,行进速度3.35 m/s。此工作条件下平贝损失率为1.73%,损伤率为1.70%,达到既定设计要求。

关键词：平贝收获机械整机设计实验优化

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无油双螺杆鼓风机设计及NVH分析

无油双螺杆鼓风机设计及NVH分析

作者：龙超湘潭大学

学位级别：硕士

鼓风机是工业领域通用的流体机械,传统鼓风机存在效率低、能耗大、振动大、噪音高等问题,不符合建设“两型社会”的要求,特别是习近平总书记提出“碳达峰”、“碳中和”节点,对节能环保鼓风机的需求越来越旺盛。此外,随着食品、制药等... 详细信息

鼓风机是工业领域通用的流体机械,传统鼓风机存在效率低、能耗大、振动大、噪音高等问题,不符合建设“两型社会”的要求,特别是习近平总书记提出“碳达峰”、“碳中和”节点,对节能环保鼓风机的需求越来越旺盛。此外,随着食品、制药等行业的快速发展,对鼓风机的空气洁净度提出了更高的要求,无油鼓风机的市场占有率越来越大。为进一步提高设备的功率密度,鼓风机向着高速、高效、高可靠性的方向快速发展,也带来了振动、噪声等一系列的问题,对上述问题的研究具有重要的理论意义和工程应用价值。本文紧跟市场需求,针对上述问题,对高速高效无油双螺杆鼓风机的关键技术进行专项攻关,以慧风流体HF170为研究对象,从整机系统设计:转子系统设计、传动系统设计、支承系统设计以及润滑系统设计出发,通过样机试制、试验与优化设计,完成了高速高效无油双螺杆鼓风机的研制。期间,基于Solidworks simulation和Ansys对关键零部件进行强度分析和模态分析,且通过振动试验,查找设备共振点与激励源。同时,对高速高效无油双螺杆鼓风机进行了噪声试验,辨识噪声主频率。最后,进行整机性能试验,当螺杆转速10000rpm时,整机效率达到了75.73%,比同状态下罗茨鼓风机效率提升25%以上。根据振动噪声试验分析结果对整机进行振动控制和噪声控制措施研究,将振动速度控制在2.4mm/s以下,将整机噪声控制在84d B以下。本文主要研究内容如下:(1)根据双螺杆鼓风机的设计理论,了解和掌握无油双螺杆鼓风机的设计原理,为HF170无油双螺杆鼓风机的设计提供理论指导。对鼓风机关键参数进行设计计算,利用Solidworks软件对鼓风机进行整机系统设计:转子系统、传动系统、支撑系统、润滑系统。对需要加工的零部件出二维图,并进行整机装配。(2)基于Solidworks Simulation对HF170无油双螺杆鼓风机支承系统进行了静强度分析,在保证结构强度的情况下,设计出合理的支承系统。基于Ansys对阴螺杆与阳螺杆进行固有频率分析,得到了阴阳螺杆前八阶固有频率与振型,为振动试验及后续的整机优化提供理论基础。(3)采用德维创振动测试仪、PCB振动传感器对HF170无油双螺杆鼓风机进行振动测试,得到了鼓风机振动频谱图,并分析出激励源为阳螺杆转频。另外,对鼓风机进行噪声试验测得各个转速的噪声值及对应的主频率,发现噪声频率与阳螺杆啮合频率一致,为后续的振动控制、噪声控制奠定基础。此外,通过压差传感器、温度传感器、钳流表等测试仪器测出输入功率、进口温度、出口温度、空气流量、输入电流、输入电压等数据,通过对上述数据的统计分析,获得了高速高效无油双螺杆鼓风机的性能参数。(4)根据振动测试分析结果对整机进行振动控制,包括隔振、阻尼减振、调节质量与刚度;根据噪声测试分析结果对降噪设计,包括吸声设计、消声设计、隔声设计。并再次试验验证改进效果,成功将振动速度控制在2.4mm/s以下,将噪声控制在85d B以下,解决了螺杆高速化后带来的振动噪声等问题。

关键词：无油双螺杆鼓风机整机设计自由模态振动控制噪声控制

Zigbee技术在智能家居网络设置中的应用

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河南教育学院学报（自然科学版） 2016年第2期25卷 24-26,80页

作者：王海燕济源职业技术学院基础部河南济源459000 河南理工大学计算机科学与技术学院河南焦作454000

基于Zigbee的物联网技术、3G模块的智能家居环境设计层出不穷,在网络智能化方面发挥着巨大的作用.设计了基于Zigbee网络组建、互联、APP终端登录一体化的智能家居控制网络化系统.阐述了Zigbee技术和智能家居概念,介绍了系统整机工作原... 详细信息

基于Zigbee的物联网技术、3G模块的智能家居环境设计层出不穷,在网络智能化方面发挥着巨大的作用.设计了基于Zigbee网络组建、互联、APP终端登录一体化的智能家居控制网络化系统.阐述了Zigbee技术和智能家居概念,介绍了系统整机工作原理及设计流程,并设计系统软件与硬件配置.本设计理念与系统方案对Zigbee网络应用及智能控制提供依据.

关键词： Zigbee技术智能家居物联网整机设计

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计算机组成原理实验课教改方案的设计

实验室研究与探索 2005年第2期24卷 57-58页

作者：刘建英徐爱萍武汉大学计算机学院湖北武汉430071

文章主要讨论"计算机组成原理"实验教学的改革与实践,包括从实验教学模式改革到采用的实验方法、实验环节和实验课程考核评分等,旨在充分重视实验教学和实践过程,以学生为主体,培养其主动性、协作精神和创新能力,实实在在地提高实验教... 详细信息

文章主要讨论"计算机组成原理"实验教学的改革与实践,包括从实验教学模式改革到采用的实验方法、实验环节和实验课程考核评分等,旨在充分重视实验教学和实践过程,以学生为主体,培养其主动性、协作精神和创新能力,实实在在地提高实验教学水平。

关键词：计算机组成原理计算机辅助教学微程序整机设计