齿轮系统应用广泛，并在风力发电、航空航天、汽车和盾构机等机械设备中发挥关键作用。其动力学特性的优劣将直接影响设备整机的工作性能。然而齿轮传动的结构形式多样、内外部激励和非线性因素丰富，同时工作环境复杂多变，这使其动力学分析相比较于其他机械系统更加复杂。另外，制造、加工、装配等的误差、磨损、润滑和运行环境等因素将导致齿...
针对现有弧齿锥齿轮加工参数计算方法，接触点综合纷繁复杂的问题，提出ease-off曲面综合法。从微分几何学出发，给出二阶密切曲面的定义及其构造方法；在二阶精度范围内，密切曲面与原有曲面具有相同的微分几何属性，从而可以替代原有的曲面分析。通过弧齿锥齿轮加工的产成模型，构造大小轮共轭齿面的ease-off差齿面，利用ease-off差齿面的密切...
关节驱动器对于提升机器人环境适应能力和降低能量消耗具有重要意义。设计并实施一种柔性齿条式变刚度关节驱动器，能够根据任务需要，实时调节关节刚度。详细阐述关节驱动器的变刚度原理，详细展示该关节驱动器的机械结构。建立柔性齿条式关节驱动器的静力学模型，推导关节刚度与调整位移之间的理论关系式。完成了软件仿真和系统试验，验证了本...
提出一种以6-RRS超冗余驱动球面并联机构作为飞行模拟器的运动机构。该球面并联机构具有三个转动自由度，六个驱动，三个冗余驱动；两个完全相同的3-RRS球面并联机构构成6-RRS球面并联机构，该球面并联机构广义上仍然具有一个定平台，一个动平台，整个动平台即为飞行模式器座舱。该运动机构采用电气伺服系统驱动，从而克服了液压伺服系统的缺点...
自由度是反映柔性机构运动能力的一个重要指标。针对柔性机构的自由度分析方法复杂、匮乏的现状，提出两种适用于柔性机构的自由度分析方法。基于前期对图谱法的研究，提出一种图谱化的自由度分析方法，该方法简单、直观。在对归一化柔度进行对比的基础上，提出一种基于柔度矩阵特征分析的柔性机构自由度分析方法。通过对平行四杆型、车轮型以及...
提出一种新型共轴式少自由度混联机构，可以模拟三桨叶共轴式直升机操纵机构的运动，由下操纵3-SPS＋PS＋RRS并联机构和上操纵混联机构串联而成，整体机构结构简单紧凑，所以可应用于三桨叶共轴式无人机。机构对旋转盘的约束等效为一个PS约束支链，上操纵混联机构等效为几个并联机构后，运用螺旋理论分析上操纵机构的自由度，证明上下倾斜盘运动...
针对金属桁架式天线罩在载荷下的结构变形对系统电性能影响的问题，分析天线罩在载荷作用下的变形，针对变形的蒙皮和桁架，将天线电磁波透过蒙皮后的透射场与桁架产生的散射场相叠加，得到变形罩体下的天线远场，在此基础上分析变形天线罩对系统电性能的影响。通过某20m金属桁架式天线罩进行数值仿真，结果表明变形对系统电性能的影响显著，且...
针对目前插秧机的旋转式分插机构非圆齿轮的节曲线均采用函数表达式设计方法的局限性，提出通过理想的秧针静轨迹直接求解分插机构的行星轮系中非圆齿轮传动比的设计方法。利用数值分析的方法由秧针静轨迹求解行星架与行星轮自转的传动比，根据旋转式分插机构行星轮系结构的对称性特点，把非圆齿轮之间的传动比以π为周期分段，建立分段传动比之...
针对水路两栖模块化可变形机器人工作环境的复杂性和任务多变性，根据其结构和运动特性，提出一种基于高维多目标定向混合进化算法的机器人结构参数优化设计方法，使该型机器人的变形能力和两栖多种运动步态性能达到最优。通过一组方向矢量将搜索空间分解成多个固定寻优方向，并将机器人参数设计的该高维多目标优化问题转化成固定方向上的单目标...
与传统工业串联机器人相比，后三个旋转关节轴线相交于一点、而前三个旋转关节轴线均不相交的六自由度串联机器人的工作空间较为完善，然而此类6R串联机器人逆解的求解较为复杂，限制了其应用。针对其逆解问题，提出一类新的Paden-Kahan子问题类型：将一点绕两个不相交且不平行的轴线依次旋转到指定点，以及其扩展问题类型：将一点绕两个不相交...
针对支持向量机（Support vector machine, SVM）的惩罚系数难以确定、核函数必须满足Mercer定理等问题，相关向量机（Relevance vector machine, RVM）应运而生以解决上述问题，并在趋势预测等领域得到一定的应用。核函数是决定RVM预测精度的关键因素之一，目前的研究通常是人为选择单一核函数，因此增加了对参数的依赖性并降低了RVM预测的鲁棒...
离心式压缩机叶片作为压缩机内最重要部件，长期承受周期性振动和流动诱使激励的作用。而叶片的故障将对压缩机的运行以及现场安全可靠性有严重的影响，因此如何有效地识别压缩机叶片裂纹早期故障显得尤为重要。由于叶片裂纹故障属于低频微弱故障，通常被调制到叶片通过频率处，但是故障频率难以识别，清晰度较低。首先在叶片通过频率处进行信号...
故障齿轮箱的振动信号通常耦合着稳态调制和冲击调制成分。信号稀疏表示的成功应用表明了它对特征提取的有效性，但主要集中在冲击成分的提取，而忽略了稳态调制成分，且设计的字典没有明确的物理意义，通用性较差。提出一种新的基于匹配追踪的齿轮箱耦合调制信号分离方法。设计的基于幅值调制谐波原子的稳态调制字典和基于单自由度冲击响应原子...
六排滚子转盘轴承是千吨级全地面起重机的关键部件，主机对该转盘轴承的可靠性要求极高。转盘轴承的合理设计和正确选型是建立在对其进行系统的力学分析的基础之上的。利用转盘轴承在承受联合载荷时的变形协调条件和受力平衡条件，建立千吨级全地面起重机用六排滚子转盘轴承的力学模型，通过与有限元模型计算结果的比较，验证所建立的力学模型的...
以纳米压印为代表的模塑成形工艺，被认为是一种低成本、高效率、高分辨率的纳米结构成形技术，被许多重要的产业领域寄予了厚望，甚至被国际半导体技术路线图（ITRS）列为未来最有可能代替光学光刻的一种图形化技术。然而此类技术在填充和脱模过程中的缺陷控制和模板寿命方面的困难，一直是限制其深入走向产业应用的关键问题。因此，研究微纳米...
载荷识别方法是工程振动噪声测试与分析中常用的一种振动响应逆向求解方法。但是由于载荷识别方法实施的过程中不能很好地考虑结构系统的复杂阻尼特性，导致在离激励点较远的远场，误差非常大，这对载荷识别方法的广泛应用提出了挑战。提出虚拟远场激励方法，即在离激励点较远的远场位置布置虚拟激励点，来实施载荷识别，由此可以避免结构中由于...
传统的矩阵公差模型依据特征顶点建立约束条件，不同位置和数量的顶点会导致计算精度和效率的不同。同时，传统算法难以应对存在大量非线性约束条件的优化问题。为此将一般性特征变动约束方程引入到矩阵公差模型中，通过蒙特卡洛仿真方法将符合约束条件的随机数代入目标函数进行优化计算，提高了模型的计算效率和可靠性，降低了优化难度。对比分...
为提高复杂机械产品的装配精度和服役安全性，提出一种多载荷作用下的基于混合粒子群算法的复杂机械产品装配过程质量控制点控制阈优化方法。分析复杂机械产品装配及服役的特点，定义关键质量控制点的多载荷影响因子；综合考虑装配质量损失成本和装配时间调整成本，建立基于多载荷影响因子的关键质量控制点装配损失-控制阈函数，揭示了质量控制...
现有装配干涉矩阵生成方法极其耗时，且无法精确检测面片模型，难以应用于大装配模型的复杂产品。为此，引入基于投影的干涉检测方法，将三维求交问题转换为二维问题。其中，基于包围盒十字相交可直接检测出零件平移产生的硬干涉，扩展了包围盒的功能；利用层次化的虚设面进行模型的三角面片区域规划和相交运算，大幅度减少干涉检测中的三角面片...
针对如何将复杂产品工序有效地分配到具有相同设备资源的两车间加工的问题，提出了基于邻域渲染的二车间综合调度算法。该算法为了实现产品加工尽早结束，提出关键设备均衡策略，将关键设备上的所有加工工序预先按并行加工时间最长方案均衡的分配到二车间；为了减少两车间之间的迁移次数，提出邻域渲染策略和同设备工序车间选择策略，通过计算未...
疲劳性能是人工关节等外科植入物可靠性的关键指标。针对人工髋关节疲劳性能测试问题，开发了专用型人工关节疲劳测试装置，基于装置，根据ISO7206标准，针对人工股骨柄产品进行了体外疲劳试验，并通过三坐标仪对试样进行变形测量与三维重构；此外，对试样中人工股骨柄进行有限元计算，模拟结果与试验所得变形量相吻合；经500万次循环疲劳试验后...
重建符合牙齿咬合接触关系的缺损牙体曲面是全冠、嵌体、贴面等多类修复体造型过程中均需要解决的关键问题。针对规模有限的标准模板牙冠难以表达牙齿自然形态多样性的不足，提出了基于颌位空间约束的缺损牙齿曲面统计重建算法。采用广义普氏分析构建样本牙冠曲面之间的对应关系，在主要特征近似对齐的基础上计算平均牙冠；结合样本牙冠与平均牙...
复杂产品开发是企业及其众多供应商共同参与的协同开发过程，供应商评价、选择和协同直接关系到复杂产品开发的成败和优劣。建立了包含环境因素的复杂产品开发供应商选择指标体系，以之为基础构建了由准则层、因素层、成本项层和总成本组成的贝叶斯网络模型，并对准则节点和因素节点采用三级节点状态。采用群体层次分析法和线性加权法确定模型参...
采用微机床的微细切削磨削加工技术，可以实现多种材料复杂形状三维微小零件的加工，且设备体积小、能耗少、成本低，是绿色制造的发展方向之一。微主轴作为微机床的关键部件，直接决定了微机床的性能及微细切削磨削加工技术的发展和应用。但是目前国内外研制的微主轴其刀具要么回转速度高但回转精度低，要么回转精度高但回转速度低，且无法实现...
为建立高精度的数控机床综合误差补偿模型，提出一种针对机床定位误差的解耦分离建模方法。通过对数控机床温度场与定位误差进行测量，研究机床在不同工况下温度场与定位误差的变化规律，基于该规律定义机床定位误差敏感度的概念，采用灰色关联度算法建立定位误差敏感度矩阵并优化了测温点。根据机床定位误差变化规律，利用多元回归和GM（1，n）...
结合层次分析法与定位基准选择的影响因素，构建定位基准选择的层次结构模型。两两比较各层因子的重要性后，利用标度法构造相邻两层的判断矩阵，反复验证判断矩阵的一致性，通过后判断矩阵的特征矢量可作为层权矢量。通过层权矢量的逐层相乘，所获得的组合权矢量即为定位基准选择的决策指标。考虑加工要求、工艺自由度与实际自由度之间的关系，...
提出一种面向关键结构的装配体结构方案生成方法。根据装配确定性将装配体分解为装配体结构和装配体结构单元，以基本装配体结构以及装配体结构单元作为装配体的关键结构，通过部分包含零部件不同关键结构中功能表面间的连接关系、定性空间位置关系以及两功能表面的类型描述关键结构间的连接关系。讨论关键结构的邻接和组合条件、关键结构邻接条...
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