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机械工程学报
北大期刊

影响因子:1.36

预计审稿周期:1-3个月

机械工程学报杂志

主管单位:中国科学技术协会  主办单位:中国机械工程学会
  • 创刊时间:1953
  • 国际刊号:0577-6686
  • 出版周期:半月刊
  • 邮政编码:100037
  • 国内刊号:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 全年订价:¥ 2020.00
  • 发行地区:北京
  • 出版语言:中文
主要栏目:
  • 综述
  • 基础理论
  • 工程技术应用
  • 带位移传感器的6-UPS并联机构运动学正解

    闭环实时反馈控制依据运动学正解,但是运动学正解问题一直没有彻底解决。6-UPS并联机构(6-UPS)的运动学解析正解可通过消除变量,获得一元高次多项式方程,也有通过添加至少2个附加位移传感器方法求解,虽然随着研究的深入有所进展,但是仍然不足以应用于实时的闭环反馈控制。为了高性能的闭环实时反馈控制,提出一种6-UPS运动学正解的解析算法:在平...

  • 端曲面齿轮副的传动匹配模式

    端曲面齿轮副是在非圆柱齿轮、非圆锥齿轮及面齿轮的基础上,提出的一种新型空间非圆齿轮传动机构。针对目前该齿轮副传动形式多样化,没有统一设计理论及方法的问题,通过引入圆柱滚子直动从动件圆柱端面凸轮副的运动关系,探讨了端曲面齿轮副的传动原理,建立了该齿轮副的传动比、移动速度和转速的通用化表达式。通过设定位移曲线,满足非圆齿轮节曲...

  • 上肢康复外骨骼的设计与人机相容性分析

    对于上肢运动障碍的脑卒中患者,上肢康复外骨骼是弥补人工康复训练不足、降低医师工作强度的关键设备。针对盂肱关节的瞬变转心属性,采用高等机构学理论,对上肢康复外骨骼进行构型综合,综合出多种肩关节环链Θs和肘前臂环链Θef构型组合,基于构型优选原则,遴选出人机相容性较好的兼容型外骨骼构型。在此基础上,设计并研制含重力平衡系统的上肢康复...

  • 完全各向同性五自由度混联机构型综合

    针对混联机构内部耦合性带来运动学分析困难的问题,基于G_F集理论提出了一种简单而有效的三移动两转动(3T2R)完全各向同性构型综合方法。介绍了G_F集的基本概念和运算法则。通过分析混联机构组成特点,提出了将并联、串联模块按照G_F集求和运算以及G_F集元素组合原则构造完全各向同性混联机构的方法,建立了混联机构数综合方程。同时给出了机构输...

  • 复杂轴类零件非圆轮廓接触式随动测量方法

    非圆轮廓随动接触测量方法研究对实现曲轴、凸轮轴等复杂轴类零件高精度、高效率检测具有重要意义,针对复杂轴类零件非圆轮廓表面检测设计了一套接触式随动测量方案。借助头尾架环规建立工件坐标系,提出了回转中心与顶尖几何中心相对位置关系标定方法,建立了随动接触测量装置沿工件轴线方向运动时与回转轴线不平行引起的系统误差计算模型。利用...

  • 轮齿接触分析的分解算法与试验验证

    目前广泛采用的轮齿接触分析算法需要分别建立齿面接触和边缘接触分析数学模型;确定瞬时啮合点需要求解含5个非线性方程的方程组,计算量大、求解性差。基于此,提出了轮齿接触分析新算法——分解算法,建立了统一的齿面接触和边缘接触分析数学模型,求解非线性方程的个数减少为2个,算法简单、有效,适用于各种齿轮副的性能分析。以弧齿锥齿轮副为例,...

  • 螺旋运动及刀具参数对双重螺旋法加工齿面特征的影响规律

    双重螺旋法具有高效率、低成本、可干切削等特点是取代'五刀法'的弧齿锥齿轮未来主流加工方法。为了揭示弧齿锥齿轮双重螺旋法的切齿原理,在分析五刀法切齿原理的基础上,研究了刀倾角和齿形角分别在五刀法和双重螺旋法中的不同作用原理,揭示了双重螺旋法切齿原理的本质;分析了螺旋运动在切齿加工中的作用及对齿面几何形貌的影响规律,推导了小轮...

  • 一种单自由度对称可展耦合机构的设计

    基于正十二面体结构的特殊性和对称性,提出一种具有一个移动自由度的对称可展耦合机构。针对正十二面体包含的几何要素及空间布局,建立耦合框架结构,定义对应的构件类型并确定支链组成,根据各构件的连接情况设计3种类型替代构件,按照耦合框架结构用转动运动副(R副)将替代构件顺次连接,构建出机构基础模型。分析基本单元环的内部约束,在确定其具...

  • 机构自由度和构件自由度的关系及本质区别

    为了避免产生机构自由度和构件自由度两个基本概念的混淆,对它们的本质属性和区别进行了详细的讨论。用广义杆组和虚拟环路的概念,给出了单环路和多环路中任意选定构件的自由度计算方法。通过对平面单环7R机构、滚子从动件凸轮机构、不同自由度的Sarrus机构、2-3RC等典型机构的分析,按机构自由度和构件自由度的关系,把机构分成三类:第一类是机构...

  • 基于动平台铰接的概念设计一类含有螺旋副的并联机构

    通过总结含有铰接动平台的并联机构的共同特点,提出含有铰接动平台的并联机构的一般拓扑布局。该拓扑布局将并联机构分成了基座、铰接动平台和一级支链等三部分。基于位移子群/子流形的基本理论,提出一种用于综合具有该拓扑布局的并联机构构型的方法。设计了数种含有螺旋副且可实现两转动自由度或三转动自由度的铰接动平台,并根据所提出的构型综...

  • 大数据下机械智能故障诊断的机遇与挑战

    机械故障是风力发电设备、航空发动机、高档数控机床等大型机械装备安全可靠运行的'潜在杀手'。故障诊断是保障机械装备安全运行的'杀手锏'。由于诊断的装备量大面广、每台装备测点多、数据采样频率高、装备服役历时长,所以获取了海量的诊断数据,推动故障诊断领域进入了'大数据'时代。而机械智能故障诊断有望成为大数据下诊断机械装备故障的'一...

  • 齿轮系统振动响应信号调制边频带产生机理

    齿轮传动系统的振动频率成分复杂多变,许多频率成分难于进行力学解释。建立定轴齿轮系统啮合点处的单自由度动力学模型,并将模型激励划分为线性激励和非线性激励,分别推导正常状态和平稳型故障下的频率响应特性及诱导因素。正常状态下,齿轮振动响应频率成分为啮合频率及其倍频,由齿轮受载后产生的静弹性变形位移和啮合动刚度共同诱发,并由非线性...

  • 基于降阶模型的弹塑性瞬态响应求解

    结合塑性力学理论和模态综合技术,提出一种快速分析柔性结构在冲击载荷下的弹塑性瞬态响应的求解方法。该方法基于'伪力'思想,通过引入预测参数将弹塑性变形导致的非线性特征近似等效为一具有力量纲的外载荷,并置于控制方程右边保持方程左边线性,而后采用模态综合技术建立原系统的降阶模型,并给出相关方程的求解方法。经此变换后,用于建立降阶模...

  • 频率依赖性对黏弹性复合结构振动特性的影响分析

    获取黏弹性材料频率依赖性对复合结构振动特性的影响,对于黏弹性复合结构建模及阻尼减振具有重要的意义。在合理引入黏弹性材料力学特性参数的基础上,创建了处于基础激励状态并且考虑频率依赖性的黏弹性复合结构动力学分析模型,并获得了复合结构固有特性和振动响应的求解公式。以贴敷黏弹性阻尼材料的悬臂钛板为例,用试验对所研发的模型进行了验...

  • 基于CFD-DEM耦合的面约束软性磨粒流加工特性研究

    软性磨粒流加工能有效解决复杂结构曲面的抛光问题。基于该技术特点,针对硬脆性材料加工存在的技术问题,提出一种面约束软性磨粒流加工方法,即通过在工件表面设置窄缝约束流道,利用多向磨粒流注入法,在流道中形成高速涡旋磨粒流抛光工件。同时,针对传统磨粒流建模无法描述磨粒-壁面碰撞行为的不足,提出一种基于计算流体力学与离散元法耦合的磨粒...

  • 线接触滚/滑状态下表面形貌的弹性变形研究

    结合基于表面形貌频谱分析的预测方法和润滑理论对线接触弹流状态下表面形貌的弹性变形进行了研究。制造了4种表面形貌高度算术平均值Sa相同但结构不同的织构表面形貌,通过对表面形貌的频率分量进行降幅处理,并结合弹流润滑模型建立相应的算法,获得了不同载荷和转速工况下接触界面的表面形貌弹性变形结果。在此基础上,选用ISO 25178中的三维形貌...

  • 分瓣式密封装置磁性液体平面密封研究

    为解决现有密封装置在试验、装配、使用中需要更换极靴造成的成本增加、效率降低等问题,设计一种磁性液体旋转密封与磁性液体平面密封相结合的分瓣式磁性液体密封结构,并且基于基尔霍夫第一定律和磁路欧姆定律理论,推导了磁性液体平面密封耐压性能理论,采用有限元分析法,针对不同密封间隙以及不同极靴齿宽,对平面密封结构间隙内磁场强度进行了模...

  • SLM制备的Ti6Al4V轻质点阵结构多目标结构优化设计研究

    体心立方(Body-centered cubic,BCC)点阵结构作为目前被广泛关注的点阵材料构型,其拓扑类型简单、SLM(Selective laser melting,SLM)成型可靠性好、压缩失效形式单一,但存在着承载能力相对较差的缺点。为探寻兼具轻质与高强性能的点阵构型,首先解除BCC点阵单胞各向尺寸相同的约束,提出体心四方(Body-centered tetragonal,BCT)点阵结构一般模型。...

  • 基于相位一致性的激光熔覆熔池边缘提取方法

    针对激光熔覆过程中存在弧光、熔融金属液滴等干扰导致激光熔覆熔池边缘难以准确提取的问题,提出了基于相位一致模型的熔池边缘提取方法。为了得到完整、精准的熔池边缘,对获取的熔池图像进行预处理后,使用基于阈值的方法,对熔池进行初步分割,对剪裁后的熔池图像采用相位一致性模型进行边缘检测,将其边缘在粗分割区域进行标记,对标记图进行进一...

  • 横向载荷作用下螺栓临界松动载荷数值计算方法研究

    为明确螺栓抵抗松动的能力,指导螺栓在使用中的选型,以抑制螺纹面局部滑移为防松条件,通过对同一螺纹面周向不同位置的受力进行分析,推导得到了横向载荷作用下螺栓临界松动载荷的数值计算公式。采用横向振动试验装置和该数值计算方法,分别测试和计算了尺寸规格为M5的螺栓在夹紧力为2 000 N、2 500 N时的临界松动载荷。结果表明,夹紧力为2 000 N...

  • 一种基于能量函数和矢量场的点集曲面构造方法

    点集曲面是直接从离散点构造的光滑曲面,在计算机图形学、计算机视觉、几何建模等领域都有应用。提出一种新的点集曲面构造方法。所构造的点集曲面被称为加权平方极值曲面。该方法采用到二次曲面的代数距离的加权平方和定义能量函数,采用一致法矢量的加权和定义矢量场。然后将加权平方极值曲面定义为能量函数沿矢量场的局部极小点的集合,并给出...

  • 分形粗糙表面特征长度尺度参数小波识别法

    通过对W-M函数模拟轮廓进行db2小波分解,发现其小波分解系数呈现出明显的规律性这一重要特点,基于此,提出由小波分解来识别粗糙表面轮廓特征长度尺度参数G的一种新方法,并与功率谱密度法等4种方法对W-M函数模拟轮廓、分形布朗运动模拟轮廓以及实际机械加工表面轮廓特征长度尺度参数的计算结果进行对比,结果表明,由于所采用计算方法不同,导致计算...

  • 直线伺服系统时滞参数辨识与补偿研究

    为解决直线伺服固有时滞特性对轨迹跟踪性能的影响,以典型的前馈加反馈二自由度控制结构为基础,分析直线伺服时滞特性对其轨迹跟踪精度的影响。在此基础上设计了前馈环节上的时滞控制器,之后针对时滞控制器位于前馈通道时作为一个超前环节控制上无法实现的问题,将时滞参数分为两部分,分别调节理想轨迹指令按照整数倍伺服周期延时及前馈控制信号...

  • 基于约束置换的双驱动微夹持器刚度分析

    刚度是微动机构重要的性能指标之一,准确且简便的刚度求解方法是进一步对微动机构分析与优化的重要前提。为寻找更优的刚度求解方法,根据结构力学中的力法原理探讨了一种新的刚度求解思路:将微动机构视为超静定结构,并用未知力来置换其冗余约束,转化为相应的静定结构。然后通过位移协调求得未知约束力,对外力已知的静定结构进行位移求解,从而得...

  • 多工况载荷下连续体结构柔顺度拓扑优化问题的新的求解方法

    针对以多工况载荷下结构柔顺度最小为目标函数,结构体积为约束条件的优化问题,提出了一种新的拓扑优化求解方法。首先,参考限界公式法,通过一个限界变量将原多个目标函数转化为约束条件,引入一个新的该限界变量的二次函数作为目标函数。同时,结合变体积约束限技术,建立新的近似拓扑优化模型。然后,基于有理近似材料模型和移动渐进线方法,给出了...

  • 装配尺寸最短路径生成树的建立及应用

    零件尺寸可能的标注模式千变万化,为获得最优的标注模式,将装配体中的每一个要素看成一个顶点,建立装配体全部尺寸的联系路径图。以功能尺寸形成路径最短为出发点,按照功能尺寸精度排序,对尺寸联系路径图进行多条最短路径的求解,最终获得一棵装配尺寸的最短路径生成树。根据标注习惯对最短路径生成树进行修正,可以确定零件最优的自动标注模式,并...

  • 磁盘高速运行过程中磁头运行状态的监测方法

    随着磁头磁盘间有效距离的不断降低,磁头可能以飞行、冲浪和滑行三种状态工作,为了使磁头能够稳定工作,必须实时监测和识别磁头所处的状态。提出一种利用摩擦电流来实时监测磁头工作状态的方法。利用空气轴承电动机、热飞高控制磁头、功率加载控制单元、静电计、加载/卸载单元、静电屏蔽箱等组建了摩擦电流的测试系统。通过每隔0.1 V逐步给飞高...

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