装配是产品制造的重要环节,在很大程度上决定了产品最终质量、制造成本和生产周期。由于装配通常占用的劳动量大且属于产品生产工作的后端,采用先进的装配技术对于提高产品生产效率和质量具有更加重要的工程意义。同时,随着当前我国精密/超精密加工技术的快速发展,使得零部件加工精度和一致性得到显著提高,装配环节对产品性能的保障作用正日益凸...
当前国内外精密/超精密加工技术的快速发展,使得零部件加工精度和一致性得到显著提高,装配环节对产品性能的保障作用正日益凸显,相关研究越来越得到国内外学者的关注。针对目前我国产品装配技术研究相对滞后,缺乏相关研究体系的现状,在总结国内外产品装配技术的研究现状基础上,阐述了其分类和内涵,建立了产品装配技术的研究体系框架,并对其面向...
影响平面单环闭链结构装配精度的主要误差源有杆件加工偏差、装配约束误差以及铰链间隙。而铰链间隙的随机性导致平面单环闭链结构装配误差具有不确定性。为了能够实现装配精度预测和获得装配误差边界,通过分析平面单环四杆结构装配特点,提出单杆件固定和双杆件连接两种装配单元,并建立两种单元的误差模型。在此基础上,完成了无间隙平面单环闭链...
传统精度设计仅考虑零部件几何公差的影响,未涉及装配载荷作用下零部件变形的影响。为了保证机械系统在工作过程中的可靠性与稳定性,不仅要求在产品设计与制造环节中要严格保证零部件具有良好的设计性能与制造质量,更重要的是保证装配过程中各零部件间的配合性能。以具体的卧式加工中心为例,通过有限元法获取零部件载荷效应下的变形数据信息,结...
针对掠入射聚焦型X射线脉冲星望远镜多源装配误差影响光学性能的问题,提出了空间X射线聚焦光学产品装配误差分析方法。综合考虑偏心、倾斜、离焦以及装配应力引起面形畸变等装配误差,基于小位移旋量理论和空间位姿变换矩阵构建产品装配误差理论分析模型。采用光矢量计算和蒙特卡洛法定量分析了装配误差对聚焦性能的影响,倾斜误差对聚焦性能影响...
基于理想数模的虚拟装配可在设计阶段用于检查装配序列、获得装配路径、检查间隙等,然而单件、复杂大结构件产品的现场装配,一次性装配成功是目前面临的最大挑战。提出一种全新的、三维几何模型和海量测量数据互融的虚拟装配技术——“半实物虚拟装配”。探索基于胖模型的半实物装配信息模型,研究半实物装配中的几何特征模型、装配约束模型的建...
随着工业科技的发展,现代制造业对零部件的装配精度提出了更高的要求,要求从系统制造的早期阶段预测最终产品的精度与性能,这有利于提高装配合格率、一致性及精度稳定性。在精密零件真实模型的装配仿真过程中,确定零件模型的装配定位是进行装配精度预测与控制首要解决的问题,其本质是两个带有几何误差的配合表面的精确匹配。提出一种基于曲面约...
为了在装配过程中实现对弧形框架式导引头伺服机构摩擦力矩及其不均匀性的实时监控,并对影响其摩擦力矩的主要因素(预紧力和间隙)进行在线调整,搭建了一套面向精密装配的摩擦力矩测量系统。该系统基于电测法的测量原理,采用水平立式结构设计,可适用于弧形框架类伺服机构摩擦力矩的测量。在精密装调过程中,通过实时监测驱动力矩,调整装配参数,从...
针对航天器大部件装配需求,给出一套基于力/位控制的机器人柔顺装配方法。基于装配界面作用力方向及机器人工具坐标系方向,实时计算用于力/位控制的笛卡尔坐标系。为避免力控制过程中的机器人抖动,设计了力与机器人速度的“S”型关系曲线。针对自由空间力控制、销钉导向等典型应用需求给出了力/位控制策略。针对机器人负载发生变化情况下的界面...
为提高夹持机构夹取操作对象时的灵活性,探索了夹持机构的实现形式,提出一种基于柔性铰链的二自由度开口型空间夹持机构。分析了该机构基于柔度特性的位移放大倍率模型,并通过与有限元仿真结果的对比,验证了该模型的正确性;其次,以空间夹持机构的几何结构为基础,研究了夹持姿态与输入位移之间的关系,揭示了其夹持姿态的变化规律;最后,通过分析二...
螺栓连接是应用最广泛的装配形式之一,表征栓接结合部连接参数是进行装配体结构动力学分析的关键,针对各向同性虚拟材料模型不能准确表征结合面压力分布不均匀性的问题,提出并开发一种基于梯度虚拟材料的栓接结合面连接参数表征模型。首先根据结合面压力分布特征,以及结合面法向、切向刚度与压力分布间的映射关系,建立了等效虚拟材料参数随位置...
碳纤维增强复合材料(Carbon fiber-reinforced polymers,CFRPs)制孔轴向力与多种损伤形式密切相关,描述整个制孔过程中以及钻头在任意旋转周期内轴向力的分布规律,对于揭示制孔损伤的产生与演化过程具有重要意义。介绍切削比功率的概念,用于描述单位时间内去除单位体积材料的效率;分别对主切削刃和横刃进行微元划分,利用钻削比功率对产生的局部...
密封平面在工业现场中有重要的应用,为保证其密封性必须要严格控制密封平面的加工及装配质量。旨在通过密封性来评价密封平面的装配质量,同时要满足密封平面装配质量评价对高精度、高效、可视化的要求,提出一种基于高精度点云数据采用中轴变换对密封平面进行装配质量评价的方法。首先利用High-definition metrology(HDM)系统获取密封平面上的高...
基于集中参数法建立了人字齿行星齿轮传动系统平移-扭转耦合非线性动力学模型,模型中考虑了人字齿行星齿轮传动系统多重啮合间相位关系,提出了计入啮合相位的时变啮合刚度,综合考虑了各构件的支撑刚度、误差激励。研究了啮合相位对人字齿行星齿轮均载的影响,结果表明:理想啮合状态下,均布式人字齿行星齿轮系统中,啮合相位系数为0时,系统均载系数...
以平面2-DOF冗余驱动并联机器人为研究对象,结合拉格朗日方程和键合图两种方法,建立了该机器人机电耦合多能域系统动力学模型。针对该机构特点,提出了一种将动力学模型线性化的待定系数法,通过该方法,经过严密的数学推导,得到了机电耦合多能域系统动力学模型的线性化形式,避免了传统的简化方法得到动力学模型线性化形式带来的误差。以五次多项式...
具有3移动1转动（3T1R）4自由度并联机构在工业领域具有广泛的应用潜力。然而绝大多数现有的3T1R并联机构的动平台转动范围小于90°。提出一种具有整周回转能力的3T1R并联机构。该机构动、静平台通过两根相同的混联分支（PRR）2RH相连接。通过两个共轴、反向的等螺距螺旋副来实现动平台的整周回转能力。运用李群理论分析了机构的自由度。建立闭环...
为研究复杂激励作用下多级行星齿轮减速器的耦合振动响应及动态性能优化方法,以某型海洋平台升降齿轮箱为对象,建立了包含时变啮合刚度、传动误差、啮合阻尼、齿侧间隙、摩擦力矩、结合部刚度和阻尼等因素的四级行星耦合系统动力学集中参数模型,采用龙格库塔法对额定工况下的动力学方程进行求解,并将计算所得的振动响应与实测结果进行对比,两者...
自动装盒机连续旋转式行星轮系取盒机构与间歇式往复摆杆取盒机构相比,机构振动小,速率更高。基于行星轮系取盒机构输出末端内摆线运动特性要求和非圆齿轮传动比可变的特点,提出一种椭圆-圆齿轮行星轮系代替现有的圆齿轮行星系取盒机构,使输出末端运动轨迹和特性得到优化。建立圆齿轮行星系取盒机构和椭圆-圆齿轮行星轮系取盒机构的运动学模型,...
在静压气体轴颈轴承的力学性能分析中,工程解析方法使用方便,但由于众多假设的引入而使分析精度不足,单纯计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)方法精度较高,但因数值建模复杂、模型规模巨大且计算难于收敛而使用不便。针对这两种方法各自的不足,建立小孔节流静压气体轴颈轴承力学特性分析的解析-CFD混合方法,该方法综合解析方法与CF...
针对固定瓦-可倾瓦组合动压气体轴承-柔性转子系统,研究系统的非线性动力学行为。运用微分变换法求解了可压缩气体润滑的Reynolds方程,得到了单块瓦的非线性气膜力,通过组装技术获得了固定瓦-可倾瓦动压气体轴承非线性气膜压力的分布。基于Newmark积分法,运用轴颈中心的运动轨迹图、时间历程图和Poincaré映射图,研究了组合动压气体轴承支承的柔...
有限元(Finite element,FE)-无网格Galerkin法(Element-free Galerkin,EFG)耦合能充分发挥有限元和无网格法各自具有的优势,为进一步提高FE-EFG耦合法在大规模工程应用中的计算效率,提出了一种FE-EFG耦合法的图形处理器(Graphic processing unit,GPU)并行加速算法,通过采用局域搜索法搜索EFG区域中节点影响域内的节点或积分点,以及积分点定义域...
内齿强力珩齿与蜗杆砂轮磨齿是实现齿轮精加工的主要工艺方法,系统深入地研究两种齿轮精加工工艺的工艺原理,洞悉二者在齿面磨削纹路的形成机理,成为齿轮精加工工艺研究的热点问题。基于空间曲面啮合原理,提出一种离散点齿面模型构建方法,分别建立内齿珩磨轮与蜗杆砂轮的齿面接触方程,并依据接触区离散点处的相对滑擦速度建立珩削纹路与磨削纹路...
刀具刃口上的定值倒棱能够提高刀具刃口强度、延长刀具寿命,但也会使切屑积聚,增大了切削阻力和切削区温度。为改善硬态切削过程中的排屑散热、降低切削阻力,提出渐变倒棱PCBN刀具结构;建立刀具刃线的数学模型,并对所建立的模型进行了数值模拟;针对渐变倒棱PCBN刀具的特征,结合端面磨削方式和化归思想,提出了逼近式磨削轨迹规划方案,通过轨迹仿...
针对圆周四等分深孔内键槽加工精度不高、加工键槽与基准通槽对称度较难控制及加工对称度较差等问题,在分析产生对称度超差的基础上,运用形位公差测量原理,结合空间对称度误差测量及评定方法,提出利用投影直线与基准直线夹角的方式确定对称度误差及基于对称度在线检测及补偿的新式加工方法。设计双层组合式手动自定心夹具,实现径向自定心定位和...
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