从理论上分析了偏心对摆线轮磨齿的影响,通过对偏心进行补偿,可有效提高摆线轮的磨齿精度。在磨床与工件的空间几何关系的基础上,建立磨削误差的几何模型,按照GB/T 10095.1—2008标准,分析了偏心对摆线轮齿距、螺旋线和齿廓误差的影响。基于数控摆线齿轮成形磨齿机磨削原理,提出了一种径向及切向综合补偿法。在国产YK7350B型数控摆线齿轮成形磨齿机上对摆线轮进行偏心安装磨削实验验证,结果表明,通过该补偿方法可有效提高摆线轮成形磨齿精度,降低齿面接刀痕。

涟钢2250热轧板厂横切线使用的多针气动打标系统为美国进口T elesis品牌,主要用于船板标识,目前,该套气动打标系统在使用过程中经常性出现标识内容错位模糊,严重影响产品质量,增加了生产成本。针对标识内容错位与模糊这一故障现象,进行了系统的分析,并采取一系列措施,最终使打标倾斜错位模糊问题得以彻底解决。

针对热镀锌车间,波纹板从镀锌池中出来后经过外吹环喷嘴吹净多余锌粒时产生的强噪声问题,采用大涡模拟结合FW-H方程研究了外吹环的流场、声场特性。结果表明:外吹环喷嘴出口中心位置处的噪声最大达到120 dB,距外吹环出口1 m的周向位置上噪声的声压在80 dB到120 dB之间。并通过实验验证了数值模拟结果的正确性,为实现对外吹环的噪声控制和低噪声外吹环的设计提供了依据。

针对热镀锌车间外吹环吹除波纹板多余锌粒时,外吹过程中产生的强噪声对车间工作人员及周围居民造成严重影响的问题,对外吹环喷嘴进行优化改型,在原始狭缝喷嘴上增加半圆形出气口槽。并采用大涡模拟结合FW-H方程对改型前后的外吹环声场特性进行分析,结果表明:原始外吹环喷嘴出口中心位置处的噪声最大达到121 dB;当增加的半圆形槽个数为30,直径为1 mm时,改型后外吹环最大噪声降至85.7 dB。为了验证数值仿真结果的正确性,对改型前后的外吹环射流噪声进行了实验测量,实验结果表明,改型后的外吹环具有良好的降噪效果。

针对车间喷嘴吹扫镀锌钢管内部多余锌粒时,出现的消耗大、喷管出口速度低、吹扫效率低等问题,设计一种新型的内吹环结构。这种结构由4个喷嘴组成,每个喷嘴的结构内轮廓为B样条曲线,喷嘴出口采用椭圆形结构。对原内吹环与新型内吹环进行流场仿真,仿真结果表明:新型内吹环的吹扫效果要高于原内吹环。并且研究了内吹环出口到管口的距离、喷嘴压力以及喷嘴出口直径对于流场的影响。其结果表明:靶距为40 mm的吹扫效果要优于20和30 mm,内吹环压力为0.6 MPa时射流速度大于压力为0.3和0.15 MPa,出口截面积越小吹扫效率越高。

为了得到粗糙度对翼型气动性能的影响,采用CFD数值模拟,研究了S809翼型布置粗糙度时的气动性能,得到了其敏感粗糙度;模拟计算了翼型吸力面和压力面分段布置粗糙度时,翼型升、阻力的变化;采用对称加厚的方式对S809翼型进行钝尾缘修型,并对最优修型和原始翼型气动性能进行了比较。结果表明:粗糙度0.5 mm是S809的敏感粗糙度,吸力面距离前缘5%、55%弦长位置和压力面相距45%、65%弦长位置是翼型粗糙度敏感位置;钝尾修型2%弦长为最优,修型之后的升力在布置粗糙度后有明显提升,综合指标数表明:改型翼型相比于原始翼型具有相对较低的粗糙度敏感性。

针对高铁车轮内部缺陷检测效率低、准确性差的问题,搭建一个六轴超声相控阵检测机械臂用于高铁车轮无损检测。对高铁车轮三维图进行点云提取和处理,保存为模板并提取目标扫描路径;然后利用Azure Kinect相机对高铁车轮进行了三维点云重建与模板点云匹配;最后在CoppeliaSim中建立检测机械臂的运动学模型,通过MATLAB和CoppeliaSim执行运动学仿真。结果表明:该运动学模型有效,各关节和末端执行器的控制效果良好,可以实现高铁车轮的自动化检测,并达到预期的轨迹,为检测机械臂控制问题的后续研究提供了实验基础和理论依据。

为了提高风力机把风能转化为机械能的效率,本文依照Wilson优化设计方法得出风力机叶片优化设计的数学模型,并以Matlab软件为工具编写出叶片设计的计算程序。基于点的坐标的几何变换理论,对翼型坐标数据进行三维坐标变换,计算出叶片各点的三维坐标。用三维建模软件Solidworks进行精确的三维建模。该方法为风力机叶片和其它相似复杂形体的三维建模提供了依据,为叶片进一步分析奠定了基础。

针对轴承套圈加工的特点和广大中小型轴承加工企业车间布局不统一的问题，设计了一种用于轴承套圈冲孔加工的智能机械手。该智能机械手行程可调，并且能够检测冲杆是否将工件带起，整套装置通过PLC进行控制，包括PLC系统I／O点分配、顺序功能图的设计和梯形图的编写，实现了自动上料、冲孔和下料。经试验验证该智能机械手装配简单、运行可靠、效率高。

分析了履带起重机回转机构液压系统原理，并基于AMESim软件完成了仿真建模。通过仿真研究，分析了影响回转液压系统动态特性的主要因素，并对大型履带起重机的回转机构电子控制系统提出了新的要求。