航空航天、机器人和工程机械等高端移动装备代表着国家工业技术水平,是大国重器的重要象征。为提升高端移动装备续航能力、机动性能和承载能力,进一步减轻移动装备重量是主要解决途径之一。液压系统是高端移动装备的重要组成部分,占有非常大的功率和重量,轻量化后可使整机性能得到明显改善。本文评述了国内外高端移动装备的液压元件与系统轻量化最新研究进展,分析了国内外诸多单位及学者在液压动力单元、液压驱动单元及电静液作动系统等方面的研究成果及特点,提出轻量化设计新理论、非金属材料新应用、增材制造新工艺和一体化集成新技术将是我国液压元件与系统轻量化发展方向。

应用齿轮啮合理论,提出了斜齿轮啮合滑动摩擦功损的计算方法。首先,利用轮齿接触分析得到齿轮副的啮合路径和接触印痕;然后,利用承载接触分析求得齿面接触点法向载荷和承载传动误差,通过求解一个周期内所有啮合位置,可以得到一对轮齿从进入啮合到退出啮合所有接触点的法向载荷和承载传动误差,极大减少了计算工作量;最后,将承载传动误差转换成齿面接触点的相对滑动速度并与该接触点处的摩擦力相乘得到该点的滑动摩擦功损,将所有接触点的滑动摩擦功损一起带入功率近似计算公式从而得到斜齿轮啮合的滑动摩擦功率损失。

考虑到环冷机普遍存在着严重漏风问题,依据磁流变液在外加磁场作用下能呈现出可调的流变特性和可控的屈服应力这一特性,将磁流变液密封技术应用于环冷机,以达到有效解决环冷机漏风的目的。将磁流变液看作Bingham流体,建立磁流变液磁场力和屈服应力数学函数表达式,通过有限元分析,研究非磁性密封槽内的磁流变液在外加磁场力作用下流变和屈服特性,仿真结果表明磁流变液在磁场中具有一定的耐压能力,可平衡环冷机内外压差,起到密封作用,并且非磁性隔板边界处磁流变液屈服应力随密封间隙的增大而减小,同时采用线性拟合方法得到了磁流变液屈服应力表达式以计算非磁性隔板移动所需拉力。在此基础上,通过实验验证了有限元仿真结果的正确性,即采用磁流变液密封的方法可有效地解决环冷机漏风问题。

针对提高车轮装配助力机械手装配精度的共性需求,提出了一种装配精度的优化方法。结合机械手的结构和工作原理,推导出了装配精度和操作力的函数,分析了机械手装配精度、操作力和夹具质量之间的关系,进而提出了装配精度的优化方法：减小夹具质量。利用ANSYS Workbench中的Design Xplorer模块对夹具进行了轻量化设计,以装配精度和操作力的函数为基础定量分析了优化前后的操作力和装配精度,计算结果表明：机械手的操作力有所降低,装配精度有所提高,验证了优化方法的可行性和有效性。

含有驱动冗余的过约束并联机构具有承载能力大、各向同性良好等特点,但其同时含有主动过约束和被动过约束,受力分析相当复杂。本文以4-PRRR冗余驱动过约束并联机构为对象对该类机构受力的超静定问题进行研究。首先针对主动过约束问题,基于特定的优化目标求解出各驱动力大小。然后针对被动过约束问题,建立各分支过约束力螺旋系的刚度矩阵和机构整体刚度矩阵,分析驱动力在过约束力螺旋系轴线方向产生的耦合变形,采用加权广义逆方法求解得到过约束力螺旋系幅值。联合Solid Works、ANSYS和ADAMS软件建立机构的刚柔混合模型并进行受力仿真分析,仿真结果与理论值基本一致,验证了理论分析结果的合理性。

刀具轨迹规划算法是数控加工的核心技术,是多轴联动机床数控加工的重要基础。本文针对复杂曲面直接偏置法生成环形刀轨时经常出现轮廓局部自交与全局自交问题,将Voronoi图理论应用于平面多连通域环切刀具轨迹规划中。首先,分析了平面多连通域特点,提出了一种适合于多连通域Voronoi图的分治波阵面传播算法,该算法首先将多连通域看成若干单连通域的组合,采用波阵面传播算法构造各单连通域,即构建外轮廓和孤岛Voronoi图,然后将这些Voronoi图进行缝合,缝合线包括内外轮廓Voronoi图的缝合以及内轮廓相互之间Voronoi图的缝合。之后,基于构建的Voronoi图进行加工区域划分,然后在各小区域即区内保持偏置量一致的条件下依次对各边界轮廓作偏置来生成环形刀具轨迹,为使刀具轨迹满足实际加工的需要,对环间最优切削行距进行了分析和规划。最后,以核电站水...

针对驱动风机负载的大功率电机无级调速困难、变频器价格昂贵、低速段效率低等问题,提出了一种基于行星差动传动原理的大功率风机无级调速节能动力系统。以节能为目标,给出了无级调速动力装置的优化设计方法,建立了大功率电机与变频调速电机的匹配关系。基于相似性原理研制了调速系统模型样机,并进行了调速和节能性能试验。结果表明：提出的无级调速动力装置能很好的实现无级调速功能,且相比于单独变频电机拖动,在调速范围内具有显著的节能优势。

提出了一种基于新型6自由度4-UPS+PSPR并联机构的动感座椅,该动感座椅由4条UPS型分支和一条PSPR型分支组成,通过将UPS型驱动分支布置在动感座椅的上、下侧,有效提高了动感座椅的转动能力。首先,介绍了动感座椅的构型特点,结合该动感座椅机构分支的闭环矢量方程,得到了机构的运动学反解,求解了动感座椅的速度和加速度,得到了动感座椅的Jacabian矩阵和Hessian矩阵,并采用逐次逼近法求解了该座椅机构的位置正解。其次,考虑了动感座椅各构件的重力和惯性力,采用虚功原理建立了动感座椅的动力学方程。再次,采用边界法求解了4-UPS+PSPR动感座椅的可达工作空间和姿态工作空间。最后,利用MATLAB软件计算了动感座椅的运动学和动力学,并在Simulimk环境下对动感座椅的运动学和动力学进行了仿真,仿真算例表明理论结果完全正确。本文中4-UPS+PSPR型动感座椅的分析...

从设备状态监测和故障诊断技术的发展过程，结合液压系统故障诊断的特点，指出了结合人工智能和领域专家知识的智能型专家系统是进行液压系统故障诊断的有效途径，介绍了专家系统中信号或动态数据处理与分析技术，特别是模糊神经网络技术的新近发展。

根据国产10MN水压机液压系统可靠性分析和系统改造的结果,建立起新液压机主缸系统及压边缸系统的故障树并对其进行定性及定量分析,提出了保证新系统达到预计可靠度的措施.实践证明新系统是可靠的.