超声弯曲工具头的动态特性仿真与实验研究

牙种植超声工具利用弯曲工具头能够制备异型种植窝孔,为了研究工具头弯曲角度对位移响应的影响,利用有限 元软件Abaqus对弯曲工具头进行动态仿真,得到不同弯曲角度工具头的位移响应,并通过实验验证有限元分析结果。验 证实验表明,有限元分析结果与实验结果基本保持一致,为具有弯曲工具头的牙种植超声工具的设计提供了方法和依据。     

电饭煲运输包装设计及跌落仿真分析

为研究电饭煲在流通过程中运输包装的缓冲性能,选择了环保型的缓冲材料发泡聚乙烯（EPE） 为缓冲衬垫、AB型瓦楞纸板为外包装箱进行缓冲包装设计。根据电饭煲的规格和缓冲要求,对缓冲衬垫 和外包装箱的结构进行了计算和设计,并利用Solidworks软件进行建模,并将其导入ANSYS中,设置各层 缓冲包装材料的参数后,进行了自由落体跌落仿真试验;通过分析电饭煲运输包装件与地面接触瞬间的 应力分布云图和最大应力曲线,发现在跌落过程中的最大应力出现在外包装箱与地面接触位置,最大应 力小于电饭煲材料ABS的极限应力。因此,所设计的运输包装满足产品的缓冲要求,达到了保护电饭煲的 目的。     

基于虚拟样机技术的新型机械式激振器的仿真分析

基于传统机械式激振器的工作原理及结构特点,设计了一种新型机械式激振器,目的是为了实现当激振器从低频到高频变化时,激振力先增大后减小,但在一定范围内变化的效果。对新型机械式激振器的结构设计进行了介绍,运用Solidworks和ADAMS软件联合建立了新型机械式激振器的虚拟样机,并对其进行了动力学仿真与分析。仿真结果直观地显示了新型机械式激振器的激振力的变化情况,验证了激振器结构设计的合理性,同时为激振器的研究提供了新的方向。     

面向上纱机器人的末端执行器的结构设计

针对筒子纱的人工上纱效率低、劳动强度高等问题,课题组设计了面向上纱机器人的末端执行器。根据筒子纱的结构特点和上纱工艺要求,采用SolidWorks软件对末端执行器进行建模,设计具有双移动内撑式手爪、自动调节手爪间距装置及气动推纱机构的末端执行器,实现单次2个筒子纱的抓纱和推纱的上纱过程。对抓取机构建立静力学模型,通过SolidWorks软件和ANSYS软件对末端执行器的关键结构零部件进行运动学和静力学的仿真分析。仿真结果表明抓取机构的运动过程稳定,结构可靠,达到了设计要求。     

带双负载环形天线的集成光波导磁场探测器

针对电磁兼容测试中对磁场探测的需要,提出一种新型的集成光学磁场探测器,它的探测头是由LiNbO3光波导调制器和双负载环天线构成的。由于电磁感应和电光效应,通过探测输出光强便可得知磁场的相关信息。与传统的磁场探测器相比,它具有体积小,对被测场干扰小的特点,并且能够有效抑制电场的影响,提高了探测准确性。通过设计探测头,得到了满足探测要求的光波导磁场探测器,并对该结构进行了仿真,仿真结果与此前的分析吻合,证实了探测器的设计是合理的。     

小型往复式无油空压机的动平衡与振动分析

为改善小型往复式无油空压机因体积小、压力大，易产生的振动危害，提高安全性能，课题组对小型往复式无油空压机进行了动平衡研究。基于机构运动原理和热力学理论，分析了计算平衡惯性力和力矩所需要的转动惯量，并根据所需转动惯量和空压机空间限制，设计了一种合适的配质量块；随后，建立空压机动平衡有限元模型，对其进行运动学和动力学仿真，将平衡前后空压机总惯性力及曲轴振动力进行对比；最后，开展振动噪音试验，并与仿真结果进行了对照。结果表明：平衡后，空压机总惯性力和曲轴振动力明显减小，基频处的振动力也相应减小，试验测得的振动噪音降低了17.88%，验证了该配质量块优化设计方法的合理性。采用此方法，空压机振动得到有效改善，并为空压机平衡分析提供参考。     

基于ANSYS的USB数据接口球头弹片结构改进

为提高USB接口数据传输的稳定性和延长使用寿命,课题组对弹片结构进行了改进。基于弹片压力变形理论和库仑摩擦定律,同时考虑弹片接触大变形的关键因素,运用ANSYS Workbench软件建立了某型号USB数据接口球头弹片和接头接触的力学模型;运用有限元方法,对接头与数据接口球头弹片插合过程进行仿真分析,对比分析了插合过程中球头弹片的力学特性的理论计算和仿真分析结果。研究结果表明：球头弹片的3种结构参数对其力学特性存在影响,原始结构设计存在缺陷;依据仿真分析的结果对3种结构参数进行调整,获得了既能满足其材料屈服强度又具有良好力学性能的结构参数范围。研究结果为高性能USB数据接口的结构优化设计与可靠性设计提供了参考依据。     

基于CFD的某发动机冷却水套流场分析及结构优化

为避免某摩托车车用发动机耐久性试验过程出现发动机气缸盖排气鼻梁区因冷却不足产生热疲劳而开裂的问题,以某发动机冷却水套为研究对象,采用流体仿真软件STARCCM+对该发动机冷却水套进行CFD流场分析,通过对原冷却水套结构的缸体水套流速分布、缸头水套流速分布、缸孔流动路径分析,发现缸头水套排气侧区域速度较小,流量分配不合理,进排气鼻梁区存在流动死区,原水套结构设计存在不足之处。针对此问题,通过局部调整缸头水套结构、缸垫分水孔布局及大小等参数对水套进行优化设计。仿真结果表明:优化设计后的冷却水套整体流速分布得到明显的改善,缸头水套鼻梁区流速及换热系数明显提升,换热系数满足高温区域需大于5 000 W/(m~2·K)的设计要求,整体水套水流分配更加均匀,流动死区面积减小。该研究可为冷却水套的设计优化提供仿真数据支撑。     

塑封果奶装箱一体机设计

针对果奶生产线后道包装中塑封果奶装箱一直由人工完成,存在着效率低、可靠性差、成本高等问题,本文提出了一种塑封果奶装箱机一体机设计的方法。主要设计理念为纸箱供给与塑封果奶瓶组输送两线并行,塑封果奶瓶组经过分瓶后,通过电缸推入成型后的纸箱,再通过步进式链条输送至封箱工位,完成整个循环,运行可靠,生产率高。     

新型纸箱包装机PLC控制系统设计

基于已设计的机械及气动系统,选择欧姆龙公司CP1HX40DTD PLC研制纸箱包装机控制系统。并进行了I/O点分配、PLC外部接线图及程序控制流程图设计,实现了纸板供送、待装箱产品输送、纸箱装箱成形、喷胶封箱整形等工作过程的自动控制。[HTK]具有很高的可靠性和性价比。     

新型旋拧封口垃圾自动打包装置

针对垃圾自动收集打包处理要求,研制一种新型旋拧封口垃圾自动打包装置,详细阐述了新型装置的同心共驱 多指夹紧机构、胶带缠绕封口机构的工作原理;对同心共驱多指夹紧机构和胶带缠绕封口机构运动过程进行受力分析, 并根据旋拧摩擦因数求得手指夹持力和胶带缠绕驱动力,为确定单次打包垃圾质量及电机选取提供基础;通过实验分 析,该装置有效完成对垃圾袋旋拧封口操作,且运行可靠稳定,具有很高的使用价值。     

谷物包装自动流水线设计

针对人工作业成本高及过程自动化程度低等问题,设计了谷物进仓、灌装和封口过程的自动化设备。以PLC为 核心的控制系统统一指令实现谷物收割进仓、烘干出仓以及包装称量过程的自动化。利用栅板与弹簧、棘轮构成的动配 合实现稻屑分离;采用新型卡合结构完成谷物包装袋的封口。根据工作过程,确定该系统控制流程,最后对样机进行运 行稳定性实验测试。测试结果表明所设计的流水线能有效实现稻屑分离、撑袋、灌装、称质量和封口过程自动化。该流 水线设计能够满足设计要求,提高工作效率。     

自动穿鞋带机的机械夹爪多目标优化设计

为满足灵活穿鞋带过程中无空间干涉及较大的拉扯力需求,夹鞋带的机械夹爪需刚度足够且结构尽可能小巧, 为此,文中用有限元分析软件ANSYS Workbench对夹爪和连接件进行了静力分析,获取了夹爪和连接件的受力和变形情 况。为尽可能避免机械手与鞋面、夹具之间的干涉,运用优化模块Design Exploration,对夹爪和连接件进行了多目标优 化,在夹爪与连接件满足许用应力和最大位移变形的要求下,缩小了夹爪和连接件的结构尺寸。机械手静力分析表明： 机械手满足许用应力和最大位移变形的要求。     

八宝粥自动加莲子机设计

针对目前八宝粥生产过程中,莲子投放工序劳动强度大,物料投放不准确等缺点,设计了基于PLC控制的回转式自动加莲子机。设计了基于链板输送带的进出罐机构,采用星轮与螺杆配合的分瓶结构;利用离心力的原理实现了自动分离莲子的功能;采用闭环控制的设计思路设计加莲子机的系统软件,包括现场总线控制以及跟上位机通信的软件模块。实际应用结果表明该机工作可靠,具有较高生产效率。设计解决了工作人员劳动强度大、生产效率低的问题。     

四套色印花机上下杯机构的研制

基于CAD和Pro/E软件设计一套控制印花机上下杯机构的机械手机构。机械手由传动部件、机身、臂部、手部等组成,通过对机械手的动作、功能和建模分析,建立机械手的运动学和动力学方程,进行精确求解。利用液压传动,实现机械手的自动控制过程。     

双工位夹板机械手结构

针对市场上使用的机械手存在重量大、结构复杂、不能适应不规则排列的物料等缺陷,设计了一种新的基于多行程气缸控制技术的机械手结构,该机械手能根据前方生产线输送的不规则排列物料进行精确抓取。重点分析该机械手各组成部分的结构和功能,经实际使用,表明该机械手提高了抓取效率和精确度,且结构设计满足市场的要求。     

袜子挂标包装机技术方案设计

为了解决目前袜子包装作业中存在的工人劳动强度大、生产效率低等问题,设计了一款可以实现供袜、插挂钩、 订标等操作的包装机技术方案。通过几种不同包装结构的对比分析,选定易于展示且低成本的包装结构。在对人工作 业工艺的分析和研究的基础上,提出简洁且适应机械化操作的作业工艺。结合传统工艺路线和实际需求,创新性提出结 构紧凑、方便合理的集中式工艺路线。确定了满足工艺要求的关键执行机构原理,为后期样机试制和产业化进程打下 基础。     

基于变型设计和成型工艺优化的饮料瓶模具快速设计方法

在分析饮料瓶模具设计过程的基础上,结合零部件库的构建、变型设计技术和饮料瓶成型工艺优化技术提出了饮料瓶模具快速设计方法。结合实际,开发了一个饮料瓶模具快速设计系统,并介绍了企业的应用情况。应用表明,该方法可以缩短饮料瓶模具设计周期,节约设计成本。     

钢桶自动化仓库设计

通过分析钢桶的特点以及出入库频率,设计了专门的自动化立体仓库。为了尽可能地提高仓库容量,采用了重 力式货架;为了堆垛机可以连贯地执行出入库操作,将传送带布置在巷道中取代出入库台,并设计了特殊形式的货叉。 由于仓库中堆垛机周期与以往的不同,重新计算了堆垛机的工作周期。最后设计了仓库的控制管理系统并通过Flexsim 仿真验证了方案的可行性。计算和仿真结果表明：仓库的设计能够满足钢桶自动化仓储的需求。     

装箱机双四杆机构的动力学仿真分析及结构优化

为了减轻双四杆装箱机机构的质量,以减少实际生产过程中的耗材,采用Pro/E建立了装箱机双四杆机构零件的三维模型,并导入ADAMS软件建立了虚拟样机,然后进行动力学仿真,得到杆的受力数据,接着运用MATLAB软件对这些数据进行处理,分别对其进行抗拉形式和抗弯形式强度分析和校核,最后在满足强度的条件下得到较合理的截面参数和形状。