含凸轮机构的机械系统的振动控制研究综述_姚燕安

设计领域综述

SUMMARIES OF DESIGNING DOMAINS 含凸轮机构的机械系统的振动控制研究综述

姚燕安　张　策(天津大学机械系　300072)

1　引言

工业界对于生产率的追求是无止境的,自动化、高速化日益成为现代机械的发展趋势。大量的自动化机械要求实现复杂及精确的位置控制,凸轮机构由于其优良的工作性能而被广泛地用作定位机构。在高速下保持高精度、低噪音是衡量自动化机械产品质量的重要指标,成为制约机械运转速度提高的关键问题。在这方面我们与国际先进水平相比,还有相当差距。工业发达国家弧面分度凸轮机构的转速已达1600r/min,而我国只达到600r/min左右。

因而,对于含凸轮机构的机械系统的振动、尤其与定位精度直接相关的残余振动,必须采取有效的方法予以抑制或消除。抑制凸轮机构振动的方法,按照减振原理可以分为动态设计与振动控制两大类。首先,对前者予以简要评述;然后,重点评述后者的分类、原理以及研究现状;最后,综述并展望凸轮动力学的发展趋势。

2　动态设计

抑制机构振动响应的一个基本方法是进行动态分析与设计。从本世纪五十年代开始,在凸轮机构动力学方面作了许多卓有成效的工作。到八十年代中期,凸轮机构线性系统动力学的建模、分析与综合的理论已经趋于成熟,并成功地应用于指导工程设计。文献C4、H2、K3、N1、S4、T2代表了这一期间的研究成果。八十年代以后,凸轮机构动力学模型继续趋向精细化,计及阻尼、间隙等各种复杂因素的非线性系统动力学建模理论逐渐发展起来[C1,C2,H1,P1,P2]。值得注意的是,各种相关学科的新理论相继被借用到凸轮机构动力学的研究中来,如柔性多体系统动力学理论、弹性接触理论、概率分析理论等[X1],极大地丰富了凸轮动力学的研究手段。然而,迄今为止凸轮机构的非线性系统动力学研究并未取得突破性的进展,其原因主要在于如下几个方面的因难:

(1)各种非线性因素的作用机理尚不十分清楚

研究已经证明,阻尼对于凸轮机构的振动,尤其是残余振动有显著的影响[C4]。但是,阻尼特性的精确估计还有赖于摩擦学、弹性接触力学、流体力学等学科理论的进展。目前,在相当程度上还依赖于研究者的经验,很难得出一般性结论。

考虑运动副间隙的机构动力学问题,在连杆机构领域的研究进展已经较为深入[L2]。研究结果表明,运动副间隙将明显地加大机构的振动、噪音和磨损。但是,仍有大量的基础理论问题需要研究和解决。凸轮机构含间隙动力学的分析是由Win-f rey[W2]开始的,以后的研究工作则非常有限[K4,O1,Z1],表明了这一问题的复杂性。

(2)非线性动力学理论的引入有待深入

近年来,在非线性动力学理论研究方面(如分叉与混沌)取得了突破性的成果[C7]。精确地讲,多数机械系统都是复杂的非线性系统。其动力特性的精确分析迫切需要引入非线性动力学理论作为指导。然而,由于数学理论的高深、可操作性差,以及机构学者的非线性动力学知识相对欠缺等原因,机械系统非线性动力学理论的进展十分缓慢。另一方面,非线性动力学理论本身也尚不完备,还有众多的难点问题没有克服,限制了它在机械工程领域的应用[H3]。

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《机械设计》1997№8 设计领域综述 1997-04-07收到稿件。

(3)机械系统动力学分析需要加强

在进行机构动力学分析时,通常假设输入轴作等速运动。实际上,由于驱动电机与机构系统的机电耦合特性,该假设并不成立,考虑电机特性的机械系统动力学分析,在连杆机构方面已经取得了一定进展[D1,L1,M2,S1,S2]。工程实践表明,电动机的机械特性、凸轮机构的输入及输出环节的特性(如间隙、柔性等)对于含凸轮机构机械系统的动态性能有很大影响。因此,有必要将凸轮机构视为机械系统的一个组成部分,研究全系统的动力学。但是,有关的研究文献却很少见到,主要原因不在于重要性不够,而是问题的复杂性相对更大。

(4)加工技术的限制

七十年代以来,机械加工技术取得了巨大的成就。凸轮的加工精度也达到了微米级。这为动力学理论指导作用的发挥提供了保证,极大地推动了凸轮机构的应用。然而,研究表明:凸轮机构的动力学特性对于凸轮的加工精度甚为敏感[N3,N4]。追求动力学模型的精确性受到了加工精度的限制;加工精度当然也制约了动力学模型的通用性。另一方面,由于制造成本昂贵,大量实际应用的凸轮尚不能采用高精度的加工方法。这也是凸轮机构动力学研究者所必须面对的现实。

即使上述问题都能成功地予以解决,动态设计方法还有一个本身所固有的、无法克服的缺陷:对于参数变化的适应性差。众所周知,凸轮机构的工况通常会因各种原因发生改变:输入速度的波动,工艺阻力的变化,磨损造成的机构内部参数的漂移以及其它各种随机的因素,工程实践与理论研究均已表明,工况变化对于凸轮机构振动的影响不容忽视。动态灵敏度分析与设计虽然能够在一定程度对此加以考虑[M3,R1,Y4],但是局限性很大,不是根本的解决办法。

3　用电子控制系统取代凸轮机构

数字控制技术的出现为机械工程提供了一种强大的技术手段。在自动化机械中,用电子控制系统取代凸轮机构的尝试一直没有中断。尽管有些取代并不合适,但是也有一些尝试取得了良好的效果。近年来,日本学者对于微机控制的直流伺服电机的动态性能进行了系统的研究,试图取代凸轮用作步进机构[K1,K2,M1,Y1]。与凸轮机构相比,电子控制系统具有的突出优势是可以在一个大的工作范围要求内进行调整,因此在需要柔性生产的场合有着十分诱人的应用前景,但是,电子控制系统的应用还存在着一些很难突破的限制:

(1)高速平稳性及动态精度较差

凸轮机构由刚性元件构成,是确动机构,动作稳定。而电子控制系统,则由于其反馈回路总是伴随着一个时间因素,因此在高速下,尤其在那些系统惯性起主要作用的自动机械中控制系统的稳定性受到限制,其动态精度尚难以与凸轮机构相比。

(2)承载能力较小

伺服电机的功率一般比较小。提高功率在成本和技术两方面都还存在着较大的困难,因此在高速重载的场合目前并不适用。

因此,在一定时期之内,电子控制系统不会取代凸轮机构在自动机械领域中的主导地位。

4　振动控制

含凸轮机构的机械系统的振动控制,是指给凸轮机构附加某种装置,构成一个新的系统,以期达到抑制凸轮机构振动响应的目的。其中,如果将该装置(一般是电子元件)与控制线路连接使之按照某种控制规律对原系统施加作用,则称为主动控制;否则,称为被动控制。被动控制的特征是,其附加装置(一般是机械或液压装置)的参数一经设定,则在机械运转过程中不再改变。主动控制的特征则在于某些特定的系统参数是实时可调的。如下,对这两种方案分别加以评述。

4.1　被动控制

在凸轮机构动力分析的基础上,根据不同的减振原理设计了机械、气压、液压、电磁等各种形式的附加机构。

为获得高的动态精度,安装液压(气压)阻尼装置以降低机械系统的振动,是工程界广泛采用的一个有效手段。Chen[C4]对附加液压阻尼器的凸轮机构的动态性能进行了分析。在Chen的研究基础上,Rayhavacharyuhu等[R2]、Wang等[W1]作了进一步的工作。研究表明,利用这种液压(气压)机构能够有效地改善机械整体的动态性能。但是由于液压(气压)机构作用的强非线性,对其进行动力分析需要建立复杂的非线性微分方程,所以研究工作很不充分,制约了其抑振潜力的发挥。

在考察了分度凸轮机构的振动原因后, Takano等[T1]认为单纯依靠调整系统参数来消除

2 设计领域综述 《机械设计》1997№8

残余振动的方法不是很有效。因此,设计了电磁闸安装在凸轮输出轴上,用电路控制电磁闸的起停时间,依靠电磁力矩来抑制残余振动。实验结果表明,该措施能够有效地降低残余振动,从而提高了凸轮转速。不足之处在于凸轮机构的静态定位误差与电磁力矩成正比,因此在应用时需要精心地加以调整。该方法的实质相当于安装了一个作用时间可调的摩擦减振器,必然存在磨损问题,而且电磁力矩难以精确确定,只能依赖反复的实验来寻找合适的工作电压。

Nishtoka等[N2]认为,对分度凸轮机构来说,输入轴的扭矩波动是振动的主要原因。根据扭矩补偿原理,他们系统地研究并设计了不同形式的力矩补偿凸轮(Torque C ompensation Cam, TCC),以消除输入轴或输出轴的扭矩波动。实验结果表明,TCC机构对于凸轮机构的残余振动以及主振动均有良好的抑制效果。目前,该方案已经成功地应用于高速集成电路贴片机。不足之处在于,各种形式的TC C机构在成本、通用性、安装空间等方面各有其局限性,还需进一步加以研究与改进。

凸轮机构的振动被动控制技术研究是与工程实际密切结合而展开的。目前,该方法存在的问题是:

(1)需要设计复杂的附加装置,而且需要一定的安装空间。

(2)需要针对具体机械设计不同的方案,通用性较差。

(3)系统参数不能或难以根据工况变化进行调整,因而自适应性较差。

(4)理论研究相对不足,抑振潜力未能充分发挥。

4.2　主动控制

在振动学界,振动的主动控制(active control),即通过构造一个控制系统来抑制振动的方法已有多年的研究。近年来,在精仪工程、航空工程、宇航工程、土木工程、交通运输等领域,主动控制减振的研究方兴未艾,应用前景已经相当明朗[D2,D3]。在机械工程领域,从七十年代中期开始研究转子主动控制技术,并取得了一定成果。机械加工领域中,对镗杆、锯片的主动控制减振均有报道[D2]。在机构学领域,机器人由于将作动机构、传感器和计算机集成在一起,为实施主动控制技术提供了方便的条件,因此首先采用主动控制技术抑制弹性手臂的振动响应,在闭链机构方面,近年来也借鉴了主动控制的思想来抑制弹性连杆机构的动态响应。文献T3概括介绍了弹性连杆机构动态响应主动控制的研究成果。此外,也有文献报道用主动控制方法减轻高速传动带的横向振动和隔离锻锤的冲击振动[D3]。

在凸轮机构方面,振动主动控制技术的研究起步不久,可以见到的文献不是很多。

Sandler[S3]根据自适应控制原理,设计了带有自调整结构的凸轮机构。其原理,实质上是在凸轮从动件上安装了一个弹簧刚度可以实时调整的减振器。实验结果表明,该方案具有良好的减振能力,能够有效地降低从动件的动态误差。该方案适用于系统参数变化较大的场合,如凸轮转速范围的大幅度改变。其存在的问题是:控制系统的作动装置采用液压装置,存在着反应速度迟滞问题;减振器需要占用较大的空间。

颜鸿森等[Y2,Y3]提出通过改变凸轮转速(采用直流伺服电机,输出预先计算好的运动规律)来降低从动件理论运动规律的特性值(如最大速度、最大加速度、最大跃度)。他们对若干种凸轮曲线作了实验验证,取得了一定的效果。但是他们所建立的数学模型还是以运动学为基础的。

Chew等[C5,C6]应用学习控制理论,通过调整直流伺服电机电压,改变电机转速来抑制残余振动,并作了实验验证,该方案能补偿凸轮加工误差,以及由于长期使用造成的参数漂移问题,而且计算量不大,具有相当大的潜力,存在的问题是,一方面需要高精度的传感器;另外,其控制系统的鲁棒性还未经实验的检验。

通过控制驱动系统的输出来进行控制的方案,其优点是不需要设计复杂的作动装置,在柔性结构的主动控制领域也获得了广泛应用[Y5]。但这种方案的应用范围在凸轮机构的振动主动控制中受到一定的限制。一方面,有相当数量的自动化机械是通过一个公共轴驱动若干个机构。在这种场合,难以采用伺服电机作原动机;另外,输入轴速度的变化虽然改善了凸轮机构的动态特性,但可能给轴上的其它机构造成不利影响。

凸轮机构振动主动控制的研究工作刚刚起步,还有大量的问题需要研究与解决。当前,应在如下方面进一步开展研究:

(1)含凸轮机构的机械系统动力学研究

利用鲁棒性强的控制方法可以补偿动力学模

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《机械设计》1997№8 设计领域综述

型的不完善性,但这并不等于就完全不需要比较精确的模型了。关键在于必须结合二者的长处,建立适合于主动控制的动力模型。控制针对的对象不是机构,而是整个系统。因此,必须进一步研究含凸轮机构的机械系统的动力学建模理论和动力学行为,应特别重视非线性因素的影响。

(2)机电耦合系统动力学研究

引入了控制系统之后,形成了由电动机、传动系统、凸轮机构、工作装置和控制系统组成的机电耦合系统。机电耦合系统动力学问题的研究虽然已经取得了很大进展,但系统的强耦合、强非线性性质使之具有较大难度,而且属不同学科的交叉研究,因而无论在基础理论方面或工程应用方面,都存在着大量有待进一步研究解决的问题[L3]。

(3)适用的控制方法的选择

控制理论的迅速发展,提供了多种控制方法。当前,在结构振动主动控制领域和机器人控制领域的研究中,几乎涉及到控制的所有分支。例如,美国航空航天学会以具有刚体运动自由度的振子作为受控对象,请相关专家用最大最小方法、博弈论法、极点偏置法、LQ法等六、七种方法分别设计鲁棒控制器,对比各种方法的优缺点[D3]。在连杆机构以及凸轮机构领域,振动主动控制的理论研究工作刚刚起步,还有待进一步研究各种控制方法的适用性问题,这需要大量的、探索性的实验工作。除了控制软件,也还应加强对传感器、控制计算机、作动器等硬件的研究工作。

5　综述及展望

含凸轮机构的机械系统非线性动力学模型的研究,将为凸轮机构的动态设计、振动被动控制以及振动主动控制提供理论基础。

机构动态设计方法,通过合理调整系统参数分布(质量、刚度、阻尼等),使系统动态性能满足要求,其系统参数一经设定,即不再改变。振动被动控制方法,则是通过附加某种装置来调整系统的幅频特性。这两种方法的共同特点是系统参数在机构运转过程中都是不可调整的,从控制理论角度来看,均属于对振动系统实施开环校正。由于一般采用机械或液压元件,负载效应难以有效地避免,动态校正比较难以实现。而振动的主动控制一般采用电子元件,易于采用隔离措施来避免负载效应,而且可以构造闭环系统,属于闭环校正。闭环控制系统比开环控制系统的抗干扰能力强,因此主动控制比被动控制的减振效果要好[D4]。

与结构振动不同,机构系统是一个时变系统,而且它的振动是大位移的刚体运动与小位移的弹性振动的耦合,分析的难度大大增加。因此,机构振动主动控制的发展起步较晚。机构振动主动控制结合了控制系统与机械系统的长处,是一项很有研究前景的技术。凸轮机构的振动主动控制技术,在理论及实践方面,都还需要作大量基础性的工作。

凸轮机构是一种有着巨大工业应用背景的机构。为充分发挥其潜能,探讨改善其动态性能的途径,必须在理论研究的基础上,密切结合工程实践开展实验研究。

参考文献

共3页,因版面限制略。读者如需要,可来信索取,每页2.00元。

《机械设计标准应用手册》97.8月出版

本书由汪恺主编,共3册730万字26篇,全面系统介绍了机械设计基础、通用零部件、传动件设计等有关标准及其应用方面的资料,汇集了很多应用实例,列举了新旧标准和国内外标准对照,还介绍了一些十分重要但国内尚未制定相应标准的国际标准。邮购价566元。另有《机械零部件手册:造型.设计.指南》(96.11出版)邮购价203元;《机电一体化系统设计手册》(97.1出版)邮购价161元;《新编机械设计师手册》(两册95.4出版)邮购价241元。邮购地址:北京百万庄路24号中国报道社北京书刊发行部张继霞收,邮编:100037,开户行:招商银行展览路办事处,帐号: 0912036610001,户名:中国报道社北京书刊发行部。电话:68326644-2123。

4 设计领域综述 《机械设计》1997№8

97-8-1　含凸轮机构的机械系统的振动控制研究综述

姚燕安　张　策(天津大学)

摘要:　对含凸轮机构的机械系统的振动及其控制技术的研究现状进行综述,指出有待解决的问题,并展望凸轮动力学的发展前景。

关键词:　动力学,振动控制,凸轮机构。

图0表0参3页《机械设计》7133 97-8-5　球面机构摆动力完全平衡的质量矩替代法

孔宪文(郑州大学)

摘要:　本文提出了球面机构摆动力完全平衡的一种新方法——质量矩替代法。可将球面闭链机构摆动力的完全平衡转化为球面开链摆动力的完全平衡。文中导出了二副构件进行质量矩替代的前提条件与公式,球面开链摆动力的完全平衡条件。最后以一种单自由度两环球面机构为例,导出了其摆动力完全平衡条件。

关键词:球面机构,摆动力平衡。

图3表0参3《机械设计》6220 97-8-8　基于人工神经网络和优化技术的连杆机构综合

蔡逆水　邹慧君　王石刚　亢金月(上海交通大学) 摘要:　本文探索了把人工神经网络与优化方法相结合起来综合一个合适的连杆机构,来实现用户要求的曲线运动轨迹。作为实例,着重讨论了平面铰链四杆机构的设计方法。

关键词:　人工神经网络,优化技术,连杆机构,连杆曲线。

图6表0参5《机械设计》6228 97-8-11　机械CA D参数化设计中的前处理技术及其应用

刘　锋　周志君　李丽娟(青岛化工学院)

摘要:　以普通螺杆的参数化程序设计为例,本文阐述了在Auto CAD12.0环境下进行二次开发的参数化设计的前处理技术,对其原理和实现过程进行了分析。该方法适用于一切参数化设计。

关键词:　参数化设计,前处理,对话框,螺杆。

图2表0参4《机械设计》6244 97-8-14　工程结构优化设计程序系统SO PSA研制及工程应用

梁醒培　李鸿宝　吴　蕙(机械部郑州机械研究所) 白新理

摘要　本文以AD IN A作为结构有限元分析程序,采用解析灵敏度算法研制了工程结构优化设计程序SO P-S A,介绍了解析灵敏度算法在结构优化设计中的实现过程和SO P SA的功能特点,考例和工程应用实例表明,该程序求解效率高,实用性强,适用范围广。

关键词:　解析灵敏度算法,工程结构优化,软件研制。

图6表1参5《机械设计》6204 97-8-17　基于神经网络的机器人位置逆解

张　伟(南京航空航天大学机电工程学院)

摘要:　本文运用神经网络求解机器人运动学位置逆解。通过深入分析基于K ohonen网络原理和Widrow-Hoff误差修正的M.R.S.自组织神经网络及机器人运动学特性,创新了自组织神经网络训练算法。对PU M A560机器人的计算机仿真结果表明:本算法在自组织能力和定位控制精度方面有大幅度提高。

关键词:　神经网络,机器人,运动学逆解,无导师学习,自组织映射。

图3表0参6《机械设计》6097 97-8-20　求解非均质变截面轴扭转振动固有频率的混合状态方法

任传波(山东工程学院)　云大真　王宝庭

摘要:　本文给出了均质等截面轴扭转振动的混合状态方程及其解。对于非均质变截面轴,可以把它划分为很多微段,然后,利用段与段之间的连续条件推出一个传递公式,最后,利用边界条件可将固有频率求出。

关键词:　非均质变截面轴,扭转振动/固有频率,混合状态方程。

图0表3参4《机械设计》6076 97-8-22　齿轮变位对传动振动的影响

林　莉　毛炳秋(南京电力高等专科学校)　刘　明 摘要:　本文就齿轮变位对传动振动的影响作了分析,探讨了通过选择适当的变位形式与变位系数降低传动振动的方法。同时还作了模型试验,试验结果与理论分析结果基本吻合。

关键词:　变位齿轮,变位系数,振动。

图5表2参5《机械设计》5527 97-8-25　数控车床焊接床身的结构分析

汤文成　许　超(东南大学)

摘要:　本文采用有限元方法对数控车床焊接床身的静、动态特性进行分析,并用边界元方法分析导轨的局部刚度,为大件机械结构的合理设计与性能分析进行了有益的偿试。

关键词:　有限元方法,连界元方法,结构分析。

图5表3参0《机械设计》6164 97-8-28　往复运行机构中(三轴式)车轮轴的受载分析和研究

刘永革(山东冶金职工大学)

摘要:　本文提出在直齿圆柱齿轮传动的往复运行机构中,车轮轴与中间轴受载的极小值位置取决于齿轮的啮合角及车轮与轨道的滚动摩擦系数,而与其所受的载荷类型和大小无关。本分析可推广到斜齿圆柱齿轮和圆柱摩擦轮传动。最后给出结论性的公式。

关键词:　往复运动机构,车轮轴,极小值位置,极大值位置。

图2表0参2《机械设计》6162 97-8-30　插床机构的分析与设计

张京辉(北京联大机械工程学院)

摘要:　本文分析了插床前置后置机构中杆长比(λ1,λ2)与行程速度变化系数k及传动角γ的关系,提出了杆件尺寸的取值范围;绘制了插床机构的设计线图,说明了插床主体机构的设计方法,为合理地设计插床机构提供了理论依据。

关键词:　插床,前置机构,后置机构,杆长比,行程速度变化系数。

图6表0参3《机械设计》7019 97-8-32　φ100自动轧管机钢管旋转90°新机构

柴富俊(天津理工学院)　张洪昌

摘要:　本文简要介绍了在φ100自动轧管机组轧制过程中对钢管进行第二道纵轧前钢管周向旋转90°的机构。

关键词:　自动轧管机,纵轧,壁厚精度。

图4表0参3《机械设计》6558 97-8-34　夏利轿车隔板自动生产线的研制

兰　宏　黄　梅　范成岩(吉林工业大学)

摘要:　本文介绍了夏利轿车隔板(防尘圈)自动生产线的原理、功能及特点,为非对称性零件的加工开辟了新途径。

关键词:　隔板,开卷校平,纵剪,冷弯滚弯,切断。

图5表0参5《机械设计》6446

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《机械设计》1997№8 文摘页

97-8-1　A summary of the study on vibration controll f or mechanical systems containing cam mechanism

Yao Yanan(Tianjin U niv er sity)

Abstract:The state o f the v ibration and vibra tion contr ol of mechanisms co ntaining cam mecha nisms is sur-v ey ed,and the problems r equir ed to be solv ed is pointed o ut.Fina lly the futur e of cam dynamics is fo recast.

Key words:　Dy na mics,V ibratio n co nt ro l,Cam mechanism.

Fig0Tab0Ref3“J ixie Sheji”7133 97-8-5　Mass moment substitut ion method f or a com-plete balance of swinging force in spherical mechanism Kong Xianwen(Zhe ng zho u U niv er sity)

Abstract:This pa pe r put fo r wa rd a new kind of method—mass mo ment substitutio n me tho d,fo r the co m-plete bala ncing o f sw inging fo rce in spherica l mecha nism. The co mplete balance of sw inging for ce of the clo se-linked spherical mechanism can be conv erted into the complete balance o f swinging fo rce o f th e o pen-linked sphe rical mecha nism.This pape r de riv ed the premise con-ditio n and for mula fo r ca rr ying o ut the substitution of mass mo ment o f tw o pairs o f co mpo ne nt pa rt,i.e.the conditio n o f complete balance o f spherical o pen-linked swing ing fo rce.Finally,take a kind o f tw o-lo oped spher-ical mecha nism with a single deg r ee of f reedo m as an ex-ample the conditio n o f complete balance of its swinging fo rce wa s deriv ed.

Key words:　Spherical mechanism,swinging fo rce bala ncing.

Fig3Tab0Ref3“J ixie Sheji”6220 97-8-8　Synthesis of linkage mechanism based on arti-f icial neural network and opt imization technique

Cai Nishui(Sha ng hai J iao tong U nive rsity)

Abstract:　This pape r probed into a suitable linkag e mechanism synthesi zed fro m the co mbina tio n of ar tificial neural netwo r k a nd o ptimizatio n appr oach in o rder to r e-alize the tr ace o f curv ed mov ement needed by the user. Reg ard a s a living ex ample,the desig ning method of hing ed pla nar four-ba r linka ge w as discussed in str ess. Key words:　Ar tificial neur al netw o rk,O ptimiza tion technique,Linkag e mecha nism,Linkag e curv es.

Fig6Tab0Ref5“J ixie Sheji”6228 97-8-11　The pretreatment technique and its applica-tion in parametric design of mechanical C AD

Liu Feng(Qingdao Institute of Chemical Technolog y)

Abstract:　Take the pa rametric pro g ramming de-sig n of a com mon screw a s an ex ample this paper ex-po unded the pret reatment technique of par ametric design in the seco nda ry dev elopment under the enviro nment of Auto CAD12.0and an analy sis wa s car ried o ut on its principle and r ea lizing process.This me tho d is prac tica ble fo r all kinds of para metric desig n.

Key words:　Pa ramet ric desig n,Pretr eatment,Dia-lo g f rame,Sc rew

Fig2Tab0Ref4“J ixie Sheji”6244 97-8-14　Development of programming syst em(SOP-SA)of engineering structure opt imal design and its appli-cation in engineering

Liang Xingpei(Zheng zhou Resear ch Institute of M e-cha nica l Enginee ring)

Abstract:T aking AD IN A a s the finite element ana-ly tical pr og ram of structur es and ado pting the algo rithm o f a naly tical seusitiv ity this paper dev elo ped an optimal desig n pro g ram o f enginee ring str uctur e(SO P SA).The r ea lizing pro cess o f ana ly tical sensitivity alg o rith m in the o ptimal desig n o f str uctur es and the functio na l features of SO P SA w er e intro duced.Sa mples a nd ex amples of engi-neering application demo nstra te tha t this pro g ram has hig h so lv ing efficiency,stro ng practicality and wide r ang e o f suita bility.

Key words:　Analytica l se nsitiv ity a lg o rithm,Engi-neering structur e optimiza tio ng,Dev elo pment of so ft-wa re.

Fig6Tab1Ref5“J ixie Sheji”6204 97-8-17　The inverse solution f or the position of a robot arm based on neural network

Zhang Wei(M ech.Eng.Inst,Na nj ing U niv.o f Aero-na utics a nd Space)

Abstract:U tilizing the neural netwo rk this paper solv es the inv er se solutio n for the kinematics po sitio n o f a r obo t ar m.Th ro ug h a deep analysis o n the M.R.S.self-o rga nizing neur al netw or k based o n Koho nen′s principle o f netw o rk and W idro w-Hoff′s r ev ision of err or s a nd the kinematics fea tures of ro bo t,a tr aining alg o rithm of self-o rga nized neural netw or k has been renewed.T he r esult of computer simulatio n o n PU M A560ro bot indicates that this alg o rithm has made a big ranged improv ement on self-o rga nizing ability and co ntro lling accur acy o f lo col-i zatio n.

Key words:　N eural netwo rk,Robo t,Inv er se solu-tio n of kinematics,Tuto rless lea rning,Self-o rga nizing mapping

Fig3Tab0Ref6“J ixie Sheji”6097 97-8-20　A mixed state method for solving natural f requency in torsional vibration of a nonhomogeneous shaft with variable cross section

Ren Chuanbo(Sha ndong Institute of Engineering)

Abstract:This paper presented a mix ed sta te equa-tio n a nd its so lutio n fo r the to rsio nal v ibr atio n o f a homo-ge neo us shaft with identical cro ss sectio n.As to the non-homo geneous shaf t with v a ria ble cr oss sectio n w e may di-v ide it into ma ny mini seg ments a nd then deduce a trans-missio n for mula utilizing the co ntinuous conditio n be-tw een each seg ment,and fina lly,th e natur al f requency can be fo und by the use of bounda ry co nditio ns.

Key words:　No nh omog eneous shaf t w ith v ariable cro ss sectio n,To rsio nal vibra tio n/Na tural fr equency, M ixed state equa tio ns.

Fig0Tab3Ref4“J ixie Sheji”6076 97-8-22　The inf luence of modif ication of gear on the vibration of transmission

Lin Li(N anjing Elec tric Pow er Co llege)

Abstract:This pa pe r made an ana ly sis a t th e influ-ence o f modifica tio n o f gea r o n th e v ibr atio n of t ransmis-sio n and pr obed into the me tho d o f reducing the vibra tion o f tra nsmissio n thro ug h the pr oper selectio n of fo rm and coefficient o f modifica tio n.A mo del experiment has been made at the same time a nd th e result of ex perim ent is ba-sically ide ntica l with the result o f theor etical ana ly sis.

Key words:　M odified g ear,Co efficient o f mo difica-tio n,Vibra tio n.

Fig5Tab2Ref5“J ixie Sheji”5527 97-8-25　Structure analysis on the welded bed of NC lathe

Tang Wencheng(So utheast U niv ersity)

Abstract:By adopting the finite elem ent method this pape r car ried out an analysis o n the static a nd dynamic characte ristics o f the w elded bed of N C la the.It also anal-ysed the par tial stiffness of g uidewa ys by th e use of bounda ry element me tho d,thereby a useful a ttempt was car ried out on th e r easo nable desig n and pro perty analysis o f lar ge machiner y str uc tures.

Key words:　FEM,BEM,St ructure analysis.

Fig5Tab3Ref0“J ixie Sheji”6164

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ABSTRACTS ″Jixie Sheji″1997№8