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基于构型遗传的无自旋牵引式传动机构构型综合研究

批准号:
52105007
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
李超
依托单位:
学科分类:
机器人与机构学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
李超

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
无自旋机构设计已成为牵引式传动领域的研究热点,因其得到的无自旋牵引式传动机构具有优异的传动特性,目前学者们完成了四类牵引式传动机构的无自旋建模与求解,但对于得到的基本机构的构型综合一直未能有效解决,有限的构型极大限制了无自旋牵引式传动机构的工程应用。为此,本项目在遗传规律启发下,深入研究构建无自旋牵引式传动机构的构型因子族及其构型基因,揭示多构型因子条件下构型基因对于构型衍生的影响机理;提出基于构型遗传的无自旋牵引式传动机构的构型综合方法,完成各类无自旋机构的构型综合;建立无自旋牵引式传动机构库,研究异类衍生构型性能的共性评价机制,并对性能优异的典型构型进行结构化样机制造与实验验证;最终,系统形成基于构型遗传的无自旋牵引式传动机构构型综合理论体系,有效解决无自旋牵引式传动机构构型综合关键问题,也为机构学中构型综合理论发展提供一种新思路。
英文摘要
The design of zero-spin mechanism has become a research hotspot in the field of traction drive, because the obtained zero-spin traction drive mechanisms have excellent transmission characteristics. So far, scholars have completed the zero-spin modelling and solving of four types of traction drive mechanisms. However, the configuration synthesis of these basic mechanism has not been effectively solved, which greatly limits the engineering application of the zero-spin traction drive mechanisms. Therefore, this project aims at the key issue of configuration synthesis of zero-spin traction drive mechanism. Inspired by the genetic law, the configuration factor family and their configuration genes of zero-spin traction drive mechanisms will be firstly analysed and constructed, the influence mechanism of configuration genes on configuration derivation under the multiple configuration factors condition will be revealed. Then, the configuration synthesis method based on the configuration genetic law will be systematically proposed, the configuration synthesis of different basic zero-spin traction drive mechanisms will be conducted. Subsequentially, the zero-spin traction drive mechanisms library will be established, the common evaluation mechanism of different derived configurations will be studied, and the structural prototype production and experimental verification will be carried out for the typical configuration with excellent performance. Finally, the theoretical system of configuration synthesis for the zero-spin traction drive mechanisms based on the configuration genetic law will be formed, which will effectively solve the key problems of the configuration synthesis of the zero-spin traction drive mechanisms, and provides a new way for the development of the configuration synthesis problem in mechanism theory.
自旋是影响牵引式传动性能的主要因素之一,减小自旋可以明显提高牵引式传动的可靠性和寿命,增大承载能力,并大幅提高传动效率。然而,现有自旋研究仅局限在无自旋理论建模,得到的有限的构型极大限制了无自旋牵引式传动的工程化应用。因此,本项目主要针对“牵引式传动机构无自旋设计及其构型理论综合”关键问题开展研究。. 在遗传规律启发下,本项目创新地提出基于构型遗传的无自旋牵引式传动机构构型综合方法,主要研究内容及结果如下:(1)针对四类无自旋牵引式传动基本机构,分析发现“对称性”和“腔型分布”会较大影响传动机构的功率密度和承载能力,“变速动度”和“接触点分布”会较大影响承载能力和元件寿命,因此,建立了“对称性、变速动度、腔型分布和接触点分布”四构型因子组成的因子族,并分析构建了各个因子族的构型基因;(2)在二元构型因子的条件下,基于遗传规律重点探索构型基因分离与自由组合对于构型衍生的影响机理,据此系统提出“构型因子表综合法”,主要包括确定构型因子、分析构型基因、建立构型因子表、得出构型综合表、变异机构验证与修正五个步骤;(3)根据构型因子表综合法,完成了四类基本机构的构型综合实例研究,建立了四类无自旋牵引式传动机构库,得到了14种指数式传动机构,8种积分曲线式传动机构,7种朗伯特式传动机构,10种外锥式传动机构;(4)构建了以接触特性、传动效率、功率密度为指标的共性评价体系,选取机构库中典型的滚动锥盘牵引式传动机构,完成了结构设计和样机制作,并搭建小型传动实验台开展了实验验证。此外,基于项目研究思路和成果,以凸轮-弹簧恒力机构为对象,开展基于遗传规律的构型综合研究,得到了6类新型恒力机构构型,并完成了动力学建模和典型构型的实验验证。. 项目研究成果对于推动无自旋牵引式传动机构的理论发展和工程化应用具有重要的理论和实际意义,也为构型综合问题提供一种新思路。
古海洋溶解有机碳
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    国家杰出青年科学基金
  • 资助金额:
    0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    李超
  • 依托单位:
基于生成对抗网络倾角预测反演插值的地震数据重建与规则化
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    30万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    李超
  • 依托单位:
国内基金
海外基金