机械设计

Select

苏士程, 费燕琼

机械设计. 2018, 35(3): 1-6.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

设计了一种新型的混合型自重构模块化机器人，其基本模块由外形呈正三棱柱的主、从模块构成：主模块包括3个主驱动电机及螺旋传动装置，从模块包括2个从驱动电机及螺旋传动装置。针对该自重构机器人，设计了一种手爪握合式对接系统：该对接系统主要由钩爪结构、传动盘和连接盘构成，通过钩爪的伸缩、张合及传动盘的转动实现相邻模块间的对接和分离。基于混合型自重构模块化机器人基本模块的几何特征，描述了手爪握合式的对接关系；基于主、从模块间及相邻基本模块间的空间约束关系，分析了相邻基本模块之间对接、分离的过程；该自重构机器人3个基本模块的构型变化、对接仿真，证实该自重构机器人系统能够完成变形及基本模块间的对接任务。

Select

电动自行车结构强度影响因素分析

黄骥, 项忠霞, 邵一鑫, 许文

机械设计. 2018, 35(3): 7-11.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了对电动自行车车架进行结构改进，并分析其结构强度的影响因素，对企业提供的两款电动自行车车架进行了三维实体建模；进行人体动作捕捉、人体生物力学建模及骑行仿真试验，获得了骑行过程中施加于电动自行车车架的载荷；以所获载荷对电动车车架进行加载，对车架的ANSYS有限元进行分析，从而校核了车架疲劳强度及静强度，然后在此基础上对电动车车架结构进行了改进，并分析了电动自行车车架强度的影响因素。该结构改进提高了材料的使用效率，并保证了电动车车架的结构强度。

Select

基于在线产品社区的动态用户需求Kano模型构建研究

杨德清, 张静, 郭伟, 石丽雯

机械设计. 2018, 35(3): 12-19.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

产品社区已成为互联网环境下用户需求获取的重要领域，产品社区的不断更新和用户评论数量的飞速增长，既为动态获取用户需求与满意度提供了途径，同时由于信息内容越来越庞杂，对从海量的用户评论中有效提取需求带来了挑战。文中构建了用户评论分析指标体系及其赋值方法，利用K-Means聚类法建立了面向产品社区的动态用户需求Kano模型，以国内某款智能手机的在线评论为试验数据，开展了应用研究，验证了相关方法的有效性。

Select

收运车机械手执行机构多目标优化设计

易滨林, 刘江南, 张文博, 桂科

机械设计. 2018, 35(3): 20-26.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

收运车机械手执行机构的关键点轨迹偏差、运动平稳性是影响收运车上料过程中垃圾漂、撒、遗的关键因素。为提高关键点轨迹精度及运动平稳性，建立了收运车机械手执行机构优化设计数学模型。以各杆长及短连架杆初始角度等参数为设计变量，以关键点轨迹偏差、输出角速度标准差为优化目标，根据收运车机械手执行机构参数的约束条件，建立机构的关键点轨迹与运动平稳性优化数学模型。采用基于内点算法的优化方法进行求解，最后利用仿真试验对优化结果进行验证。结果表明，优化后收运车机械手执行机构的运动性能得到较大改善。

Select

基于离散元法修正散料垂直螺旋输送运动模型

陈凯凯, 叶方平, 梅磊, 胡吉全

机械设计. 2018, 35(3): 27-32.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

考虑到散体的流动特性对垂直螺旋输送性能的影响，通过建立散体颗粒垂直输送周期几何模型，运用离散元法模拟分析了散体在输运过程中的运动规律，研究了螺旋输送机不同转速对散体颗粒旋转角速度分布的影响，评估了传统颗粒角速度预测模型的准确性并进行了修正。研究结果表明：颗粒的角速度分布不仅与径向位置有关，还和垂直高度存在着密切的联系，传统预测模型存在明显的缺陷；修正后的预测模型与仿真计算的误差值在7%以内，体现了修正后的预测模型具有较好的适用性。这对进一步准确预测垂直螺旋输送机的性能具有重要意义。

Select

基于TRIZ原理的包书机设计

贾蕴发, 周永清, 李昊, 李超

机械设计. 2018, 35(3): 33-36.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以包装书籍书皮为研究对象，通过对包书效果调查，发现使用一体化透明自粘书皮包装书籍时，存在过程复杂、气泡褶皱、费时费力、材料浪费等问题。分析一体化透明自粘书皮的包书步骤，并利用39矛盾矩阵与40创新原理、系统功能分析知识，提出一款以一体化透明自粘书皮为材料、方便包装不同尺寸书籍书皮的包书机设计。通过Pro/E三维建模设计、实物模型制作及包书机包书试验，验证了包书机设计的可行性。

Select

体壳混合单元接口方案的研究与应用

曲文辉, 李众

机械设计. 2018, 35(3): 37-42.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了研究体壳混合单元接口方案对分析计算精度的影响，将计算模型分为连续的和带缺口应力集中的箱型梁结构。对模型离散化时，在接口处分别采用节点耦合法、MPC接触绑定法、RBE3柔性连接法及RBE2刚性连接法4种接口方案进行离散。通过以纯实体单元和纯壳单元两种模型作为对比参照基准，对不同工况下各计算模型接口应力数据进行统计分析，验证接口方案的精度及合理性。在得到最优的接口方案后，将其应用在更为复杂的实际工程结构中做进一步验证。研究表明，RBE2刚性连接方案的精度最好，节点耦合法接口处的应力扰动最大；随着载荷工况变复杂、计算模型存在应力集中时，各方案的精度都有所下降，而所受载荷的复杂程度对接口方案精度影响不大。

Select

基于欠驱动原理的变形连杆履带机构设计

张小俊, 张明路, 张建华, 杨叶雷

机械设计. 2018, 35(3): 43-48.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对移动机器人在各种地面环境中越障能力有待增强的问题，基于行星轮式的欠驱动原理，结合变形连杆履带机构，设计了一种移动机器人的行走机构，并分析该机构内部杆件的姿态角和外围包络履带的变形程度对欠驱动移动机器人行走性能的影响，最后以履带长度不变为目标，对行走机构参数进行优化。试验分别采用MATLAB对杆件姿态角和履带长度进行分析和优化，同时利用Recurdyn分别在平地、斜坡和沟槽环境中进行运动学仿真，验证文中优化设计的欠驱动移动机器人机构的优良越障性能。

Select

流道形状对PDC钻头携岩和冷却效率影响研究

况雨春, 王芳, 冯明, 魏莉鸿

机械设计. 2018, 35(3): 49-56.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

在实际钻井过程中，PDC钻头的流道形状对钻头是否泥包有着重要影响。为了深入了解流道形状对PDC钻头携岩和冷却效率的影响规律，文中通过改变排屑槽轮廓平分线与切削轮廓平分线的夹角α值大小来调整PDC钻头模型的流道形状，并对各钻头模型进行破岩仿真获取各个切削齿的切削量、岩屑初始运动速度和方向；将具有一定质量流量、初始运动速度和方向的岩屑假设为从齿面生成进入流场的球状颗粒，采用拉格朗日粒子追踪法对岩屑颗粒运动进行追踪；把滞留岩屑量、流道排出岩屑匹配值均方差σ和切削齿散热量相对值作为钻头携岩和冷却效率的量化评价指标。数值结果表明：流道形状直接影响钻头的携岩和冷却效率，α值越大σ越小，井底的滞留岩屑量越小，钻头冷却效率越高。受PDC钻头结构设计限制，流道的形状设计存在一个最优值，且其最优夹角α值应在0°左右，正角最佳。

Select

新型球面摆线钢球传动的设计

陈厚军, 张玲玲, 颜光稳, 瞿畅

机械设计. 2018, 35(3): 57-61.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以活动钢球为中介啮合元件，在相交轴条件下提出球面摆线钢球传动；分析球面摆线的形成过程，基于蒙日曲面共轭原理推导摆线轮齿廓方程。为了考察实施这一传动的可行性，分析了顶点条件、不干涉条件和重合度，提出了传动副设计的基本步骤。研究结论为球面摆线钢球传动的制造和接触性能分析提供了理论依据。

Select

双停留摆动弧面凸轮廓面建模与分析

葛荣雨, 米政, 高常青

机械设计. 2018, 35(3): 62-66.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

摆动弧面凸轮机构的滚轴迹面作为凸轮工作廓面的等距曲面，数学模型相对简单。文中根据空间几何关系，直接求得凸轮滚轴迹面方程，再基于等距曲面法实现了工作廓面数学建模和三维建模，并分析了双停留摆动凸轮机构的初始角位移；利用等距曲面之间的曲率关联性，重点研究了凸轮机构的综合曲率。通过实际算例表明，所建立的工作廓面综合分析方法简捷有效，可以为空间凸轮机构的设计提供一定参考依据。

Select

基于质心侧偏角估计的车辆侧向稳定性T-S模糊H_∞控制

汪选要, 张海伦, 叶友东

机械设计. 2018, 35(3): 67-74.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

设计了新的车辆质心侧偏角观测器，对于采用非线性轮胎模型的车辆模型设计了基于观测器的稳定性控制器。将T-S模糊建模技术应用于非线性Dugoff轮胎模型的车辆侧向动力学，T-S模糊模型中以横摆角速度误差作为模糊前件变量用来近似地反映非线性状态的程度并用来判断车辆是否处于线性或非线性区域。考虑轮胎侧偏刚度的不确定性，设计了基于鲁棒横摆力矩控制器的非线性观测器，以提高车辆操纵稳定性并将观测器和基于观测器的控制器设计问题转化为线性矩阵不等式（Linear Matrix Inequalities，LMIs）约束问题。基于CarSim/Simulink数值仿真以验证设计方法的有效性，仿真结果表明，对于双移线（Double Lane Change，DLC）和J-turn工况所设计的控制器比CarSim/ESC更能有效地控制车辆质心侧偏角，提高了车辆操纵稳定性，所得结果为T-S模糊H_∞控制在车辆工程中的实际应用提供了参考。

Select

基于组合运动规律的新型圆柱凸轮往复泵的流量脉动分析

吴孟丽, 聂琪, 李云鹏, 王驰宇

机械设计. 2018, 35(3): 75-79.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为防止破坏高分子除冰液的化学物理性质，现有国产飞机地面除冰系统采用传统往复泵进行供液。针对往复泵存在的流量脉动问题，设计了一种新型圆柱凸轮往复泵。该泵采用奇数缸空间对称的结构布局方式：在圆柱凸轮上均匀布置3根活塞杆，每根活塞杆左右对称驱动一组液压缸。对余弦曲线进行修正，设计了正弦加速-等速-余弦减速的组合运动规律，构造出一条平滑连续的新型加速度曲线。考虑多缸流量叠加平稳性，将各活塞杆运动的相位耦合，进而推导出圆柱凸轮的廓线方程。应用解析法建立数学模型，对比新组合曲线与余弦曲线的运动学特性，计算出流量脉动率。试验分析验证了仿真结果的合理性，该新型泵可有效抑制流量脉动，为民航除冰装备研制提供了依据。

Select

具有极化特性的拓扑优化节点密度插值方法

杜义贤, 张严, 李涵钊, 田启华, 徐明, 罗震

机械设计. 2018, 35(3): 80-85.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了解决拓扑优化中棋盘格式和灰度单元等数值不稳定性问题，提出了一种能构造连续密度场和极化中间密度的节点密度插值方法。基于节点密度，该方法首先建立了基于双线性函数的拓扑优化密度插值函数，使设计区域的密度场具有连续性，在数学本质上消除了棋盘格现象；然后构造具有逼近0/1两端特性的密度极化函数，合理极化中间密度，极大减少了中间密度节点数量，抑制了灰度单元。经典数值算例表明：所提出的方法能有效地解决棋盘格，抑制灰度单元。

Select

基于遗传算法的二阶段迭代模型任务分布方案寻优

田启华, 董群梅, 杜义贤

机械设计. 2018, 35(3): 86-91.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对利用启发式方法求解二阶段迭代模型的最优任务分布方案容易陷入局部最优解的问题，根据二阶段迭代模型中各任务的分布特点，引入具有自适应全局优化特性的遗传算法求解出二阶段迭代模型的最优任务分布方案，从而减少任务执行的时间成本。以某汽车发动机的开发为例，分别应用基于启发式方法和基于遗传算法方法进行求解寻优，通过比较说明了后者的有效性。

Select

基于多学科设计优化方法的分动器优化设计

朱勋龙, 郑泉, 陈黎卿

机械设计. 2018, 35(3): 92-96.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对分动器的传统优化过程繁琐等问题，为实现对分动器力学性能和轻量化的同步优化，有必要引入多学科设计优化（Multi-disciplinary Design Optimization，MDO）方法。文中通过引入MDO思想，建立了多学科优化数学模型，阐述了自适应模拟退火算法（Adaptive Simulated Annealing，ASA），并构建了MDO设计流程图。并将此套方法理念应用于某款分时分动器的优化设计，在ISIGHT软件中搭建的优化平台上集成UG，ABAQUS和计算器组件，并基于ASA算法进行迭代计算。计算结果显示完成了分动器轻量化和力学性能的同步优化，同时验证了将多学科设计优化方法应用于分动器优化设计的可行性。

Select

基于偏距设计偏置曲柄滑块机构

施昱, 叶伟, 王庆海, 浦顺宏

机械设计. 2018, 35(3): 97-100.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

已知滑块行程和行程速比系数，分析偏置曲柄滑块机构中偏距与各参数之间的数学转化关系式。具体分析滑块在一个周期内，两次经过行程上同一点（除两个极限位置点）时，曲柄转过的角度与偏距之间的关系式。鉴于关系式复杂不实用，采集大量数据点，借助MATLAB函数拟合工具箱，用双曲正弦函数模型拟合，得出拟合表达式的系数。

Select

环式超越离合器的数理模型及新型张环式超越离合器

彭斯洋, 杜力, 魏东, 陈奎, 宋泽良, 吴振宏

机械设计. 2018, 35(3): 101-104.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

环式超越离合器具有承载能力强，响应灵敏，对磨损具有较强容忍性等特点，张环式超越离合器是此类超越离合器的一个分支。文中从机械自锁的基本机理出发，对环式超越离合器的自锁原理进行了研究，探究其自锁模型。提出了一种张环式超越离合器，分自锁环节和控制环节对其自锁条件进行了分析。仿真分析表明，此类超越离合器接合过程快速可靠，具有一定的理论和推广意义。

Select

基于品牌意象基因提取的产品族造型设计

张云帆, 刘卓

机械设计. 2018, 35(3): 105-109.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为探索中小企业品牌意象基因的提取对产品族造型设计的影响，提出使用层次分析法（AHP）和模糊评价法提取品牌意象基因指导产品族造型设计的方法。为避免主观因素的影响，利用可量化的指标构成准则层，采用层次分析法提取品牌典型产品，构成模糊评价因素集，用因素集对目标意象词汇构成的对象集进行模糊评价，根据最大隶属度原则得到品牌意象基因。以某品牌激光切割机为例进行品牌意象基因提取，运用品牌意象基因指导激光切割机产品族造型设计，并对设计方案进行模糊评价。结果表明：新产品造型设计方案较好地继承了品牌意象基因，验证了该方法的可操作性和有效性。

Select

基于感性意象的老年产品色彩设计方法

杨冬梅, 张健楠, 丁满, 杨培, 许晓云

机械设计. 2018, 35(3): 110-113.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对老年产品设计过程中色彩感性意象不明确的问题，构建了符合用户真实感性需求与偏好的产品色彩设计方法。基于感性工学理论，采用语义差异法，以老年用户为被测者，对某家电产品配色的感性特征进行心理反应测试，得到用户对色彩意象的数据；采用相关性分析、因子分析、聚类分析等方法解析色彩意象的测量结果，得出体现老年偏好的产品色彩意象关键词，并将其作为评价因素，应用模糊评价法检验设计方案的隶属度，其结果验证了方法的可行性与有效性。

Select

集成价值工程与TRIZ求解工具的产品创新设计研究

白仲航, 许彤, 丁满

机械设计. 2018, 35(3): 114-118.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为解决如何利用价值工程（Value Engineering，VE）和TRIZ求解工具相结合，有效解决产品创新设计过程的问题，基于VE的工作计划过程对VE与TRIZ求解工具进行了对比，探讨了二者集成的可行性，提出在功能构思阶段集成VE与TRIZ的求解工具，并将该求解工具的模型应用于智能网关音箱的创新设计中，提出一种新型智能网关音箱的概念设计方案，验证了模型的可行性与实用性。

Select

基于可拓语义分析的有轨电车造型设计研究

陈香, 吴剑斌

机械设计. 2018, 35(3): 119-123.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对有轨电车造型设计对地域文化符号提炼不明确的问题，提出基于可拓语义分析的设计方法。通过提取表征文化内涵的词汇构建可拓表征模型，并将有轨电车造型语义与文化的关系进行量化；利用图解思维将造型语义转换为图解语义，依据关联度函数和优度计算的评价模型进行图解语义集收敛，选取有轨电车造型最优图解语义集；最终将文化特征以语义符号的形式与产品造型相融合，并以地域文化的有轨电车造型设计为例，验证该方法的可行性。

Select

符合时代特征的机械设备色彩情感化设计研究

张春强, 吉晓民

机械设计. 2018, 35(3): 124-128.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为满足用户对机械设备高层次的审美需求，分析了机械设备色彩设计的时代特征，建立产品色彩与用户3个层次情感之间的关系，探讨相应的情感化设计策略与方法。以机床色彩设计为例，运用感性工学理论，搜集用户对色彩的情感意象描述；以不同层次的情感为主要成分，获取关键词汇；通过意象关联，明确色彩设计要素；采用从高层次到低层次的情感化设计思维方式，探索美感的形式规律，对设计方案的数量进行精简，以用户本能的视觉感受确定最终方案。研究成果可应用于机床色彩设计中，为机械设备色彩设计提供参考。

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2018年, 第35卷, 第3期　
刊出日期：2018-03-20

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2018年, 第35卷, 第3期 刊出日期：2018-03-20

2018年, 第35卷, 第3期　
刊出日期：2018-03-20