导引头钢丝绳传动张紧装置研制及加速寿命试验模型研究

发布时间：2017-05-03 08:02

  本文关键词：导引头钢丝绳传动张紧装置研制及加速寿命试验模型研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在钢丝绳传动过程中，长期在载荷作用下的钢丝绳容易伸长变形，导致传动打滑失效，无法正常工作，达到一定的伸长率后甚至容易引起脱落，需要张紧装置进行自动张紧。国内外对于应用于钢丝绳传动的张紧装置也有一定的研究，但是大多数结构复杂，尺寸较大。针对于小尺寸钢丝绳传动的弹性张紧装置，并未形成完善的研究体系，尤其是应用于导弹系统伺服机构中的传动系统，研究和报道都比较少。本文针对这种特殊的应用场合，设计弹性张紧装置来实现张紧。 本文进行了张紧装置的方案选择、结构设计和优化设计，对张紧装置进行了理论研究。设计了四种满足结构要求和装配空间的方案，经过对比选出了最优方案。根据结构力学确定张紧装置外形及主要尺寸，考虑安装装配问题，，改进张紧装置的结构。三维仿真建模，有限元分析结果表明，满足等强度设计原则的张紧装置是最优化的结构，实现了应力均匀化，保证最大应力小于材料的屈服极限，张紧装置预变形大于钢丝绳最大伸长量。 主要研制了张紧装置性能测试系统，来测试张紧装置性能参数。为了便于数据采集和记录，设计了加载系统和测量系统。设计了辅助工艺卡具，保证了张紧装置与钢丝绳以及机构本身的可靠连接。通过试验台的初步调试，消除影响实验结果的不良因素，保证了实验的顺利进行。 在研究过程中，还完成了加速寿命试验的设计与加速模型的选择，并经过试验验证了加速模型的正确性。利用自行研制的测试系统进行了张紧机构的性能测试，依据经过验证的加速模型，研究了张紧装置在交变载荷作用下张力与时间的关系。结果表明在有效工作寿命内，张紧装置经过研制的工艺卡具进行预紧后，在实验推算出的实验时间内，钢丝绳张力虽然略有下降，但是仍能保持50N以上，保证钢丝绳正常工作状态下的预紧力。同时测量张紧装置载荷与变形的关系，与有限元分析的理论结果形成对比。 经过理论研究和实验验证，该张紧装置在满足大变形、小应力等设计要求的前提下，保证较小的附加质量，实现航天工作环境下的精密性和准确性，同时也为小尺寸钢丝绳传动弹性张紧装置的研制提供了指导。
【关键词】：钢丝绳传动 弹性张紧装置 伸长量 加速寿命实验
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH132.33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究的来源及意义9-11
• 1.2 国内外关于张紧装置的研究现状及分析11-14
• 1.2.1 国外研究综述11-12
• 1.2.2 国内研究综述12-14
• 1.3 主要研究内容14-15
• 第2章 张紧装置的基本要求及结构设计15-30
• 2.1 引言15
• 2.2 张紧装置设计的基本要求和指标15-17
• 2.2.1 参数指标与技术要求15
• 2.2.2 张紧装置的安装要求15-17
• 2.2.3 张紧装置的形状特征17
• 2.3 张紧装置的方案选择17-20
• 2.3.1 张紧装置的初步方案17-18
• 2.3.2 初步方案的对比与结论18-20
• 2.4 张紧装置的结构参数优选20-29
• 2.4.1 基于等强度设计原则的结构优选21-22
• 2.4.2 基于样条曲线的张紧臂设计22-24
• 2.4.3 基于有限元的张紧装置仿真与分析24-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 张紧装置测试系统构建及辅助实验设备设计30-42
• 3.1 引言30
• 3.2 测试系统试验台研制30-34
• 3.2.1 机械结构部分31-32
• 3.2.2 关键部件的选择32-34
• 3.3 辅助实验设备的方案设计34-39
• 3.3.1 张紧装置与钢丝绳的固定连接方案设计34-35
• 3.3.2 张紧装置的固定安装方案设计35-37
• 3.3.3 张紧装置的预紧方案设计37-38
• 3.3.4 工装卡具的最终设计结构38-39
• 3.4 测试系统的调试39-41
• 3.4.1 钢丝绳断裂问题39-40
• 3.4.2 钢丝绳预张拉问题40
• 3.4.3 加工工艺与精度问题40-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第4章 张紧机构的加速模型及加速寿命试验研究42-67
• 4.1 引言42
• 4.2 张紧机构的加速寿命试验模型与加速因子的选择42-45
• 4.2.1 加速寿命试验模型的确立42-44
• 4.2.2 加速因子的研究与选择44-45
• 4.3 钢丝绳伸长量测试研究45-52
• 4.3.1 钢丝绳伸长量测试原理45-47
• 4.3.2 不同载荷下的钢丝绳伸长量研究47-49
• 4.3.3 加速模型验证49-51
• 4.3.4 不同电机转速下的钢丝绳伸长量分析51-52
• 4.4 安装张紧装置后钢丝绳张力研究52-62
• 4.4.1 试验原理与方案对比53-57
• 4.4.2 不同电机转速下的钢丝绳张力分析57-59
• 4.4.3 张紧装置张力加速试验原理及方案对比59
• 4.4.4 传感器测量张力试验研究59-62
• 4.5 张紧装置弹性系数测试实验62-65
• 4.5.1 试验方案对比63
• 4.5.2 砝码加载测量弹性系数实验63-65
• 4.5.3 实验数据与理论分析对比65
• 4.6 本章小结65-67
• 结论67-68
• 参考文献68-71
• 攻读硕士学位期间发表的论文71-73
• 致谢73

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本文编号：342607