本文關(guān)鍵詞：回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在位測量方法與裝置的研究

  更多相關(guān)文章： 在位測量 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 軸承摩擦阻力矩 落體法

【摘要】：在精密儀器、工程機(jī)械、武器系統(tǒng)、航空航天等領(lǐng)域,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是影響零部件和系統(tǒng)工作特性的重要參數(shù)。在機(jī)械行業(yè)中,許多做定軸轉(zhuǎn)動(dòng)零部件需要對其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)行測定,以確定其工作性能和特性。因此,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的準(zhǔn)確測量對于科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用都具有重要的意義。但是對于組裝完成的回轉(zhuǎn)系統(tǒng),系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試與摩擦阻力矩相關(guān),而摩擦阻力矩的精確測試有一定難度,因此回轉(zhuǎn)系統(tǒng)裝配后的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量精確測試成為研究中的關(guān)鍵。針對上述問題本項(xiàng)目提出一種以減少摩擦阻力矩影響作用,利用回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)多區(qū)間位移、速度、加速度的測試,并通過分析計(jì)算獲得系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測試方法,并根據(jù)這測試技術(shù)原理,研制可以在位測量回轉(zhuǎn)體整機(jī)慣量的裝置。主要研究內(nèi)容如下：1.分析回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在位測量的阻力矩因素并提出測量方法分析了現(xiàn)有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測量方法的優(yōu)缺點(diǎn),其中落體法適合回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的在位測量,但是其測量精度較差,主要誤差來源為軸承的摩擦阻力矩。針對軸承摩擦阻力的主要影響因素——載荷和速度進(jìn)行分析,并提出一種改進(jìn)的落體測量方法。該方法采用的質(zhì)量相等轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不相等的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量盤進(jìn)行兩次落體運(yùn)動(dòng),兩次運(yùn)動(dòng)過程中軸承所受的載荷相同；采用速度相同點(diǎn)計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量值的方式,確保兩次計(jì)算時(shí)刻的軸承轉(zhuǎn)速相同。通過做差消除運(yùn)動(dòng)方程中軸承摩擦阻力矩因素。2.搭建回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在位測量試驗(yàn)平臺(tái)搭建了回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在位測量的試驗(yàn)平臺(tái)。試驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)包括機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、氣動(dòng)回路設(shè)計(jì)、硬件電路設(shè)計(jì)和控制軟件設(shè)計(jì)。其中時(shí)間同步裝置提高了設(shè)備的測量重復(fù)性,自動(dòng)繞線裝置提高了設(shè)備自動(dòng)化程度,簡化了操作。試驗(yàn)臺(tái)通過編碼器、采集卡采集位移數(shù)據(jù),通過VB開發(fā)平臺(tái)編寫計(jì)算控制軟件,并對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算得到轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的值。3.回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在位測量裝置的試驗(yàn)測試?yán)醚兄频霓D(zhuǎn)動(dòng)慣量測量裝置完成了重復(fù)性試驗(yàn)；計(jì)算起點(diǎn)試驗(yàn)；重物落體質(zhì)量、落體高度和包絡(luò)角的影響試驗(yàn)。重復(fù)性試驗(yàn)證明了對于落體法而言,時(shí)間同步裝置能夠有效降低由人為因素引入的試驗(yàn)不確定度,提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性；計(jì)算起點(diǎn)試驗(yàn)證明了軸承的啟動(dòng)摩擦力矩對試驗(yàn)的測量精度影響很大,通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,計(jì)算起點(diǎn)為總數(shù)據(jù)點(diǎn)的20%時(shí),50次重復(fù)試驗(yàn)測量得到轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方差最�。宦潴w重物質(zhì)量試驗(yàn)證明了,不同的被測轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對應(yīng)不同的落體質(zhì)量；落體高度試驗(yàn)證明了測量試驗(yàn)具有最小測試高度；包絡(luò)角試驗(yàn)證明了,包絡(luò)角度對于試驗(yàn)的測量影響很小。以2.606 g.m2的標(biāo)準(zhǔn)測試盤作為被測物時(shí),落體質(zhì)量為150g,落體高度為1.8m包絡(luò)角為160。時(shí),50次重復(fù)試驗(yàn)的最大測量誤差接近1%。本項(xiàng)目研制的回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的在位測量方法與裝置,減小了軸承摩擦阻力矩對于測量的影響,相對于傳統(tǒng)落體法高于6%的測量誤差,在有效的測量范圍內(nèi),本測量方法與裝置提高了落體法的測量精度。
【關(guān)鍵詞】：在位測量 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 軸承摩擦阻力矩 落體法
【學(xué)位授予單位】：浙江師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH82
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 課題背景與研究意義12-14
• 1.1.1 課題背景12-13
• 1.1.2 課題研究意義13-14
• 1.2 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算及測量方法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-23
• 1.2.1 計(jì)算法14-15
• 1.2.2 在線測量法15-16
• 1.2.3 離線測量法16-23
• 1.3 本文研究主要內(nèi)容23-24
• 第2章 回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在位測量系統(tǒng)的原理及分析24-33
• 2.1 傳統(tǒng)落體法測量原理24-25
• 2.2 傳統(tǒng)落體測量法存在的問題與分析25-28
• 2.2.1 傳統(tǒng)落體測量法存在的問題25-26
• 2.2.2 傳統(tǒng)落體法的系統(tǒng)阻力分析26-28
• 2.3 新型落體法測量原理28-32
• 2.3.1 摩擦阻力矩模型的構(gòu)建28-30
• 2.3.2 新型落體法的測量原理30-31
• 2.3.3 系統(tǒng)慣量測量原理31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在位測量的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)33-46
• 3.1 標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量盤的設(shè)計(jì)33-35
• 3.2 落體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)35-38
• 3.2.1 拉繩的選擇35-36
• 3.2.2 落體質(zhì)量36
• 3.2.3 導(dǎo)線輪組的設(shè)計(jì)36-37
• 3.2.4 繞線盤組的設(shè)計(jì)37-38
• 3.3 操作總成的設(shè)計(jì)38-43
• 3.3.1 時(shí)間同步和制動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)39-40
• 3.3.2 自動(dòng)繞線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)40-42
• 3.3.3 氣動(dòng)回路設(shè)計(jì)42-43
• 3.4 試驗(yàn)臺(tái)樣機(jī)43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第4章 回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在位裝置的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)46-59
• 4.1 硬件設(shè)計(jì)46-51
• 4.1.1 元器件選型46-49
• 4.1.2 控制電路的設(shè)計(jì)49-51
• 4.2 軟件設(shè)計(jì)51-58
• 4.2.1 開發(fā)環(huán)境介紹52
• 4.2.2 數(shù)據(jù)采集52-53
• 4.2.3 數(shù)據(jù)處理方法53-54
• 4.2.4 軟件功能介紹54-56
• 4.2.5 試驗(yàn)主流程56-58
• 4.3 本章小結(jié)58-59
• 第5章 回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在位測量裝置的試驗(yàn)研究59-69
• 5.1 試驗(yàn)條件59-61
• 5.2 重復(fù)性試驗(yàn)61-62
• 5.3 計(jì)算起點(diǎn)試驗(yàn)62-63
• 5.4 落體重物質(zhì)量影響試驗(yàn)63-65
• 5.5 落體高度影響試驗(yàn)65-66
• 5.6 導(dǎo)線輪包絡(luò)角度影響試驗(yàn)66-67
• 5.7 本章小結(jié)67-69
• 第6章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 總結(jié)69-70
• 6.2 展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果75-76
• 致謝76-78
• 浙江師范大學(xué)學(xué)位論文誠信承語書78

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 李慧鵬;唐文彥;張春富;王軍;;基于阻尼比實(shí)時(shí)算法的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測量研究[J];南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年04期

2 王愛峰;;用SolidWorks計(jì)算零件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量[J];金屬加工(冷加工);2012年21期

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本文編號：807228