第7章 总结及展望
本文对等角速万向联轴器的历史进行了回顾,了解了它产生和发展的过程,明确了在这一领域存在的部分问题,并以此作为研究对象,对它们进行了探讨。
针对等角速万向联轴器理论的问题,本文对万向联轴器的等角速理论进行了理论推导、归纳和总结,得出了现有的万向联轴器等角速理论的共同点和相似性及不同的适用范围,为进一步的等角速理论研究提供了基础,也为新型的等角速万向联轴器的开发提供了理论指导。
针对等角速万向联轴器设计开发的效率问题是,本文引入了一种全新的分析方法。这种方法融合了现代最杰出的CAD、CAE、VPT(虚拟样机技术)科技成果,是新时代设计领域的导向标志,它成功地将复杂的分析设计过程留给了计算机,把设计人员的大脑解放出来,实现了等角速万向联轴器(实际上是所有的机构)设计开发的准确、高效。
在等角速万向联轴器理论方面,通过利用方向余弦矩阵和向量这两种数学工具对以前的等角速理论进行推导,明确了它们各自的由来。在此基础上,结合现有的等角速万向联轴器产品,对它们进行归纳和总结,分别得出了双联十字轴万向联轴器等角速理论、定心式等角速理论和非定心式等角速理论的各自适用范围及它们间的相互联系,使这一理论系统变得清晰起来,为新的等角速理论的探索提供了基础。
在设计开发的效率问题上通过利用三维绘图软件PRO/E作为绘图工具,建立仿真模型,多体动力学软件ADAMS和有限元软件ANSYS作为仿真和分析工具,利用三者的接口进行联合仿真,首先对十字轴万向联轴器进行了运动学仿真,通过它验证ADAMS仿真的有效性和正确性,在此基础上,分别对RPSPR等角速回转连杆机构、单联三叉杆万向联轴器和双联三叉杆万向联轴器进行了运动仿真。通过仿真结果的分析,得到的可视性结果均准确地验证了以往理论分析的正确性。并得到了三叉杆式万向联轴器从未被发现的运动规律,为进一步的研究开发打下了基础。另外还对双联三叉杆万向联轴器进行了动力仿真和振动分析,得出了这种联轴器在运转的过程中,各构件的受力变化曲线以及系统的部分固有频率,对这种联轴器的进一步的分析和精确的设计都有较强的指导作用。值得说明的是在这一过程中形成了一套从运动分析,到真正多体动力学分析的较为先进的虚拟样机分析方法,它摒弃了以往分析中的许多简化及假设,使分析更为高效、准确,这种方法是以后分析、设计的趋势。
时代的发展对科学技术的发展将会产生巨大的推动作用,相信等角速万向联轴器理论、万向联轴器和虚拟样机技术将会有如下变化:
等角速万向联轴器理论将会更加完善。形成从连杆机构到非连杆机构,从高副机构到低副机构,从等角速机构中的一个中间构件到多个中间构件,从定心式到非定心式的一系列理论,并对实际的等角速机构的发明,具有更加明确的指导作用;
在精确的运动、动力和振动分析的基础上,通过结构上的进一步优化,等角速万向联轴器将会在已有的结构型式上出现种类更多、性能更优良,能满足不同工况需要的新型式;
随着CAD技术、网络技术、仿真建模技术、信息集成技术和虚拟现实技术的发展,虚拟样机技术会逐步成熟起来,交互性、分布性、协同性将会更加优良。那样在本文仿真中出现的各软件之间的接口问题将不会再出现,而且可以肯定的是虚拟样机技术的发展和应用将会成为企业进行复杂产品的设计与创新的一个现代化分析和设计手段。
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