Dezajno de peza ĉarniro kun granda rotacia angulo bazita sur partikla svarma optimumigo_hinge scias

Ĉarniroj estas esencaj komponentoj en mekanikaj aparatoj, ebligante movadon kaj rotacion. Dum diversaj specoj de ĉarniroj estis vaste uzataj en industrioj, kiel ekzemple rotaciaj ĉarniroj, hokaj ĉarniroj, sferaj ĉarniroj, hidraŭlikaj cilindroj, kaj pilkaj ŝraŭbaj paroj, ili tamen havas iujn limojn. Ekzemple, sub pezaj ŝarĝoj, tradiciaj ĉarniroj devas esti dikaj por plenumi rigidecajn postulojn. Aldone, en specialaj kazoj, kie spaco estas limigita kaj ŝarĝoj estas grandaj, tradiciaj ĉarniroj povas lukti por plenumi sian funkcion.

Rezulte kreskis intereso pri esplorado de novaj ĉarniraj projektoj. Algoritmo de partikla svarma optimumigo (PSO), speco de svarma inteligenta algoritmo, akiris signifan disvolviĝon kaj aplikon en inĝenieristikaj kampoj. Ĉi tiu algoritmo uzas la konduton de birdaj grupoj flugantaj por manĝaĵoj por atingi optimumajn solvojn en kompleksaj spacoj per kunlaboro kaj konkurenco inter individuoj. PSO -algoritmoj estas tre efikaj, facile efektivigeblaj, kaj vaste uzataj en inĝeniera praktiko. La baza procezo de PSO -algoritmo inkluzivas inicializon, partiklan flugon kaj rezultan determinon. La algoritmo komenciĝas hazarde generante komencan loĝantaron de eroj, kiuj moviĝas ene de la farebla regiono. Kalkulante la taŭgan valoron de ĉiu ero, la algoritmo determinas la novan movan direkton kaj rapidon de ĉiu ero. Dum ĉiu rondo de partikla movado, la optimuma ero kaj la historia optimuma ero havas pli grandan influon sur la sekva rondo de moviĝo. Post multnombraj iteracioj, la algoritmo akiras la optimuman solvon.

La konverĝa agado de la PSO -algoritmo estis plibonigita per enkonduko de inerciaj pezoj, kiel proponite de Shi kaj Eberhart. La ekvacio de partikla evoluo implikas plurajn komponentojn, inkluzive de inercio, kogno, kaj socia kunlaboro. La algoritmaj parametroj, kiel la partikla rapideco kaj nombro de iteracioj, povas esti ĝustigitaj surbaze de specifaj postuloj. PSO -algoritmoj fariĝis vaste uzata inteligenta optimumiga algoritmo en inĝenieristikaj aplikoj kaj ofte superas genetikajn algoritmojn. Tamen, PSO -algoritmoj ankoraŭ alfrontas defiojn, kiel antaŭtempa konverĝo. Sekve, estis signifaj esploroj dediĉitaj al plibonigado de la PSO -algoritmo kaj pritraktado de ĝiaj limigoj.

Kadre de ĉarnira dezajno, la projektaj postuloj inkluzivas ŝarĝan kapaciton de 3 tunoj kaj rotacian angulon de ± 90 gradoj, kun dimensioj ne pli ol 2000 mm x 500 mm x 1000 mm. Por plenumi ĉi tiujn postulojn, la 2RPR -mekanismo estas elektita kiel la ĉarnira mekanismo. Ĉi tiu mekanismo konsistas el rotacianta paro kaj moviĝanta paro, ofertanta altan rigidecon, eraran ĝustigon kaj kompensajn kapablojn. Aldone, la mekanismo estas simetria, ebligante facilan instaladon kaj bontenadon.

Dum la procezo de optimumiga projektado, la rotaciaj anguloj kaj grandecaj postuloj estas plenumitaj per aplikado de geometriaj limigoj. Tamen la kerna defio kuŝas en certigi, ke la mekanismo havas bonegajn kapablojn de transdono de forto. Ĉi tio estas tipe atingita per agordo de minimuma transdona angulo por la mekanismo.

Por analizi la fortan transdonon, la vergo CE estas elektita kiel la analiza objekto. Supozante ŝarĝan mason de M kaj distanco de D inter ĝia centro de maso kaj la rotacio, la forto praktikita sur la vergo CE estas ekzamenita. Konsiderante la angulojn inter la fortoj kaj la vergo CE, same kiel la angulo inter la vergo kaj la x-akso, ekvacio de forto-ekvilibro estas derivita. Ĉi tiu ekvacio certigas la transmisiajn kapablojn de la mekanismo.

Surbaze de la analizaj rezultoj, la moviĝanta paro estas desegnita laŭe. Elektra cilindra modelo, GSX40-1201, estas preliminare elektita, konsiderante strekon, antaŭenpuŝon kaj aksajn dimensiojn. Aliaj faktoroj, kiel ekzemple grandeco, estas ankaŭ konsiderataj en la fina dezajno. Glitantaj ruliloj faritaj el aluminia bronzo estas elektitaj por ĉiu rotacianta paro, konsiderante iliajn altajn ŝarĝajn kapacitojn kaj precizajn postulojn. La ĉefaj komponentoj estas faritaj el 35Crmnsia alojo -ŝtalo, kiu ofertas altan streĉan forton kaj elastan modulon.

Post la kompletigo de la mekanika dezajno, CAD -modelo estas establita por bildigi la finan dezajnon. La algoritmo de optimumigo de partikloj svarmo sukcese optimumigis la projekton de la granda-rotacia-angula peza ĉarniro, certigante ke ĝi plenumas ĉiujn projektajn postulojn.

Konklude, la partikla svarma optimumiga algoritmo pruvis efika por optimumigi la dezajnon de granda rotacio-angula peza ĉarniro. Per zorgema agordo kaj analizo, la optimuma dezajno de la 2RPR -mekanismo estis atingita. La mekanika dezajno, inkluzive de la elekto de komponentoj kaj materialoj, estis sukcese finita. La CAD -modelo provizas vidan reprezentadon de la fina dezajno. Entute, partiklaj svarmaj optimumaj algoritmoj ofertas valoran ilon por la efika kaj efika dezajno de ĉarniroj kaj kontribuas al plibonigado de la agado kaj funkcieco de mekanikaj aparatoj en diversaj industrioj.

Referencoj:

1. Wei Minhe, Han Xianguo, Zhang Jun. Esploro pri optimumigo pri 3-UPS/S paralela miliarda pilka ĉarniro [J]. Aerospace Manufacturing Technology, 2011 (3): 19-23.

2. Chen Lishun, Li Li, Zhang Hongliang. Komuna dezajno de nova super-redunda robotj. Mekanika Dezajno kaj Fabrikado, 2010 (6): 148-150.

3. Yang Shun, Cai Anjiang. Optimuma dezajno de elektronikaj akcelilaj pedalaj tensiaj alĝustigaj parametroj bazitaj sur RBF kaj partikla svarma optimumiga algoritmo [J]. Mekanika Dezajno kaj Fabrikado, 2011 (1): 72-74.