一种大伸缩比轴/径向伸缩式轮胎成型鼓的运动学设计

摘要

成型鼓是轮胎成型鼓装备的关键功能部件，航空轮胎成型鼓是用于成型飞机轮胎的轴/径向伸缩机构。基于我国航空轮胎成型鼓的自主创新需求，针对一种大伸缩比轴/径向伸缩式轮胎成型鼓，从自由度计算、运动特性分析、尺度综合、虚拟样机及运动仿真等方面开展研究。全文主要工作与结论如下：
　　基于螺旋理论和修正的G-K公式，采用子结构法，分析并计算了该机构的自由度数和过约束数，得到结论：该机构为具有4个驱动自由度和12个局部自由度的强过约束空间机构。为复杂多环空间机构的自由度计算提供借鉴；
　　分析了槽凸轮在该机构中的作用并据此创新出了多种新构型。由两组内瓦连杆机构的构型引出两层嵌套的成型鼓并比较了其与三层嵌套成型鼓的异同。为含高副成型鼓的构型创新提供了一种新思路；
　　采用无因次分析法分析了成型鼓收缩过程中3层鼓肩及主、副连杆等关键构件的运动规律，从轴向、径向和周向揭示了3层鼓肩依次层叠收缩的运动关系。为该机构的尺度综合奠定了基础；
　　采用子结构法，将该机构分解为内层连杆机构、中间层连杆机构、外层连杆机构及槽凸轮等4部分，依序分别进行尺度设计。内层及中间层连杆机构归类为两精确点轨迹生成问题；外层连杆机构归类为三位置刚体导引问题；基于坐标变换设计了槽凸轮廓线；
　　根据尺度综合的结果，应用 SolidWorks软件建立了该成型鼓的三维模型，并进行了运动仿真，验证了设计方法的正确性和有效性。

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字母注释表

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究内容

第二章 成型鼓机构拓扑分析

2.1 引言

2.2 成型鼓的结构与工作原理

2.3 航空轮胎成型鼓拓扑分析

2.4 本章小结

第三章 成型鼓机构运动特性分析

3.1 引言

3.2 运动分析模型

3.3 几何约束条件

3.4 数值仿真

3.5 影响因素分析

3.6 设计任务描述

3.7 本章小结

第四章 成型鼓机构尺度综合

4.1 引言

4.2 内瓦连杆机构

4.3 外瓦连杆机构

4.4 算例

4.5 本章小结

第五章 成型鼓运动仿真

5.1 引言

5.2 成型鼓结构设计

5.3 成型鼓运动仿真

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 研究展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢