摩托车曲轴总成动平衡新型检测系统的研究与开发

论文摘要

摩托车曲轴总成是一种较特殊的刚性转子,它由曲柄、连杆和模拟活塞组成,本质上属于不平衡转子。因此,为了减小发动机的振动,研究曲轴总成的动平衡理论及其检测方法对提高产品的质量具有重要的意义。本文以摩托车曲轴总成为研究对象,研究和开发一种新型动平衡检测系统。本文主要工作及内容如下:论文首先对曲轴总成的动平衡理论开展了研究。将曲轴总成抽象为曲柄滑块机构作为其物理模型及理论模型,进行了曲轴总成运动学和动力学的分析以及最新的理论计算。讨论了以动平衡率γ和主轴倾角ψ为测量参数的摩托车曲轴总成的动平衡的测量参数,分析并由此推导出曲轴总成动平衡计算公式。另外针对平衡块偏置角β和旋转质量往复质量之比f与动平衡率γ和主轴倾角ψ四者之间的关系进行了计算和仿真。其次,介绍了测试系统硬件结构的设计。讨论了提高整体系统性能以及稳定性和提高抗干扰能力的措施。根据系统需求,本文设计并完成一套详细的软件系统的开发。软件系统采用模块化的结构设计,大大提高了系统的灵活性和可扩展性。论文较详细介绍了软件的构成及工作原理。最后,对检测结果和数据进行了分析,对机械系统误差来源和原理误差进行了定性分析。提出本研究存在的问题,并对未来的研究作了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 动平衡检测技术的发展与现状
• 1.3 本课题的研究背景与意义
• 1.4 本文研究的内容
• 2 动平衡理论及动力学特性分析
• 2.1 引言
• 2.2 动平衡的概念
• 2.2.1 静平衡与动平衡
• 2.2.2 转子不平衡量的表述
• 2.3 曲轴总成运动学分析
• 2.4 曲轴总成的力学模型及动力学分析
• 2.4.1 第一种模型的不平衡计算分析
• 2.4.2 第二种模型的不平衡分析计算
• 2.4.3 第三种模型的不平衡计算分析
• i 方向上不平衡惯性力的计算与分析'>2.5 曲轴总成倾斜某角度θ_i方向上不平衡惯性力的计算与分析
• 2.5.1 基本计算关系
• 2.5.2 摩托车曲轴总成不平衡量的描述
• 2.6 关于γ、ψ与f 、β的讨论
• 2.7 曲轴总成的动平衡测量原理
• 2.7.1 曲轴总成动平衡测量特点
• 2.7.2 当前工厂对曲轴总成动平衡的测试方法
• 2.7.3 本课题提出的曲轴总成动平衡检测的新方法
• 3 摩托车曲轴总成动平衡检测新系统
• 3.1 引言
• 3.2 系统总体介绍
• 3.3 摩托车曲轴总成动平衡系统硬件系统的设计
• 3.3.1 检测系统机械结构简介
• 3.3.2 控制及硬件构成
• 3.4 驱动模块设计
• 3.5 振动信号的采集
• 3.5.1 振动信号的特点
• 3.5.2 传感器的设计
• 3.5.3 信号调理
• 3.5.4 数据采集卡及选用
• 4 摩托车曲轴总成动平衡系统的软件设计
• 4.1 引言
• 4.2 开发平台的选取
• 4.3 软件需求分析
• 4.4 总体设计
• 4.4.1 系统总体模块结构
• 4.4.2 功能模块介绍
• 4.5 关于数据处理的讨论
• 4.5.1 小波变换
• 4.5.2 MALLAT 算法
• 5 检测结果与数据分析
• 5.1 引言
• 5.2 曲轴总成动平衡测量的仿真试验
• 5.2.1 数学模型的建立及仿真结果
• 5.2.2 仿真结果分析
• 5.3 曲轴总成动平衡测量参数γ和ψ的理论计算
• 5.4 不同工况的检测结果
• 5.5 标准检测结果报表
• 5.6 与其他检测结果相比较
• 5.7 利用小波分析对动平衡数据的处理
• 5.8 误差分析
• 6 结论与展望
• 结论
• 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录