大伸缩比轴/径向伸缩机构的设计理论与方法

大伸缩比/高展开度伸缩机构的创新设计是国际机构学研究的前沿课题，具有广泛的工程应用前景。本项目面向航空子午线轮胎成型装备自主创新需求，以拓扑/变胞机构学为主要工具，研究一类结构紧凑、大伸缩比、高刚度伸缩机构的设计理论与方法。拟从组成机构的基本伸缩单元的构型优选及组合方式出发，通过揭示基本伸缩单元的拓扑构型与整个机构伸缩性能的映射关系，提出适于这类机构基本伸缩单元构型优选、性能评价及尺度综合的理论与方法，形成整个机构的数字化设计流程，并用于指导一种具有自主知识产权的航空子午线轮胎成型鼓原型样机开发，进而为我国航空子午线轮胎成型鼓的自主创新提供重要的理论和技术基础。

面向轮胎成型装备对大伸缩比轴/径向伸缩式成型鼓的创新设计需求，分析了机构实现伸缩运动的基本要求，系统研究了机构的构型综合、运动学、静力学及尺度综合的一般方法。. 在系统分析成型鼓的结构与工作原理的基础上，将机构划分为内瓦与外瓦驱动机构的两组基本伸缩单元。建立了两组基本伸缩单元依次伸缩运动的设计准则。采用机构创新设计理论、变胞机构理论与约束螺旋理论，分别研究了内瓦与外瓦驱动机构的构型综合方法。并根据不同工程需求，遴选和创新设计出3种可行的新型成型鼓构型。. 以现有轴/径向伸缩式成型鼓及新型成型鼓为对象，建立了机构的运动学及静力学模型，在分析并揭示影响机构伸缩性能和传力特性主要因素的基础上，建立了成型鼓内瓦与外瓦驱动机构的尺度综合方法。为大伸缩比伸缩式成型鼓真实机构的参数设计提供了理论依据。.应用上述研究成果，结合创新设计的新型成型鼓构型，采用工程软件构建出成型鼓的CAD模型，并研制出2台相应的实验样机。. 项目研究内容可为一类大伸缩比轴/径向伸缩式成型鼓的创新设计提供一种新的思路和方法。项目研究已获国家发明专利3项，撰写论文8篇。其中，发表/录用期刊论文5篇，会议论文1篇，整理待投稿论文2篇。