کاهش ارتعاشات سازه ها و ماشین آلات صنعتی همواره یکی از موضوعات مهم تحقیق برای مهندسان بوده است. از آثار زیان بار ارتعاشات بیش از اندازه می توان به کاهش عمر خستگی قطعات و یا تخریب سازه های مهندسی بر اثر پدیده تشدید اشاره نمود. روش های مختلفی برای از بین بردن ارتعاشات نامطلوب وجود دارد و یکی از موثرترین این روش ها استفاده از جاذب های ارتعاشات کوک شده می باشد. علیرغم مزایای فراوان جاذب های ارتعاشات، نوع غیرفعال این وسیله دارای معایبی می باشد، مانند کاهش شدید بازده جاذب بر اثر خروج از تنظیم و یا تغییر فرکانس تحریک ورودی. برای غلبه بر این مشکلات روش های گوناگونی ارائه شده اند، که از آن جمله می توان به جاذب های تطبیق پذیر و جاذب های نیمه فعال اشاره نمود. در این تحقیق طرح جدیدی از یک جاذب ارائه شده است که می توان آن را ترکیبی از جاذب های تطبیق پذیر و نیمه فعال دانست. در این طرح جدید سعی شده است تا با استفاده از دو دمپر قابل کنترل، سفتی و میرایی سیستم را به صورت بی درنگ و همزمان کنترل نمود و از این طریق مقدار ارتعاشات سیستم اصلی را بیشتر از مدل های پیشین کاهش داد. در ابتدا توضیحاتی در مورد انواع جاذب های پیشین و همچنین اطلاعاتی در مورد ام - آر دمپرها آورده شده است. سپس نحوه ایجاد سفتی و میرایی متغیر توضیح داده شده و طرح پیشنهادی و روابط حاکم بر آن معرفی شده اند. در ادامه مدل شبیه سازی عددی طرح ایجاد شده و پس از بهینه سازی پارامترهای مدل، از آن برای بررسی رفتار دینامیکی جاذب استفاده شده است. برای بررسی کارایی طرح پیشنهادی، نتایج با نتایج حاصله از جاذب غیرفعال و یک نوع جاذب نیمه فعال که هر دو به صورت بهینه تنظیم شده اند، مقایسه شده است. در انتها نیز خصوصیات طرح پیشنهادی، از جمله معایب و مزایای آن ذکر شده است.

ربات های متحرک اهمیت ویژه ای در زندگی ما انسانها دارند. اغلب ربات های متحرک دارای مجموعه ای پیچیده از سنسورها، سیستم های رانشی، هدایت کننده ها و کنترلرها و سیستمهای ارتباطی با محیط بیرونی می باشند. ربات های متحرک بنا بر وظایف و اهداف طراحی شان می توانند دارای سایزها و اشکال متفاوت باشند. امروزه، رباتهای کروی به خاطر شکل و شمایل و تواناییهای خاصشان توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده اند. در واقع قابلیت تحرک و تغییرپذیری ، یکی از مهمترین اهداف رباتهای متحرک می باشد.در این پروژه هدف شبیه سازی دینامیکی حرکت یک ربات کروی با مکانیزم داخلی جدید می باشد.نتایج بدست آمده در شبیه سازی اهمیت زیادی در کنترل و توانایی ربات دارد. معادلات حرکت بکمک دو روش لاگرانژ و نیوتن- اویلر بررسی شده و در نهایت بهترین نتایج مورد استفاده قرار می گیرد. سپس در خصوص شکل معادلات و الگوی حل این دسته از معادلات بحث مختصری می شود و در نهایت مدلسازی معادلات بکمک نرم افزار متلب انجام می شود. بدین صورت که چند مسیر خاص بعنوان ورودی برای ربات تعیین شده و سپس با شبیه سازی خروجی سرعت و گشتاور موتورها بدست می آید. این خروجی به بخش الکترونیکی و قدرتی ربات فرستاده شده و ربات با توجه به این ورودی ها در مسیر مشخص با سرعت و شتاب مشخصی به حرکت در می آید. در پایان نتایج کلی شبیه سازی آورده شده و به بررسی آنها پرداخته می شود.

این پروژه برآن شده است که روشی نو را برای نمونه سازی سریع و ساخت سریع بنا کند. این کوشش، با تمرکز بر روی نقاط ضعف روش ساخت لایه ایی اشیاء و با اتکا بر قدرت این روش در ساخت قطعات نا متعارف که با روش های معمول قابل ساخت نمی باشد، روش نمونه سازی سریع را از یک روش ضعیف و نمایشی به روشی با قابلیت ساخت قطعات کاربردی و ظریف، تبدیل می سازد. در این بحث در روش ساخت لایه ایی اشیاء، به جای لیزر از ابزار برشی استفاده شده و با این کار قابلیت کار بر روی انواع مواد، بخصوص فلزات را به این روش داده است. همچنین برای بهبود کیفیت ساخت از چندین نوع ابزار با هندسه های متفاوت استفاده گردیده که قابلیت ماشین را بسیار افزایش می دهد. در این کار ایده ی نو دیگری نیز به کارگرفته شده است که آن، استفاده از برنامه ی هوشمندی است که با توجه به هندسه ابزار های موجود و هندسه قطعه در هر لایه، نوع ابزار و ضخامت لایه را برای رسیدن به حداقل خطا و زمان انتخاب و محاسبه می نماید. در این کار پس از ایده پردازی و کار بر روی مفاهیم این روش نو و نوشتن نرم افزار هوشمند، نوبت به طراحی و ساخت ماشین می رسد (که ساخت به دلیل عدم تامین هزینه های آن ممکن نگردید). سپس مراحل طراحی در حد امکان به صورت تجاری و با توجه به جنبه های اقتصادی و عملی و با در نظر گرفتن شرایط بازار و کشور انجام گرفته است وکلیه قطعات منتخب با وسواس خاصی، چه از نظر مهندسی و چه از نظر اقتصادی گزینش گردیده اند.

صنعت خودرو در طول سالیان متوالی به دنبال بهبود کیفیت خودرو و راحتی سواری و افزایش قابلیت مانور پذیری خودروها بوده است. از آنجا که خودروی مورد نظر خودروی شبه ربات است، در بخش ربات های متحرک نیز وجود سیستم تعلیق می تواند در کنترل بهتر آن و نیز تاثیرپذیری کم اجزای ربات از ناهمواری های جاده کمک نماید. چرخ های کروی، با حرکت هولونومیک امکان تغییر جهت آسان و مانور بهتر خودرو را فراهم می کند. تاثیرات مثبت وجود سیستم تعلیق بر رفتار دینامیکی خودروهای چرخ دار؛ مانند کاهش ارتعاشات عمودی سیستم؛ عدم ایجاد خستگی در قطعات تحت بار دینامیکی؛ دقت در جهت یابی و تخمین موقعیت ربات ها در هر لحظه؛ به خوبی ضرورت وجود سیستم تعلیق را برای یک خودرو و ربات متحرک توجیه می کند. در این پروژه ابتدا به معرفی انواع ربات ها و مزیت های استفاده از ربات های متحرک با چرخ های کروی پرداخته می شود. همچنین به ارائه دلایل ضرورت وجود سیستم تعلیق در خودروها پرداخته و انواع سیستم تعلیق و پارامتر های مهم طراحی مورد بحث قرار گرفته و انتخاب می شود. سپس روش طراحی سیستم تعلیق مناسب برای خودروی مورد نظر، مورد بررسی قرار می گیرد. با توجه به انتخاب سیستم تعلیق دوجناقی برای خودرو، در بخش طراحی ابعاد و زوایای بازوهای سیستم تعلیق دو جناقی به دست می آیند. در ادامه با معرفی انواع مدل سازی ارتعاشی، پارامترهای مهم سیستم تعلیق شامل ضریب سختی فنر و میرایی کمک فنر محاسبه خواهند شد. با کامل شدن طراحی سیستم تعلیق خودرو با لحاظ کردن مدل نیمه خودرو با درجه آزادی چهار و مدل کامل خودرو با درجه آزادی هفت، و به کمک نرم افزار متلب به بررسی و مقایسه پاسخ های فرکانسی و پاسخ های زمانی خودرو در مواجهه با دست انداز های مسیر پرداخته خواهد شد.

خودروهای رباتی، مانند ربات های دارای ساختار شبه ماشین و یا رانش تفاضلی با محدودیت هایی در مانور پذیری مواجه می باشند. بطور نمونه ربات متحرک شبه ماشین امکان حرکت از کنار (حرکت در راستای محور چر خهای محرک) و چرخش درجا را ندارد. نوع خاصی از مکانیزم های حرکتی موجود، به خودرو اجازه ی حرکت در تمامی جهات از جمله حرکت به طرفین و حرکت چرخشی در جا را می دهد؛ این نوع مکانیزم ها را همه جهته یا هولونومیک می نامند. در این پروژه به معرفی یک خودرو با مکانیزم حرکتی همه جهته می پردازیم که از چهار چرخ کروی بهره می گیرد. انتقال قدرت به این چرخ ها توسط چرخ هایی تحت عنوان چرخ های همه جهته ا نجام می گیرد که به عنوان واسط بین موتور الکتریکی محرک و هر یک از چرخ های کروی عمل می کند. ابتدا، به طراحی سیستم انتقال قدرت پرداخته می شود. در مرحله ی بعدی نحوه ی تثبیت سیستم تعلیق به عنوان رابط چرخ ها و شاسی مورد برسی قرار می گیرد. در ادامه تحلیل بارگذاری شاسی خودرو انجام شده و ابعاد مناسب آن بدست می آید. در نهایت تحلیل سینماتیکی و دینامیکی خودرو انجام پذیرفته و با شبیه سازی های مختلف، کارایی آن بررسی می شود.

چکیده برای راه اندازی و شروع به کار ماشین ها باید یک مولد قدرت وجود داشته باشد. بیشتر مولدهای قدرت مورد استفاده در صنایع امروزی از انواع موتورهای الکتریکی و یا موتورهای احتراق داخلی می باشند. این مولدهای قدرت در یک دور و گشتاور ثابت و یا در یک بازه خاصی از دور و گشتاور کار می کنند. این در حالی است که در بسیاری از ماشین ها لازم است در دورها و گشتاورهای مختلفی کار کنند. برای رفع این مشکل از سیستم های انتقال قدرت استفاده می شود. وظیفه این سیستم ها تأمین و تغییر دور و گشتاور به صورت مطلوب می باشد. سیستم های انتقال قدرت معمولاً به دو دسته کلی مرحله ای و پیوسته تقسیم می شوند. همانطور که از نام این دو دسته پیدا است، نوع مرحله ای نسبت های تبدیل خاصی را به صورت مرحله ای ایجاد می کنند. اما نوع پیوسته به صورت پیوسته از ابتدای بازه نسبت تبدیل به انتهای آن می رسد. در دسته پیوسته انواع مختلفی وجود دارد که در این پروژه به بررسی، طراحی و ساخت نوع ساچمه ای آن پرداخته خواهد شد. بنابراین در فصل اول پایان نامه به طور مختصر به تشریح انواع سیستم های انتقال قدرت پیوسته پرداخته شده، سپس با جزئیات بیشتر نسبت به معرفی انواع سیستم های انتقال قدرت ساچمه ای بحث می شود. در فصل دوم به تحلیل و طراحی بخش های مختلف آن شامل ساچمه ها، دیسک های انتقال قدرت، مکانیزم کنترل، یاتاقان ها و غیره پرداخته می شود. در فصل سوم با انجام محاسبات لازم نیروها و گشتاورهای وارد بر اجزای مختلف سیستم بدست می آید. در فصل چهارم نیز مراحل طراحی مدل کامپیوتری قطعات و مونتاژ آنها به همراه ساخت سیستم تشریح می شود. کلمات کلیدی :

cvt ها امروزه در صنایع اتومبیل سازی از جایگاه به خصوصی برخوردارند. یک سیستم انتقال قدرت پیوسته (cvt) سیستمی است که به کاربر این اجازه را می دهد تا سرعت زاویه ی بین ورودی و خروجی را از یک مقدار مثبت به مقداری دیگر به طور یکپارچه تغییر دهد. لئوناردو داوینچی طرح اولین cvt را در سال 1490 ارائه کرد. و یک شرکت خودروسازی آلمانی به نام daf این سیستم را در سال 1958 برروی خودروی خود به نام daf600 تعبیه کرد. ولی موفق نبود، چرا که به دلیل وجود محدودیت های ساختی تنها توانستند سیستم انتقال قدرتی متناسب با موتور با قدرت 100 اسب بخار بسازند. cvtهای اصلاح شده که قادر به انتقال قدرت موتورهای قوی تری بودن در اواخر دهه 90 وارد بازار شدند. این گونه سیستم های انتقال قدرت را می توان در برخی از مدل های آئودی a4، جیپ compass and patriot، خودروی هیبریدی فورد، مینی ماینر bmw، بنز کلاس b، خودروهای هیبریدی هوندا، میتسوبیشی لنسرها و حتی در برخی خودروهای هیبریدی تویوتا مثل camry و highlander مشاهده کرد. برخلاف سیستم های انتقال قدرت متداول، در این سیستم انتخاب نسبت تبدیل محدود به چند نسبت ثابت نیست. یک سیستم انتقال قدرت نامحدود (ivt)، مثل ivt های ساچمه ای، نوع خاصی از cvt هستند که علاوه بر نسبت تبدیل های مثبت، نسبت تبدیل صفر را نیز ایجاد می کنند و معمولا از آنها به دنده خنثی یاد می شود.[1] شاید بتوان سیستم انتقال قدرت اتومبیل را مناسب ترین مکان برای مشاهده چگونگی تأثیر پیشرفت cvt ها در عملکرد ماشین ها دانست. در این قبیل وسایل cvt به موتور خودرو این اجازه را می دهد تا همواره با بهترین و بالاترین راندمان کاری خود عمل کند، بدون اینکه به سرعتی که خودرو در آن حرکت می کند وابسته باشد. ازاین رو، به این طریق کاهش 10 درصدی مصرف سوخت امکان پذیر می شود. همانطور که پیش تر ذکر شد، کارهای فراوانی در زمینه سیستم های انتقال قدرت پیوسته انجام شده است. به طور کلی، می توان سیستم های انتقال قدرت را به 4 دسته مختلف تقسیم بندی کرد: تسمه ای، هیدرواستاتیکی، مکانیزمی و اصطکاکی. 1. cvt تسمه ای: این سیستم از یک جفت پولیv شکل ساخته می شود به گونه ای که نصف پولی می تواند برای تغییر نسبت دنده به صورت محوری حرکت کند. یک تسمه متصل کننده که پولی ها را به حرکت در می آورد توان را بین پولی محرک و متحرک منتقل می کند (شکل 1). شکل 1- cvt نوع تسمه ای 2. سیستم انتقال قدرت هیدرواستاتیکی: این نوع از cvt با استفاده از پمپ های جابه جایی متغیر جریان سیال را به موتورهای هیدرواستاتیک تغییر می دهد. در این نوع انتقال، حرکت دورانی موتور نقش موتور هیدرواستاتیک را در سمت محرک ایفا می کند. پمپ حرکت دورانی را به جریان سیال تبدیل می کند. و سپس یک موتور هیدرواستاتیک دیگر در طرف محرک جریان را به حرکت دورانی بازمی گرداند. شکل 2- cvt نوع هیدرواستاتیک 3. سیستم انتقال قدرت مکانیزمی: سیستم انتقال مکانیزمی نوع دیگری از سیستم های انتقال قدرت مکانیکی محسوب می شود. تمام cvtهای مکانیزمی حرکت دورانی ورودی را به دو یا تعداد بیشتری حرکت قابل تنظیم تبدیل می کنند. سپس با استفاده از چندین کلاج یک طرفه، این حرکت ها دوباره به حرکت های دورانی تبدیل شده و در این مسیر، نسبت سرعت های زاویه ای ورودی و خروجی تنظیم می شود (شکل 3). شکل 3: سیستم انتقال قدرت مکانیزمی 4. سیستم انتقال قدرت اصطکاکی: تنها مشخصه شناسایی آنها چگونگی انتقال قدرت در آنهاست که توسط غلتک-های تماسی صورت می پذیرد. همانطور که برای هر شخصی قابل تصور است، موفقیت در عملکرد آنها، به میزان زیادی به طراحی دقیق و مناسب هندسه مسیر تماس و سینماتیک ها وابسته است (شکل 4). از معمول ترین و موفق ترین انواع اصطکاکی می توان از: سیستم های انتقال دور پیوسته ساچمه ای (cvp)، تغییر دهنده های کپ و سیستم های پیوسته میلنر نام برد. 4-1) تغییر دهنده کپ (kopp) و سیستم انتقال قدرت میلنر(milner): هر دو این دو سیستم ها برای انتقال قدرت بین دیسک های ورودی و خروجی به جای استفاده از غلتک از ساچمه های سیاره ای استفاده می کنند. با این تفاوت که در تغییر دهنده کپ ساچمه را برای تغییر سرعت جابه جا می کنیم ولی در میلنر این عمل توسط حرکت محور صفحات صورت می پذیرد. 4-2) سیستم انتقال دور پیوسته ساچمه ای: با نگاهی دقیق تر به سیستم انتقال قدرت ساچمه ای در می یابیم که عضوهای اصلی این سیستم نیز مانند سیستم انتقال قدرت سیاره ای معمول بوده که یک رینگ به آن اضافه می شود: • رینگ 1 • یک حامل با چرخ دنده های سیاره ای • یک چرخ دنده خورشیدی مرکزی • رینگ 2 به طور مشابه با سیستم انتقال قدرت سیاره ای معمولی در سیستم ساچمه ای نیز با انتخاب اینکه کدام اعضا ورودی،خروجی و یا ثابت نگهداشته شوند، نسبت تبدیل های مختلف حاصل می شود. تفاوت اصلی این دو نوع در این است که، از آنجایی که نوع ساچمه ای چهار عضو اصلی دارد، یک عضو باید آزادانه دوران کند. به عنوان مثال در یک cvp استاندارد، حامل ثابت نگهداشته شده، خورشید آزادانه می گردد و رینگ های 1 و 2 ورودی و خروجی در نظر گرفته می شوند. ولی اگر، رینگ 1 ثابت نگهداشته شود، خورشیدی مجدد آزادانه بگردد، حامل به عنوان ورودی در نظر گرفته شود و رینگ 2 خروجی باشد، یک سیستم تغییر دهنده نامحدود ivt حاصل می شود. که در آن ورودی می چرخد ولی خروجی ثابت می ماند. شکل 4- ivt ساچمه ای در حالت کلی، بوسیله سیستم انتقال قدرت ساچمه ای می توان به 10 ترکیب، و در صورت جفت شدن با یک سیستم سیاره ای معمول به 300 ترکیب مختلف در رابطه بین ورودی و خروجی دست یافت. این تطبیق پذیری، در بین سیستم های cvt و ivt بی همتا است. پایان نامه در راستای تجزیه و تحلیل یکی از سیستم های انتقال قدرت اصطکاکی است که پس از بررسی بیشتر مشخص خواهد شد.

صنعت خودرو در طول سالیان متوالی به دنبال بهبود کیفیت خودرو و راحتی سواری و افزایش قابلیت مانور پذیری در خودروها بوده است. از آنجا که راحتی سواری و قابلیت فرمان پذیری دو پارامتر متضاد در خودرو می باشند. طراحی سیستم های تعلیق برای بهینه کردن این موارد متضاد در خودرو می باشد. در طول دو دهه اخیر انواع مختلفی از سیستم های تعلیق برای این منظور طراحی شده اند که دارای کارایی متفاوتی نیز بوده اند. یکی از آنها سیستم تعلیق با ارتباط داخلی می باشد که در این تحقیق به یک مورد خاص از آن می پردازیم. این سیستم تعلیق مانند انواع مشابه دارای گوی پنوماتیکی نمی باشد و به جای آن از دو سیلندر و پیستون تعادل حجم استفاده می شود تا حرکت نسبی یک سمت چرخ و بدنه خودرو را به سمت دیگر انتقال دهد. انتظار می رود این سیستم، تعادل حرکتی و فرمان-پذیری خودرو را بهبود ببخشد، درحالی که اثر مفید کمتری در راحتی رانندگی داشته باشد. بهبود تعادل در این خودرو با کاهش زاویه غلتش در برخورد با موانع بررسی شده است. در این پروژه ابتدا به معرفی انواع سیستم تعلیق و مزیت های استفاده از سیستم تعلیق با ارتباط داخلی نسبت به سیستم تعلیق معمولی پرداخته، سپس به ارائه مدلی جهت حل تحلیلی پرداخته و روابط دینامیکی حرکت را نوشته شده است. روش تحلیلی برای سیستم تعلیق پیشنهادی خودروی مورد نظر، استفاده از روابط حرکت نیوتن، اویلر و روابط مربوط به دبی سیال جاری بین سیلندرهای هیدرولیک می باشد. در نهایت با استفاده از جعبه ابزار سیم مکانیک به مدل کردن خودروی معمولی و خودرویی با سیستم تعلیق پیشنهادی پرداخته شده است. نتایج حاصله نسبت به انواع مختلف ورودی، با هم مقایسه و تحلیل شده است.

موضوع بحث این پروژه طراحی و تحلیل سیستم تغییر دور پیوسته از نوع تسمه ای بوده و اساس عملکرد آن تغییر قطر دو پولی نسبت به یکدیگر، که توسط تسمه ی تخت به یکدیگر متصل شده اند، می باشد. برای تغییر قطر پولی ها، از مکانیزم سه نظام دستگاه تراش استفاده شده است. به گونه ای که پولی ها به قطاع هایی تقسیم شده و نقش فک های سه نظام را دارند. صفحه ای که دارای رزوه ی مارپیچ است در پشت این قطاع ها قرار داشته و با چرخش خود باعث تغییر قطر پولی ها می شود. این سیستم تغییر دور پیوسته شامل شش قسمت است. قسمت اول مجموعه محور ورودی، قسمت دوم مجموعه کنترل محور خروجی، قسمت سوم مجموعه محور خروجی، قسمت چهارم مجموعه کنترل محور ورودی، قسمت پنجم مجموعه ی انتقال قدرت و قسمت ششم شامل بدنه ی سیستم می باشند. یک المان واسط (تسمه ی لاستیکی یا زنجیر) قدرت را از ورودی ( پولی اولیه) به خروجی (پولی ثانویه) انتقال می دهد. هدف از این پروژه طراحی و تحلیل طرحی بود که با ایده ی تغییر قطر پولی ها نسبت به یکدیگر بوجود آمد. طرحی که در این پروژه بحث شده است، تا به حال ساخته نشده و طرحی نو و کاملا جدید است. در فصل اول به بررسی پیشینه و کارهای انجام شده در زمینه ی تغییر دور پیوسته های تسمه ای پرداخته شده است. در فصل دوم روند تکمیلی طرح و بیان مشکلات بوجود آمده در این مسیر و چگونگی حل این مشکلات بحث شده است. در فصل سوم محاسبات ابعاد و فصل چهارم اجزاء دقیق به همراه نقشه ی آنها ارائه شده اند. در فصل پنجم نیز نتایج و پیشنهادهای تکمیلی جهت ارتقاء عملکرد سیستم تغییر دور پیوسته بیان شده اند.

در سال های اخیر با پیشرفت و استفاده بیشتر از ربات ها و سیستم های همه جهته، نحوه ی انتقال قدرت به چرخ های کروی یکی از موضوع های مورد بررسی بوده است. چرخ های کروی به دلیل شکل هندسی خود، قابلیت مانورپذیری بالایی دارند. به دلیل یکنواخت بودن هندسی و استفاده در ابعاد گوناگون، این چرخ ها جایگزین مناسبی برای سیستم ها و چرخ های همه جهته می باشند. به حداکثر رساندن گشتاور انتقالی چرخ کروی یک نیاز اساسی بوده است که تاکنون مطالعاتی در این زمینه انجام نشده است. سیستم انتقال قدرت نوینی که در این پایان نامه ارائه می شود، می تواند مسیر تازه ای برای حرکت ربات ها و خودروها فراهم آورد که قدرت بیشتری نسبت به سیستم های انتقال قدرت مشابه خواهد داشت.