考虑弹性误差的渐开线圆柱齿轮半解析接触模型与传动精度分析

在弹性和误差作用下,齿轮接触的高效、精准建模是研究齿轮传动精度的重要基础。为准确分析渐开线圆柱齿轮的弹性和误差对传动精度的影响,提出了一种考虑弹性误差的齿轮半解析接触模型。以渐开线斜齿圆柱齿轮为例,首先,结合齿轮的齿面方程与齿廓误差建立误差齿面模型,得到了误差齿面方程。然后,将解析法和有限元法相结合,建立了弹性误差作用下的齿轮半解析接触模型,并推导了其变形协调方程和力平衡方程。最后,建立齿轮的完整和局部有限元模型,通过提取接触齿面的柔度矩阵来计算齿轮的传动误差。应用所构建的半解析模型分析了齿廓误差和弹性变形对齿轮传动精度的影响规律,并与有限元仿真结果进行对比,验证了该半解析模型的高效性和精准性。研究结果可为渐开线圆柱齿轮在工程中的应用提供理论指导。

基于正交试验和有限元分析的谐波传动柔轮杯体结构优化

柔轮作为谐波传动中的关键部件,其疲劳强度大小直接影响谐波传动的承载能力与使用寿命。基于APDL参数化设计语言,建立柔轮接触分析参数化模型,考虑柔轮与波发生器的配合间隙和轴承的间隙,应用有限元方法求解柔轮的应力场。在此基础上,运用正交试验法分析柔轮杯体各结构参数对最大应力的影响,并以柔轮应力最小作为目标函数,采用零阶方法优化最优柔轮杯体参数。

变桨轴承连接螺栓有限元分析及试验验证

变桨轴承是连接叶片和轮毂的转盘轴承,其寿命直接影响风机的可靠性。通常,变桨轴承的结构设计与优化采用有限元方法,其结果的准确性取决于连接螺栓等效模型的准确性。轴承与叶片和轮毂的连接通过两组百余个螺栓实现,若螺栓连接采用实体模型,则计算量巨大。为此,对螺栓等效模型进行研究,以便在轴承整体模型计算中高效准确得到螺栓组的分布应力。文中分别对采用实体模型、实体无螺纹模型和梁-耦合模型3种螺栓模型的轴承整体有限元模型进行了分析。并设计了载荷工况试验台,将试验结果与有限元结果进行对比分析。结果表明,梁-耦合模型的误差小于7%,在误差允许范围内,且计算效率大大提高,节省了约90%的时间。因此,采用梁-耦合模型能真实等效螺栓连接,为轴承的设计优化提供支撑。

机床轻量化设计结构与性能研究——卧式车床支承件结构特征与静态特性分析

针对机床轻量化设计的关键问题——结构与性能关系进行了研究。以卧式车床支承件为研究对象,对其支承件结合面形式、几何结构类型及结构特征进行了分析;并基于对切削加工工况、载荷和约束特点的分析,应用有限元方法对各支承件的静态特性进行了研究;总结了支承件几何结构类型与支承件静态特性的相应关系。通过研究支承件的结构与静态特性,得出卧式车床中梁、板和箱体三类支承件的变形主要为整体的弯曲、倾覆和扭转以及导轨的局部弯曲和扭转变形。研究结果为卧式车床支承件的结构设计和优化提供了一定的参考依据。

基于网络的机械原理自主学习模式

基于创新教育新体系和构建主义教学理论,将机械原理课堂教学、课程设计、实验教学与网络辅助教学相结合,构建了大连理工大学基于网络的机械原理自主学习模式,建设了机械原理网络辅助教学系统,为学生提供自主学习的知识平台,也为教师提供了丰富的教学管理功能,对提高学生综合素质有积极意义。

机床轻量化设计基本单元物理性能与数据库的研究

探讨机床轻量化单元设计技术,研究壁板类单元的结构性能,构建机床轻量化设计基本单元数据库,为机床支承件轻量化设计提供科学依据。通过研究实际工程应用中机床支承件的内部结构特征,提出机床轻量化壁板类单元概念,抽象出7种壁板类基本单元,建立壁板类基本单元型谱。基于AN-SYS有限元分析方法,建立7种壁板类基本单元的参数化物理模型。在基本单元尺度参数和质量相同情况下,分别研究了7种壁板类基本单元的静动态性能。得到各种基本单元的拉、压、弯、扭静态性能,以及动态基频分布规律,为机床轻量化数据库提供数据来源。

轴、孔接触面荷载分布研究

提出基于有限元法分析接触问题的方法,求解轴、孔半径相近且考虑接触宽度时接触面荷载分布,解决了赫兹弹性接触理论以及工程上常用的关于轴、孔接触面荷载分布方法的局限性.首先利用ANSYS建立轴、孔配合简化模型,采用有限元接触分析方法求解出接触面上荷载的分布形式;然后利用MATLAB拟合工具箱,使用三角函数、高斯函数拟合出荷载的空间分布方程;最后应用于确定大功率风力发电机增速器中大行星架、大行星轮轴接触面之间的荷载分布,验证了方法的优越性.

8MW风电齿轮箱振动特性仿真分析

为了实现超大型兆瓦级海上风电齿轮箱的新产品的开发,降低产品开发风险与成本,以8MW级风电齿轮箱系统为研究对象,基于ADAMS建立齿轮箱系统刚柔耦合动力学模型,并对其进行仿真和结果分析,研究齿轮箱系统的振动特性。通过对齿轮转速仿真结果分析,验证动力学模型的有效性和可靠性,然后进行了齿轮振动频率分析,确定系统振动产生机理,之后在齿轮箱箱体表面合理布置测点,依据测点振动位移响应,分析箱体振动特点,并依据测点振动加速度响应规律,分析影响箱体振动的主要因素。

考虑箱体刚度耦合的齿形修整研究

为提高齿轮的啮合质量,提出了考虑箱体刚度的齿轮修形参数确定方法。建立齿轮轴刚度简化算法,求解齿轮轴弯扭组合变形,确定齿向修形参数初值。在ANSYS中建立带轴段的齿轮接触分析模型,对齿轮啮合刚度做有限元仿真,综合齿向修形确定齿廓修形参数初值。给出箱体刚度阵的简化提取方法确定箱体变形,并耦合到齿轮轴上,以齿面载荷均布为目标优化齿轮修形参数。仿真效果显示:修形后的齿面载荷分布改善明显,验证了修形参数确定方法的有效性。

床鞍的轻量化设计数据库研究

为了建立机床支承件轻量化数据库,论文以数控车床床鞍为研究对象,提出了床鞍的轻量化设计流程,包括床鞍物理模型建立、概念模型生成、主体结构设计和性能分析评价。在保证床鞍静动性能的前提下,优化原材料的布置使其集中在床鞍工作时的传力路径上,剔除对床鞍性能影响作用小的区域部分材料,达到轻量化设计目的。在此过程中构建床鞍轻量化设计数据库,为床鞍的构型与尺度设计、结构单元形状与尺度设计提供系统的数据参考,并应用此设计流程进行床鞍设计,可改变经验与模仿设计现状,推动绿色制造技术的可持续发展。

基于实验建模的谐波齿轮传动柔轮的有限元分析研究

利用经验公式和实验结果得到谐波齿轮传动中柔轮在空载和负载下的强迫位移及受载情况 ,据此建立柔轮的有限元分析模型加以分析 ,并建立实验台对谐波减速器进行实验 ,将得到的实验结果与有限元运算结果相比较 ,验证了本文所建模型的正确性 ,为柔轮的有限元分析及其结构参数的优化提供了重要依据。

齿啮式谐波传动柔轮负载变形函数及齿形修正的研究

以齿啮式输出谐波传动为研究对象,建立了谐波传动理论运动学模型,基于空载变形函数和啮合基本方程,给定柔轮齿廓,求得共轭刚轮齿廓。在ABAQUS中进行有限元分析,提取了柔轮中性层节点位移。基于负载变形规律,利用傅里叶函数拟合得到负载变形函数;在此基础上对共轭齿廓进行修正,从而寻找齿形、载荷、变形三者之间的关系,为后续齿形优化及解决大功率谐波齿轮传动强度和寿命问题奠定了基础。

谐波齿轮传动多目标模糊优化设计的研究

谐波齿轮传动优化设计问题本质上是一个多目标模糊优化问题。本文在传统的谐波齿轮传动优化设计的基础上 ,建立了谐波齿轮传动多目标模糊优化模型 ,并根据模糊集合原理 ,将其转化为传统的单目标约束优化问题 ,从而可用任一常规的优化算法进行求解。算例表明 。

StephensonⅢ型六杆间歇机构近似函数综合自适应方法

提出了平面机构连杆曲线局部自适应拟合方法,定义了连杆曲线具有三次鞍点意义的局部自适应圆、局部自适应直线,把六杆间歇机构近似函数综合转化为平面曲线局部自适应拟合问题,建立了StephensonⅢ型六杆间歇机构近似函数综合的数学模型,给出了可同时保证输出函数间歇与非间歇部分精度要求的优化求解方法,算例表明该优化过程是可行的.

风电制动器的热—结构耦合分析

针对制动器紧急制动时制动盘的旋转运动规律,根据风电制动器的实际结构和热传导的基本理论,建立了制动盘的温度场的数值模型,提出了循环迭代的计算方法,并用ANSYS有限元软件模拟了制动盘的温度场。将温度场中的热单元转化成结构单元实现热-结构的间接耦合,采用184单元刚性梁特性来带动制动盘转动,从而来模拟制动盘的减速运动,在充分考虑温度场和应力场的耦合关系的情况下,提出了分步加载的方法来计算制动盘的应力场。模拟结果表明:制动盘摩擦区域的点的等效应力分布与其温度场的分布基本一致。

耦合弹性支承的齿轮传动系统性能分析方法

提出了耦合弹性支承的齿轮传动系统等效模型,引入多维弹簧单元组合等效轴承与齿轮箱弹性,将"传动轴-轴承-齿轮箱"3个弹性支承件之间以及齿轮箱多个轴承孔之间的耦合关系表述为弹性支承系统的位移约束方程,并耦合齿轮有限元接触分析模型形成齿轮传动系统的性能分析方法。以某单级斜齿轮轴系为例,应用该方法分析了支承形式和刚度对其传动性能指标的影响,包括系统传动误差和齿面接触应力分布,结果表明,该方法相比经验公式计算方法更真实、全面地反映了轴系支承刚度特性对其传动性能的影响。研究工作对轴系支承结构的刚度设计有指导作用。

转子分布不平衡和轴承特性参数同时辨识方法

针对转子模态动平衡的关键参数转子不平衡量和轴承特性参数难以确定的问题,提出一种基于轴承处振动响应的轴承特性参数和转子分布不平衡参数的同时辨识方法。以多项式函数描述转子质量偏心曲线,表征转子连续分布的不平衡质量;以有限元法建立转子/轴承子结构运动微分方程;采用虚功原理将连续分布的广义不平衡力转化为节点处的集中不平衡力并建立其与偏心曲线系数的关系,从而推导出轴承特性参数及质量偏心曲线系数的同时辨识方程,进而实现基于不同转速下轴承处的振动响应辨识出轴承特性参数和分布不平衡参数。以一个转子轴承系统为例进行了偏心曲线阶次对参数辨识的敏感度仿真,结果表明:偏心曲线阶次对参数辨识结果影响较小。以实测轴承处响应辨识得到的参数进行一阶模态动平衡实验,平衡后轴承处振动明显降低,验证了提出的辨识方法及其在模态动平衡中的有效性。

致我们终将到来的老年时光——中国青年人的晚景预期调查报告(2013)

本次问卷调查旨在研究18～35岁群体对老年生活的预期、影响老年预期的因素,以及当前行为选择中考虑养老因素的程度。调查发现,对经济、社会发展越有信心的受访者,对自己老年生活幸福程度的预期越高;养老制度和老年产业发展也对老年生活预期有正向影响;人们在就业、移民等方面考虑养老因素的程度显著地受经济发展、社会稳定预期等因素的影响。应着力解决养老体系存在的问题,缓解公众的养老焦虑,提升长线信心。

装备制造企业库存模式研究与软件实现

为了解决装备制造企业的高效库存管理问题,通过对制造业企业库存管理实际情况的调研与分析,提出了“广义库存”的管理思想,包含短周期生产模式下的库存存储策略、三类物料划分及其在库存盘点、期初数据处理中的应用等内容;设计并编程实现了库存管理信息系统,在大重集团减速机厂实施和应用中取得了满意的效果。

培养学生能力的有效途径——谈组织学生进行机械系统运动方案设计

机械原理课程是一门技术基础课,是机械工程类专业学生的主干课程。其课程设计则是训练学生综合运用已学知识的重要环节。随着科学技术的飞速发展和社会主义市场经济的逐步形成,对机械产品的品种和门类的要求日益增加,要求机械产品在竞争中不断更新和发展,因而,对现代机械工程师提出了更高的要求。机械原理课程设计是机械工程类学生的第一个课程设计,如何培养学生在机械方面的"构思"、"创新"和独立工作的能力就显得十分重要。传统的机械原理课程设计已经不能适应时代发展的需要,这就促使机械原理课程设计从指导思想、形式到内容都要不断进行改革。我们对课程设计的改革是分两步进行的。第一步是将传统的单一图解法改变为图解与电算并行,把计算机应用于机构的分析和设计。这一步从1985年开始一直坚持到现在。