高线速度齿轮副喷油冷却特性分析

齿轮线速度越高,摩擦生热现象越显著,不利于齿轮寿命和效率提升。因此,需要开展高线速度下齿轮副的喷油冷却特性分析,探究最佳的冷却参数。基于Hertz接触理论和齿轮啮合特点,求解了齿面平均接触应力、相对滑动速度和摩擦因数;根据生热理论,得到了高线速度下齿面平均热流密度;进而将齿面热流密度作为边界条件,建立了节圆线速度达120m/s的高速齿轮喷油冷却特性仿真模型;探究了喷油速度、喷油角度以及齿轮整流罩配置对齿轮冷却特性的影响规律。结果表明,提高喷油速度能在一定程度上改善齿面冷却效果;喷油夹角为60°、轴向喷油角度为+20°时,能得到更低的齿面温度;配置轴向整流罩时的齿面降温效果比配置其他整流罩时更好。

行星传动系统均载与动载系数试验测量改进设计

试验测量行星传动系统均载与动载系数的精准度是评价系统动态性能的基础。针对现有行星传动系统均载与动载系数测量方法存在灵敏度与精度欠佳、系数测试算法缺失、测试应力点存误等问题,本文提出了一种方便、实用且具有高精度的行星传动系统均载与动载系数测试方法,定义了系统系数的测试算法与概念,明确了精确应力测试位置点及不同位置间差异性,采用应变片电桥传感器串并联设计,实现了拉压应力叠加、温度补偿以及繁琐标定免除等优点,为精准测取行星传动系统均载与动载性能提供了重要的理论基础和技术手段。

高速齿轮两相流场及喷油润滑特性分析

高速齿轮箱内的复杂流场通过影响齿轮喷油润滑特性,进而影响传动系统的传动效率和工作性能。针对高速齿轮箱复杂流场及挡板结构带来的影响等问题,开展了高速齿轮喷油两相流场及润滑特性研究。基于计算流体力学方法,建立高速斜齿轮喷油润滑两相流场分析模型,分析了两相流场分布特性;在此基础上,研究了喷油参数(如喷油速度、喷油夹角、轴向角度)以及齿轮挡板对喷油润滑特性的影响规律。结果表明,高速斜齿轮喷油润滑时,表面油液有偏斜现象;通过提高喷油速度或增加正轴向角度,可以改善油液偏斜现象,提高润滑效果;齿轮挡板对油液起着导流作用,其中,设置轴向挡板有利于增加齿面的油液。为高速齿轮箱两相流场分布特性研究及喷油润滑优化设计提供了依据。

星型齿轮传动系统动载系数计算方法研究

基于两级星型齿轮传动系统动载不稳定的工况条件进行研究,提出双联星轮弯扭耦合振动边界条件建模方法。建立考虑双联齿轮耦合的两级星型齿轮传动系统弯扭耦合动力学模型;开展星型齿轮系统动载系数数值模拟计算;对各级传动动载系数规律进行分析。结果表明:内齿轮副动态啮合力的波动范围更大,为星型齿轮系统优化设计提供了理论依据。

行星传动系统啮入冲击提取技术及验证

针对行星传动系统受误差随机性及复杂耦合关系影响难以准确构建系统啮入冲击解析模型的局限,提出结合希尔伯特-黄变换、小波降噪及瞬时频率理论,由试验应变信号提取系统啮入冲击的方法。通过设计测量方法并搭建试验平台,获取应变信号频率瞬时变化点,判定提前啮入发生位置,从而获取系统啮入冲击,并创建内啮合副啮入冲击解析模型和有限元分析模型对所提方法予以验证。结果表明,试验结果因受外界因素影响大于理论结果和有限元结果,但三者在趋势及规律性上完全一致。该试验提取方案避免了复杂数学解析模型的构建,且不受系统复杂性及多样性影响,具备广泛、准确、方便等优点,可为实时修形设计以及复杂传动系统的动态性能评测提供依据。

柔性齿圈行星轮系耦合模型创建及振动特性研究

针对柔性齿圈结构振动特性分析缺失以及现有传动系统特性分析方法不足,本文结合模态叠加法、承载接触分析技术与集中质量法,构建了考虑轮齿间接触特性、结构振动与系统振动的行星轮系模型。分析了柔性齿圈行星传动系统的结构振动特性及柔性齿圈对系统动态性能的影响,并避免了集中质量模型无法计入构件结构振动,全有限元模型计算量过大、收敛困难,现有刚柔耦合模型的刚性接触、齿轮参数标准化以及难以引入构件误差等问题。本文为柔性齿圈的设计以及传动系统动态特性的深入探究提供了模型基础和理论指导。

弧齿锥齿轮有限元建模与接触分析

为了使有限元软件能够对齿面微米量级变化的齿轮进行分析,提出了基于高精度建模的有限元分析方法。将齿面的理论计算公式转化成数值计算算法,按照有限元理论和有限元软件的编程语法将齿轮实体进行节点坐标求解和网格单元划分,可以求得一对装配好的有限元齿轮模型。高精度建模的高重合度弧齿锥齿轮算例中,将有限元计算结果与实验结果对比,发现两者的一致性:弯曲应力曲线形状一致,变化规律相近;接触印痕区域一致,变化趋势相同。高精度建模有限元分析能够清晰的反映齿面微米量级改变导致的印痕和应力的变化。

偏置面齿轮的碟形砂轮磨齿及啮合性能

采用碟形砂轮磨齿展成偏置面齿轮,通过碟形砂轮齿廓修形及控制砂轮中心运动实现偏置面齿轮齿面拓扑修形,建立了偏置面齿轮的磨齿和啮合坐标系,推导了拓扑修形偏置面齿轮齿面方程,建立了考虑安装误差的拓扑修形偏置面齿轮轮齿接触分析、承载接触分析模型,并编制了相应计算机程序,最后通过算例进行了分析.算例分析表明:碟形砂轮磨削偏置面齿轮是可行的;偏置面齿轮齿面几何不对称,偏置影响接触印痕、承载传动误差,但不影响几何传动误差;对偏置面齿轮拓扑修形,可有效改善偏置面齿轮副啮合性能.

安装误差对面齿轮承载传动性能的影响

为确定面齿轮传动合理的安装误差范围,有必要揭示安装误差与强度、承载传动误差的内在关系。本文在齿面接触分析(TCA)的基础上,用TCA输出的转角分别将小轮齿面和含有安装误差的面齿轮齿面装配到固定坐标系中,利用小轮、面齿轮齿面离散点的坐标建立两轮的有限元网格模型,并设置前处理条件以生成inp文件,将各转角下的inp文件批处理导入ABAQUS中,求解各个转角下的承载接触问题,获得了面齿轮传动的齿面接触应力、齿根弯曲应力、承载接触路径和承载传动误差。结果表明:安装误差对获得的承载传动性能参数均有明显影响,且影响规律与安装误差的方向有关,获得的承载传动性能参数均对轴夹角安装误差Δγ最敏感,初步确定了应力最大值、承载传动误差均值与安装误差的函数关系。本文为面齿轮传动安装尺寸的公差设计提出了计算方法。

超越离合器研究现状及发展趋势分析

超越离合器一般具有超越和接合两种状态,是实现传动系统工况转换的核心部件。随着机械传动系统技术的发展,对超越离合器的工况要求越来越高。为了便于深入系统地开展超越离合器研究,满足新时代高端装备发展需求,通过梳理啮合式、摩擦式两种不同类型的超越离合器相关文献,总结了近年来超越离合器的研究热点、难点,并分析了超越离合器的未来发展方向,为后续超越离合器研究的开展提供了依据和借鉴。

基于ABAQUS齿轮接触分析的前后处理

为了在使用ABAQUS进行齿轮接触分析时,减少手动工作量,提高结果文件的可读性,提出采用inp文件进行前处理的方法进行建模、装配和条件设置,并利用ABAQUS脚本文件对计算结果进行提取。采用Matlab等软件编写生成inp文件,并对提取的结果进行数据处理。使前处理避免了手动操作,并能在计算完成后提取齿轮重要性能参数接触印痕和应力曲线。

两级星型齿轮传动系统低振动齿廓修形设计研究

针对两级星型齿轮传动系统,为降低系统振动、提升系统性能,开展齿廓修形方法和动力学建模研究。并基于此开展修形参数对系统动态啮合力齿频幅值的影响规律研究,确定齿廓修形参数设计范围。获得齿廓修形参数的非劣解集合,以内外齿轮副啮合频率对应的幅值最小为目标,确定系统齿廓修形参数。开展未修形与修形齿轮系统的动态响应分析,验证了系统齿廓修形设计方法的可行性。结果表明,合理的修形参数可以有效地减小系统的振动。

考虑边缘接触的弧齿锥齿轮有限元接触分析

针对弧齿锥齿轮轻质重载的特点,利用有限元方法的批处理功能进行了考虑边缘接触的轮齿接触分析,定量讨论了边缘接触随载荷增加时的变化规律。根据考虑边缘接触的几何接触分析,将齿轮从进入啮合到退出啮合分成若干步进行计算,每一步的计算结果连接起来用于描述整个啮合的过程。以一对弧齿锥齿轮为例,经过不同载荷条件下考虑边缘接触的定量分析,提取出接触应力、接触印痕、接触路径,并与几何接触分析和承载接触分析结果进行了对比,三者吻合度较好。对比结果证明,通过有限元法分析可以较精确地确定齿轮发生边缘接触时的载荷临界值及边缘接触位置,得出边缘接触会导致接触应力急剧增大、接触路径延长、接触区域面积变大的结果,通过定量计算、比较各项参数指标得出变化规律。

弧齿锥齿轮的向量式有限元静态啮合分析

针对目前向量式有限元的类型和应用范围,根据向量式有限元的基本理论推导了八节点六面体实体单元的基本理论计算式,阐述了逆向运动和单元内力的求解过程,将向量式有限元的应用范围拓展到空间和工程应用领域。对于空间实体结构的接触行为,采用主从面算法和内外算法分别进行了全局搜索和局部搜索,以实现碰撞检测,并通过罚函数法来处理接触问题。以一对弧齿锥齿轮为例,建立了向量式有限元模型,利用该模型进行了分析和计算,并将计算结果与传统有限元计算结果进行了对比,结果表明:通过向量式有限元计算得到的接触力、接触应力以及齿面印痕等与传统有限元方法计算的结果吻合程度较高,并且可以在网格单元较少的情况下得到较为精确的结果。

基于MATLAB的机械零件拓扑优化结果几何重构研究

通过MATLAB的IGES工具箱,将拓扑优化结果输出的IGES几何文件在MATLAB中进行数据处理,把文件中不规则的几何信息进行参数化规整,用最基本的几何图形如直线、圆弧等去逼近拓扑优化结果。利用MATLAB将处理后的几何信息数据,生成特定CAD软件的可识别文件,如UG的grs文件,将其导入CAD中,半自动重构获优化结果 CAD模型。MATLAB数据处理时,先利用轮廓特征进行分段,然后利用简单几何特征逼近原始图形,大大减少数据计算量,节省时间,快速得到预期结果。

基于课程动态反馈的《工程图学》课程思政融合方法探索

随着科技进步和时代发展,网络教学工具为新时代教学发展提供了新的模式。得益于网络教学工具的统计实时性、数据充分性、分析智能化等优点,授课教师可以实时获得学生课堂动态和状态。基于此,本文探寻了以学生动态反馈数据为基础的课程思政融合方法,根据学生状态实时调整授课策略,以激发学生爱国热情和学习兴趣为切入点,从课前、课堂、课后三个方面探索了专业知识传授和课程思政融合的教学方法和策略。

关于如何将课程思政融入《工程图学》的思考

从“思政课程”向“课程思政”的转变和教育改革,是构建社会注意育人体系的重要环节,是培养社会主义现代化专业人才的有力途径。为此,针对《工程图学》中出现的重评分考核,轻价值引领等问题进行分析,探究了《工程图学》中融入思政教学因素的难点所在,并提出实施“课程思政”思考。

机械原理本科课程线上教学方法探讨

机械原理是一门机械类各专业的必修专业基础课,是研究机械的基本理论,也是一门主干课程。2020年,面对突发的公共卫生事件,为确保学习进度,开展了机械原理本科课程的线上教学活动。与线下教学相比,线上教学存在一定劣势,为提升机械原理课程线上教学质量,课程组团队结合机械原理本科教学大纲要求和特点,探索了线上教学方法,开展了教学实践活动,分析了机械原理本科课程线上教学的成果与心得,希望能为后续机械原理本科课程线上教学提供帮助。

基于多平台融合的线上教学模式探究

为了满足教育的需求,在线教学逐渐成为世界各国一种重要的教学模式。不同的国家和地区根据各自的特点采取了不同的在线教学模式,充分利用网络资源,将教学与网络结合,实现特殊情况下"停课不停学"。论述欧美作为在线教育起源较早的地区,根据自身情况采取不同的在线教学模式,取得了较好的效果,为其他国家地区提供了借鉴;国内利用已有的网络工具,将多种在线工具融合利用,进行在线教学,发展出了不同的教学模式;不同的在线教育平台充分使用已存在的网络资源,并积极开发新平台新工具,为保障在线教学的顺利进行提供了多种途径。指出随着网络技术的发展,网络资源将会更加丰富,不同地区的网络条件将会变得均衡,未来多平台融合在线教育将会与线下教育一同发展,实现优势互补。

变位面齿轮副承载特性分析及变位系数优化

为改善面齿轮副啮合性能,采用变位插齿刀对面齿轮进行变位,建立了包含齿根过渡曲面在内的变位面齿轮全齿面理论三维几何模型,进行了承载接触分析(LTCA)和应力场分析,并以齿根弯曲应力、齿面接触应力为两个优化目标,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)优化了变位系数.结果表明:面齿轮副变位对承载传动误差、齿间载荷分配、齿面载荷分布有一定影响,但承载传动误差波动幅值对变位系数并不敏感;负变位可增加重合度,并减小大轮齿根弯曲应力峰值,但齿面接触应力、小轮齿根弯曲应力峰值增大;正变位可减小齿面接触应力、小轮齿根弯曲应力峰值,但大轮齿根弯曲应力峰值增大;优化后的变位系数既提高了齿面接触强度,又使大、小轮弯曲强度趋于接近,有利于提高面齿轮副的承载能力.