非圆齿扇齿条副齿面接触应力分析及仿真

针对汽车转向器摇臂轴非圆齿扇的工作齿面易发生磨损、点蚀甚至断裂等现象,围绕非圆齿扇齿条副的齿面接触应力理论建模与有限元仿真分析开展研究,提出一种非圆齿扇齿条副接触应力理论计算模型,研究齿扇齿宽B、齿条压力角α和齿扇锥角φ等几何参数对齿面接触应力的影响规律;将非圆齿扇齿条副三维参数化建模与齿面动态啮合有限元仿真分析集成,提出一种非圆齿扇齿条副接触应力参数化、全流程仿真分析计算方法。预期为汽车转向器非圆齿扇齿条副的设计分析提供理论和方法指导。

不同方向上行星滚柱丝杠螺纹副啮合侧隙研究

根据丝杠、滚柱以及螺母结构特征,利用空间曲面参数方程分别建立了行星滚柱丝杠各个零件的螺旋曲面模型,并结合行星滚柱丝杠装配关系,得到行星滚柱丝杠空间啮合曲面方程。在此基础上,获得螺旋曲面法向量,基于曲面啮合条件,考虑零件运动方向,建立了行星滚柱丝杠在轴向、径向以及周向上的啮合侧隙模型,并讨论了结构参数对行星滚柱丝杠啮合侧隙的影响规律。结果表明,滚柱与丝杠侧在3个方向上的啮合点均不在螺纹中径,滚柱与螺母侧3个方向上的啮合点均在滚柱螺纹中径位置;螺距、牙侧角以及螺纹牙厚均对行星滚柱丝杠啮合侧隙有影响,只有增大螺纹牙厚才能同时减小3个方向上的啮合侧隙,螺距和牙侧角应根据实际需要选择合适的参数。

Mesh网的可靠性评价方法研究

为了对固定无线Mesh网中可用路径多样性带来的可靠性进行评价,将有线网络可靠性算法和无线网络传输模型结合,提出一种Mesh网终端对可靠性计算方法.能够计算出全部链路和节点的故障率,以及基于多跳/多路径链路的性能计算出用户站和基站间链路的总故障率.实验结果表明:能够有效地评价Mesh用户站群与基站连接的可靠性,提高了网络节点选择到基站最可靠通路和避开网络中较差链路,以及在更可靠的链路上获得更低的误码率的能力.

单螺杆压缩机星轮齿内到齿侧间隙的精准供液技术研究

单螺杆压缩机具有良好的力学性能,单机容量大、结构简单、易损件少,在无油空气压缩、低温热泵、水蒸气压缩等诸多领域具有良好的应用前景。星轮齿和螺杆齿槽组成的啮合副是单螺杆压缩机的核心部件,其必须具有良好的润滑,否则易因高速滑动遭到磨损。单螺杆压缩机通常会使用喷液润滑,然而在一些特殊领域内,喷入润滑液体(如水)可能会造成排气参数降低。为减少单螺杆压缩机的喷液量同时确保可靠润滑,提出了一种星轮-螺杆啮合副精准喷液润滑构造及其设计方法,并利用FLUENT模拟了构造内部润滑水的流动和传热过程,验证了构造及设计方法的合理性,为单螺杆压缩机向高转速、水蒸气压缩机领域的发展提供了一种技术方案。

基于改进分形方法的齿面磨损故障直齿轮啮合特性分析

考虑实际的轮齿表面微观形貌,建立了轮齿间相互作用的三维分形接触模型。结合轮齿承载接触分析方法,考虑轮齿间摩擦力的影响,建立了直齿轮副的时变啮合刚度模型,并通过有限元方法进行了验证。结合Archard磨损模型,考虑齿面粗糙度和摩擦力的影响,分析了齿面磨损故障状态下直齿轮副的啮合特性和磨损深度,同时分析了摩擦力和分形参数对时变啮合刚度和磨损深度的影响。摩擦力导致节线处的时变啮合刚度发生突变。当直齿轮副处于双齿啮合时,摩擦因数的增加和分形维数的降低导致磨损深度的增加和时变啮合刚度的降低。时变啮合刚度随分形维数的变化呈线性变化。分形维数对时变啮合刚度和磨损深度的影响随着磨损周期的增加更为明显,超过了摩擦因数对其的影响。

考虑裂纹故障的时变啮合刚度计算研究与分析

以传动系统中存在裂纹故障的直齿轮为研究对象,综合考虑轮齿接触、弯曲、剪切、径向压缩和弹性变形等因素,提出了一种修正裂纹直齿轮副时变啮合刚度的算法。通过简化齿轮为悬臂梁的方式,分析裂纹的长度、深度、角度等参数对直齿圆柱齿轮啮合刚度的影响,采用MATLAB编程实现了时变啮合刚度的修正计算。研究结果为直齿圆柱齿轮副裂纹失效机理提供了理论基础。

精密梯形丝杠副传动技术研究

梯形丝杠副的径向配作间隙影响其配合性质,其中,梯形丝杠副用来存储润滑油和提供热膨胀余量的侧隙,直接影响了梯形丝杠副传动的连续平稳性。针对径向配作间隙,提出了基于齿厚数显卡尺控制内、外梯形螺纹中径处法向齿厚值,间接实现控制内、外梯形螺纹中径值,并开发了Visual Basic径向间隙控制程序,实现梯形丝杠副的最佳径向间隙要求。研究了梯形丝杠副径向配作间隙和梯形螺纹牙型半角对传动啮合的影响,总结出牙型半角对梯形丝杠和配作螺母的磨损规律。通过试验进行验证,该磨损规律可实现梯形丝杠副最佳的牙型半角啮合,有效解决了梯形丝杠副磨损严重、自锁性差等问题,提高了梯形丝杠副传动的平稳性。

基于弹流摩擦副刚度的直齿轮修形研究

首次在直齿轮修形时考虑了弹流润滑的影响,提出用齿轮弹流摩擦副啮合刚度取代传统齿轮啮合刚度计算最大修形量进行齿轮修形的新方法。基于弹流润滑理论,将弹流油膜简化为线性化的弹簧阻尼,建立了线接触摩擦副的摩擦学―动力学耦合模型,运用数值方法求得齿面弹流摩擦副刚度;采用ISO齿轮啮合刚度定义分别计算出齿轮的啮合刚度和齿轮弹流摩擦副啮合刚度,并基于两种不同的齿轮啮合刚度计算最大修形量,进行齿轮修形;通过Creo分别建立了标准齿轮、ISO方法修形齿轮、基于弹流摩擦副啮合刚度修形的齿轮啮合模型,运用Adams和Romax对3种齿轮副的动态啮合力、角加速度和传动误差进行了仿真和比较,并将基于弹流摩擦副啮合刚度计算的最大修形量和一些工程实际修形齿轮的修形量进行了对比。结果表明,计入弹流润滑影响后,齿轮刚度明显降低,导致齿轮最大修形量增大,且基于弹流摩擦副刚度的修形效果优于ISO方法的修形效果,齿轮动力学性能和传动性能改善明显,并且修形量的理论计算值也更贴近于工程齿轮的实际修形量。

齿面摩擦和几何偏心对含变位直齿轮啮合刚度的影响研究

以含变位的渐开线直齿轮副为研究对象,基于能量法建立了包含非线性赫兹接触刚度、真实的齿廓型线和基体刚度耦合效应的齿轮啮合刚度计算模型。考虑齿轮变位的影响,修正了啮合刚度计算中齿廓型线、基圆半角和齿根圆半角的计算公式;修正了考虑齿面摩擦时的基体耦合刚度模型;推导了考虑几何偏心的齿轮啮合点压力角模型。研究了变位、齿面摩擦和几何偏心对啮合刚度的影响规律。结果表明,变位齿轮副的中心距、啮合刚度幅值、重合度都有着较大变化;由于变位,一对相互啮合的齿轮齿面摩擦力方向改变的时刻不再是发生在单齿啮合区间,进而影响齿轮啮合刚度特征;几何偏心会使啮合刚度峰-峰值增大,同时啮合刚度频域中出现以转频为间隔的边频,当主从动轮都存在偏心时会出现以转频之差为间隔的边频;综合考虑三种因素作用,可显著影响齿轮啮合刚度特性。研究结果为进一步研究变位齿轮动力学提供了参考。

车组绳输送机防滑设计方法与仿真优化

车组绳输送机在长距运输中较带式输送机有一定优势,但其驱动系统的防滑问题并未受到重视。结合驱动轮结构与传动方式设计了一种防滑啮合副。基于运动学与高阶接触啮合理论,设计满足不干涉与强度条件的2阶接触防滑啮合副承载曲线,并设计了整体结构;对2阶接触防滑啮合副与线接触防滑啮合副建模与仿真,并对2阶接触防滑啮合副打滑工况进行了单因素试验。结果表明,2阶接触防滑啮合副较线接触防滑啮合副应力更为均匀;防滑啮合副部件防滑凸块曲率半径与高度应取较小值,宽度可取较大值。

考虑齿对耦合的直齿锥齿轮啮合刚度计算方法

为了解决直齿锥齿轮时变啮合刚度计算效率和准确性问题,提出了一种考虑齿对耦合效应的直齿锥齿轮啮合刚度切片计算方法。基于切片离散方法,将锥齿轮轮齿和轮体分别沿齿宽方向和轴线方向离散为若干宽度相等的薄片,并基于背锥等效原理将薄片展开,当薄片宽度足够小时,锥齿轮可近似为一系列直齿圆柱齿轮,可通过能量法计算各薄片啮合刚度;为考虑多齿啮合时齿对间耦合效应,在双齿啮合刚度计算中引入轮体刚度修正系数,减少了双齿啮合刚度计算误差;建立误差状态下锥齿轮啮合刚度模型,计算了理想和装配误差条件下直齿锥齿轮啮合刚度、各薄片中心点角位移与齿面载荷分布;最后,通过与有限元计算结果对比,验证了本文方法的准确性和高效性。

基于神经网络的三角网格简化算法

针对三角网格简化问题,提出了一种利用神经网络直接优化简化网格与输入网格之间的Hausdorff距离来得到合并顶点的最优位置的算法。该算法在神经网络中使用了一个注意力模块来有效地提取网格的几何特征,同时采取了一种全局策略用于减少Hausdorff距离优化过程中不必要的计算。该策略可以得到当前待合并顶点的1-邻域三角面片与输入网格的三角面片间的对应关系,进而允许将简化网格与输入网格之间的Hausdorff距离替换为另外2个小规模三角网格之间的Hausdorff距离。所提算法可以处理任意三角网格并且能够很好地保持输入网格的几何特征。实验结果证明了所提算法的有效性和优越性。

基于改进石川法的直齿轮时变啮合刚度计算分析

齿轮时变啮合刚度作为齿轮传动系统动态性能的关键参数,对动力学模型构建和故障诊断具有至关重要的作用。然而,传统石川公式法在计算时变啮合刚度时存在一定的偏差。为提高计算精度和效率,采用改进石川法对直齿轮时变啮合刚度进行计算分析。通过将轮体部分简化为曲边梯形,引入齿轮轮体部分变形量,利用MATLAB编程实现时变啮合刚度的计算,并将其与传统石川公式和有限元法进行对比。研究结果表明:在不同输入扭矩条件下,改进石川法相较于传统石川公式能更接近有限元法的计算结果,且在扭矩增大时,能保证较高的计算精度。同时,改进石川法在计算耗时上相较于有限元法具有明显优势。

压裂泵组合式人字齿结构轮齿修形研究

组合式人字齿轮的变形及误差会降低齿轮传动啮合性能,针对这一问题,以某型号压裂泵动力传动系统组合式人字齿轮副为例,对组合式人字齿的传动啮合特性进行了理论强度计算、误差分析、仿真修形及实验研究。首先,分析了该齿轮副的结构形式,计算了该传动系统人字齿轮副的接触及弯曲疲劳强度,并分析了影响齿轮接触及弯曲疲劳强度的因素;然后,对该齿轮结构的误差形式及补偿措施进行了分析讨论,并对齿轮轴的变形及齿部修形特性进行了理论分析;最后,基于KISS soft软件计算出了齿廓的修形量,通过对比不同修形量对齿轮副的传动误差、接触应力及啮合斑点的影响,得出了最优的修形参量,并进行了实验验证。研究结果表明:轮齿修形补偿了变形及误差对齿轮传动特性的影响,同时其传动误差峰值降低了38%,齿面线载荷降低了41.3%,齿面接触区沿齿向分布均匀化,传动啮合性能得到了较大的改善。

含间隙渐开线花键副动力学建模与实验研究

渐开线花键在特种车辆传动系统中应用广泛,现阶段研究通常忽略间隙影响将花键副视为刚性连接,对于传动系统等动态特性要求较高的环境,花键副界面接触状态直接影响传动系统的特性。考虑花键副的配合间隙采用悬臂梁模型计算花键单齿啮合刚度,建立了渐开线花键副弯-扭耦合模型,通过龙格库塔法求解并搭建花键副动力学实验台,验证了解析模型的正确性,分析了加速度频谱特性。研究结果发现:在不同的转频下,理论与实验结果一致,证明了模型的有效性;随着配合间隙的增大,花键副各齿受力减小,且同一间隙量下各齿受力不均匀。提出的动力学模型分析方法可为间隙配合渐开线花键副界面接触特性研究提供基础。

凸轮激波滚动活齿传动啮合力分析方法

介绍凸轮激波滚动活齿传动的传动原理及结构特点,推导中心内齿轮的理论和工作齿形方程。基于弹性小变形及变形协调假设给出理论状态下啮合力分析的模型和算法,结合啮合力计算示例对提出的方法进行说明,并初步获得此类传动装置的啮合力分布特点。得到的啮合力分析结果可作为凸轮激波滚动活齿传动的结构设计、效率与刚度估计以及强度校核的分析基础。

无隙钢球精密传动啮合副滑动特性研究

针对无隙钢球精密传动啮合副中钢球滚滑现象对传动精度的影响,运用啮合原理和转化机构运动学分析方法,提出采用弧长差表征啮合副滑动特性的方法,阐释了无隙钢球精密传动啮合副传动过程中钢球滑动产生的机理。建立了理论分析数学模型,分析了滑滚状态下啮合副在啮合传动过程中相对滑动速度和滑动率的变化规律,并绘制了其变化曲线。建立了无隙钢球精密传动啮合副三维实体,并利用ADAMS进行了运动学仿真分析。结果表明,啮合副传动过程存在微量滑动,钢球与中心盘啮合处的滑动速度和滑动率较大,磨损也较严重。

活齿端面谐波齿轮工作啮合副的啮合面积

分析了活齿端面谐波齿轮工作啮合副啮合面积的变化规律及影响因素,并按照活齿齿数与波发生器的波数及端面齿轮齿数关系的不同,分别进行了探讨,推导出了相应的计算公式,为进一步研究活齿端面谐波齿轮工作啮合副的承载能力和强度理论打下了基础。

舰船用齿轮传动啮合刚度及动态性能研究

舰船用齿轮副由于具有特殊的性能要求 ,其结构上也与通用机械齿轮副有所不同。文章以齿轮接触线长度变化代替齿轮瞬时啮合刚度的变化 ,利用傅立叶级数的形式计算舰船用宽斜齿轮副的啮合刚度 ,并分析单自由度扭转振动系统在时变啮合刚度及齿轮副误差激励作用下系统的动态特性。

一种新型的摆线二次包络啮合副

提出了一种由摆线齿轮和包络内齿轮构成的新型摆线二次包络啮合副.首先给出了摆线齿轮和包络内齿轮的齿廓方程,对啮合副中两类接触点处的综合曲率半径进行了比较;然后针对某卫星指向机构新型驱动系统的要求,完成了以该新型啮合副为主传动部件的新型传动装置的试制,并对其传动精度、扭转刚度和低速工况下的输出力矩等技术指标进行测试.结果表明,该新型传动装置具有传动精度高、回差小、扭转刚度大等优点.