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。

船用柴油机供油凸轮-滚轮副弹流润滑分析

凸轮-滚轮是柴油机供油系统核心摩擦副,通常处于周期性瞬变载荷、瞬变速度及瞬变曲率苛刻服役环境下,接触界面弹流润滑特性复杂,表面点蚀、磨损故障频发,降低使用寿命。本文以某船用柴油机供油凸轮机构为研究对象,建立考虑凸轮副瞬变动力学的弹流润滑分析模型,验证了基于单质量动力学模型的凸轮副弹流润滑结果的准确性,并研究了工作行程内工况变化对凸轮-滚轮副动态接触及弹流润滑性能的影响规律;讨论了凸轮转速和接触载荷的改变对凸轮-滚轮摩擦润滑状态的影响。结果表明:一个工作周期内,最大接触应力出现在供油结束角处,润滑状态最差,回程段结束处表面摩擦闪温最大,低速、重载情况下润滑膜厚明显降低,导致摩擦系数较大及表面闪温过高问题;此外,通过优化偏心距及基圆半径等结构参数,可使得凸轮-滚轮间摩擦润滑接触状态明显改善。

内燃机凸轮-滚子接触副时变非牛顿润滑分析

建立了内燃机凸轮-滚子副非牛顿时变乏油润滑模型,用膜厚比讨论每个凸轮旋转角度的润滑状态。首先,研究滚子打滑情况下接触副的润滑问题,分析了不同滑滚比对膜厚比的影响,发现滑滚比越大,膜厚比小于1.5的凸轮旋转角度越多。讨论了供油膜厚对膜厚比的影响,获得了膜厚比大幅下降的临界供油膜厚。最后,考虑实际工作温度下润滑油黏度的变化,探究了不同黏度对润滑状态的影响,发现黏度为0.01 Pa·s时,部分角度的润滑状态进入边界润滑,且某些工况下摩擦系数随润滑油黏度降低而逐渐降低。

船用发动机重载工况下凸轮-滚轮副混合热弹流润滑分析

凸轮-滚轮副是大功率船用发动机配气机构的关键摩擦副,除受到弹簧力和自身的惯性力之外,还受到来自喷油器的极高燃油压力,工作条件极为苛刻。为了分析该摩擦副的性能,建立船用发动机重载工况下凸轮-滚轮副的混合热弹流润滑模型,计算燃油压力作用下的摩擦副油膜润滑、摩擦温升和磨损性能。结果表明:喷油器的燃油压力会显著降低凸轮-滚轮摩擦副之间的油膜厚度,同时产生较为严重的微凸体接触;随着环境温度的提高,凸轮-滚轮副的油膜厚度以及油膜温升会有所下降,而微凸体接触压力、摩擦力以及摩擦功率均会显著增加;滚轮打滑会造成凸轮-滚轮摩擦副的油膜厚度下降,同时导致油膜温升以及微凸体接触压力增大和并且致使表面磨损显著加剧。

内燃机排气凸轮-滚轮副异常工况下热弹流润滑分析

以某型号内燃机排气凸轮-滚子副为研究对象,建立有限长线接触条件下瞬态热弹流润滑数学模型及完全数值求解方法。依据实际载荷谱等工作参数下,给出凸轮-滚子间的滑动模型,获得凸轮-滚子副在凸轮旋转周期内润滑特性,并分析凸轮与滚子之间的打滑、滚轮偏斜和滚轮凸度对接触副润滑的影响。结果表明:打滑导致接触区温度和摩擦因数明显升高,从而弱化接触区润滑状态;滚子偏斜时油膜厚度明显减小,增加润滑失效的可能性。研究表明,在设计滚子凸度时考虑滚子偏斜问题的影响,可以在一定程度上缓解其负面影响。研究结果为凸轮-滚子副的润滑设计提供了一定的理论依据。

弧块—滚柱式低副超越离合器扭转刚度和接合能耗的研究

弧块—滚柱式低副超越离合器是一种新型低副超越离合器,具有接触应力小,传动能力大等优点.针对该离合器的扭转刚度和接合能耗问题,分析其物理本构关系,建立扭转刚度和接合能耗数学模型,并分别推导出计算公式.实例表明该离合器的扭转刚度和接合能耗分别是同等规格的传统滚柱式的3倍和1/10.该离合器在脉动无级变速器等高频接合机械传动系统中,增加系统稳定性和提高机械传动效率具有重要意义.同时,对该离合器的接触刚度进行试验,试验结果与计算结果吻合,证明文中数学模型的可靠性.该文的研究为弧块—滚柱式低副超越离合器的设计、动力学分析提供理论基础.

偏歪斜滚子摩擦副的接触应力分析及凸度设计

根据静弹性接触理论,建立滚子与滚道同时存在偏斜和歪斜工况下的力学模型,并利用快速傅里叶变换(FFT)求解其弹性变形,用共轭梯度法求解接触应力.通过分析各种工况参数对接触应力分布的影响发现:歪斜角一定时,随着偏斜角的增大,"偏斜效应"和"边缘效应"均变得更加明显;偏斜角一定时,"歪斜效应"随着歪斜角的增大而逐渐明显,且偏斜角能减弱滚子与内滚道接触产生的"边缘效应",滚子则与外滚道接触产生更加严重的"偏斜效应"和"歪斜效应";随着滚子长径比的增加,滚子与滚道接触副产生的"偏斜效应"和"歪斜效应"逐渐明显.最后通过改变滚子凸度提出了一种综合考虑滚子偏、歪斜工况的凸度设计方法,以提高滚子轴承的抗偏、歪斜能力.

滚柱丝杠副的啮合计算

滚柱丝杠副是近年来发展起来的新型传动部件 ,它的工艺性和使用性能均高于滚珠丝杠。介绍了滚柱丝杠的结构。通过建立丝杠螺纹曲面和滚柱曲面方程 ,研究丝杠和滚柱之间的啮合关系 。

双螺旋对辊式辣椒收获装置的设计与试验

针对色素辣椒采收需求大,人工采收困难,采收效率低,破损率高等问题,该研究设计了一种双螺旋对辊式辣椒收获装置。首先通过对辣椒与螺旋钢棒接触点进行受力分析,确定影响采收性能的主要因素,并通过单因素试验确定优化试验中各因素选取范围。并以打完脱叶剂2 d后,辣椒茎秆含水率≤40%的新疆巴州焉耆县色素辣椒为试验对象,以采净率和破损率为试验指标,以工作速度、对辊转速、对辊间距和对辊螺距为试验因素,进行四因素五水平正交中心组合优化试验;运用Design-expert 10软件对试验结果进行参数优化,通过验证试验对优化后的参数进行验证。试验结果表明:当工作速度为2.1 km/h,对辊转速为142 r/min,对辊间距为24.3 mm,对辊螺距为10 cm时,采净率为98.7%,破损率为3.46%,满足色素辣椒收获机田间作业要求。研究结果可为色素辣椒收获机的设计和优化提供参考。

急停冲击对滚子副弹流润滑影响

采用光干涉技术在自行研制的有限长线接触油膜厚度测量试验台上测量滚子副急停过程的弹流油膜,讨论载荷影响;用多重网格技术对滚子副急停过程弹流润滑问题进行数值仿真。结果表明,滚子副急停过程产生的冲击与载荷密切相关,滚子副中油膜形状及厚度随载荷不同发生变化;由定性对比知理论与试验结果吻合较好。急停引起的冲击对滚子副润滑性能有一定影响。

滚子副温度对润滑性能的影响

针对工作环境、温度变化较大的机械装备中滚子副温度与供油温度的差异,提出处理滚子副温度与供油温度不同时热弹流润滑问题的方法。压力的求解采用多重网格法,膜厚的求解采用多重网格积分法,温度的求解采用逐列扫描技术,给出有限长线接触热弹流润滑问题的完全数值解。研究滚子副温度与供油温度相同和不同时滚子副的润滑特性,讨论滚子副温度、滑滚比和速度参数对齿轮、滚动轴承等机械零件润滑性能的影响。结合滚子副温度高于或低于供油温度的实例,与常规润滑(滚子副温度与供油温度相同)结果进行比较。结果表明,润滑膜厚度取决于滚子副温度而非供油温度。滑滚比对油膜压力与厚度影响不大,但对油膜温度影响显著。与低速相比,高速条件下滚子副温度对中心油膜温度的影响较弱,而对油膜厚度的影响较大。

手自一体消防水带收卷器的设计

以功能树的方式对消防水带收卷器各部分的功能及性能要求进行分析。综合考虑技术、经济、社会性三个方面选择关键零部件,设计了一种新型的手自一体消防水带收卷器,并介绍其工作原理。该机能以机动或者手动方式快速收卷用过的水带并有效排挤掉水带中的残余积水。实际测试结果表明,该机动力消耗少,手动电动自由选择,收卷水带效率高,体积小,方便移动。

径向液压泵柱塞副接触应力的分析

径向液压泵的柱塞副在工作过程中做复合运动,即柱塞沿缸孔做往复直线运动,同时柱塞绕转子转动,因而受到附加科氏惯性力的影响。考虑摩擦力、惯性力等综合因素,对柱塞副的受力情况进行建模。分析了柱塞长度、滚子半径等参数的变化对柱塞所受的正压力、应变、摩擦力、压力角的影响。计算结果表明高压时柱塞副受力急剧增大。得出了在柱塞副上设置复合垫圈、增大柱塞长度、增大滚子半径有助于减小接触应力等的结论。

表面划痕对滚子副润滑状态的影响

基于试验中观察到的滚子表面划痕现象,采用数值方法研究了不同供油条件下,划痕对滚子副润滑性能的影响,并与已有试验进行了比较,讨论了划痕长度和深度的影响.结果表明,划痕会影响滚子副的油膜压力和厚度,使得划痕中心油膜压力减小,膜厚增加;同时,划痕边缘处油膜压力增大,膜厚减小.供油层厚度越小,即乏油程度越严重,划痕边缘处的油膜压力及其梯度越大,膜厚越小.划痕越长,划痕越深,划痕中心的油膜压力越低,而膜厚越大.因此,划痕虽增大了滚子副划痕中心的膜厚,降低其压力,但同时增大了划痕附近的压力,减小了膜厚,在乏油条件下尤其如此,因此,划痕会加速滚子副的局部磨损.

滚子歪斜对滚子副润滑性能的影响

为研究圆柱滚子副中的滚子歪斜效应,建立滚子的竖直歪斜和水平歪斜2种弹流润滑模型。求得滚子竖直歪斜时等温条件下有限长线接触润滑问题的完全数值解,分析滚子竖直歪斜角和滚子端部圆角半径对滚子副润滑性能的影响,并将竖直歪斜滚子副润滑的理论结果与试验结果进行比较;利用坐标变换法求得滚子水平歪斜条件下的弹流数值解,分析滚子水平歪斜角对膜厚和压力的影响,并给出了相应的试验结果。结果表明,滚子的竖直歪斜极易引起滚子偏磨,但通过滚子端部修形可缓解油膜压力及厚度沿接触线长度分布不均的程度;滚子一定范围内水平歪斜会导致接触区油膜厚度和压力变化,尤其油膜出口颈缩和第二压力峰变化明显;与滚子水平歪斜相比,滚子的竖直歪斜对润滑更为不利。

滚子副润滑状态转变的光干涉试验研究

利用光干涉测量技术,测量了滚子-盘有限长线接触副的润滑油膜形状和厚度,研究了滚子副的润滑状态随载荷、速度转变的规律。结果表明,接触区卷吸速度增加或载荷减小,使得滚子-盘接触副润滑状态逐渐由弹流润滑转变为流体动力润滑,且在两种润滑状态转变过程中存在过渡状态;由载荷变化引起流体动力润滑状态转变为弹流润滑状态过程中,接触区表面发生了弹性变形,使得接触区的油膜厚度增加。速度变化使滚子-盘接触处于流体动力润滑状态时,油膜出口颈缩消失,最小膜厚位置由出口颈缩处移至接触区中心,油膜光干涉图关于滚子轴线对称。

基于Fluent的内曲线液压马达滚子副油膜温度特性分析研究

针对内曲线径向柱塞式液压马达滚子副静压支承油膜温升问题,以降低静压支承油膜温升、提高马达的动态使用特性及使用寿命为目的,对柱塞滚子组件的油槽结构进行初步优化设计,基于L 9(34)正交试验,以温升作为评价指标,利用Fluent软件对9组不同结构参数的模型进行数值计算,并采用极差分析法处理试验结果,得到油槽结构参数的最佳组合。试验结果表明:油槽长度对温升的影响最为显著。在马达正转时优化后的油膜温升下降了16.315 K,在马达反转时优化后的油膜温升下降了13.185 K,达到优化目标,为静压支承油膜结构优化提供了一定的理论支持。

滚动直线导轨副运动精度试验台设计

为了测量滚动直线导轨副的运动精度,基于接触式测量原理,设计试验台机械结构,并完成运动、气压监控系统、数据监控采集系统和测控软件,以此来获取导轨副运动过程中滑块相对于导轨基准的位移变动量。经过计算得到导轨副的顶面平行度、侧面平行度、绝对高度、滚转角、偏摆角、俯仰角。最后,利用试验台对国产35型号2级精度导轨副进行测量,结果表明,平行度和绝对高度指标满足2级精度要求,且角度指标重复性最大为0.943,重复性较好,综合验证了试验台的测量可行性。

PCY恒压变量泵液压系统四对轧辊缸动矫直机泵站的设计

在现有矫直机的基础上,进行四对轧辊缸动矫直机泵站部分的设计,采用PCY恒压变量轴向柱塞泵液压系统,通过改变流量来保证系统压力的恒定,从而提高系统的效率,达到有效节能的目的。

鸭胗去皮装置分析

结合坚果类以及植物块茎类的去皮原理和方法,针对鸭胗的特有性质,分析了鸭胗的去皮原理和方法。通过对现有各种鸭胗去皮装置的研究,分析了不同形状辊齿去皮装置的工作过程,讨论了去皮过程中一些重要的参数,并指出了今后鸭胗去皮装置的研究方向。