三叉式万向联轴器弹流润滑特性优化研究

为了改善三叉式万向联轴器滑杆-套筒孔接触副的润滑状况,基于分形理论建立了联轴器滑杆-套筒孔接触副的弹流润滑计算模型,并结合某小型汽车一挡工作条件,基于modeFrontier软件和NSGA-Ⅱ算法对联轴器润滑性能进行多目标优化。优化后联轴器的最优参数较优化前最大油膜压力降低了27.3%,中心油膜厚度增加了72.7%,且优化结果与数值计算结果误差不超过5%。

滑移型三叉式联轴器运动学建模

为了解滑移型三叉式联轴器的运动学特性,建立了其运动学模型:应用坐标变换技术,建立输入输出轴转角之间的关系及滑杆对于输入轴和三叉的相对位移表达式;运用输入输出轴两轴线的向量叉积求出了联轴器夹角方程式。结果表明:输出角误差、输出轴角速度误差、滑杆相对于输入轴和三叉的相对位移及联轴器夹角都具有周期性并相似于正弦曲线;输出角误差、输出轴角速度误差和联轴器夹角都3倍于输入轴频率,而滑杆对输入轴和三叉的相对位移则分别等于和2倍于输入轴频率。数值结果与相关文献一致性较好证明了所建模型的有效性。

三叉式万向联轴器输出轴的运动规律分析

针对三叉式万向联轴器传动时输出轴的运动规律问题,建立三叉式万向联轴器系统的坐标系,应用坐标变换技术建立了三叉式万向联轴器输入轴和输出轴的运动方程,推导出了三叉式万向联轴器采用双径向轴承安装时输出轴交点的运动轨迹方程及至输入轴轴线的距离方程。对运动方程进行了数值求解,考察了输出轴的偏心量随偏转角的变化关系,及在输入轴一个运动周期内输出轴的运动规律。通过建立三叉式万向联轴器虚拟样机对其进行了仿真实例分析,验证了理论分析的正确性。研究结果表明:输出轴绕坐标轴Zo做行星运动,其公转是自转转速的三倍;随着偏转角的增大,偏心量逐渐增大,输出轴中点的运动轨迹波动越强。

减振型三叉式万向联轴器结构及其疲劳寿命分析

为了提高动力传动系统中三叉式万向联轴器的工作可靠性,根据三叉式万向联轴器工作时滑块组件上存在的周期性变化的径向载荷和轴向载荷,设计了橡胶减振型三叉式万向联轴器新型结构,并对其寿命进行预测。采用名义应力法,通过试验获得氟橡胶材料的S-N曲线,并对减振结构进行疲劳寿命有限元分析。结果表明减振型三叉式万向联轴器的最小疲劳循环次数为5.88×106次,出现在氟橡胶减振元件处;由减振型万向联轴器运行的里程与循环次数的关系确定其寿命约为1.47×106km。研究结果可为联轴器在应用过程中的定期维修与更换提供理论依据。

滑移型三叉式联轴器抗磨损结构及数学建模

通过Reynolds方程讨论了润滑油膜的主要形成机理,分析了滑移型三叉式联轴器主要配合表面在摩擦学方面的结构缺陷并提出了新型抗磨损结构。针对这一结构,进行了受力分析并使用无限长假设获得了主要配合表面的用于数值分析的几何模型。最后,在等温牛顿流体条件下,列出了用于数值分析的控制方程,并给出了一个算例。

单、双径向轴承安装时三叉式万向联轴器的附加弯矩分析

为找出三叉式万向联轴器在安装和使用过程中出现振动、噪声的原因,分析采用单、双径向轴承安装三叉式万向联轴器输出轴时联轴器附加弯矩随输入轴转角及偏转角的分布规律。首先建立2种安装方式下联轴器的运动简图,应用空间机构坐标变换技术建立输入轴与输出轴的关系方程,推导出系统存在偏转角时输出轴的运动方程,表明输出轴采用单径向轴承安装时三叉式万向联轴器为准等角速传动,采用双径向轴承安装时其具有等角速传动特性。其次分析这2种安装方式下作用在输入轴和输出轴上的附加弯矩分量,根据虚位移原理确定三叉式万向联轴器输出轴在2种安装方式下系统均出现附加弯矩。通过分析发现:采用单径向轴承安装时,存在偏转弯矩,且一个运动周期内附加弯矩的波动频率是输入轴的3倍,呈正弦曲线变化,且附加弯矩的变化趋势为随偏转角的增大呈直线上升;双径向轴承安装时,偏转弯矩为零,附加弯矩随偏转角的增大而逐渐增大,未出现波动。结果表明:2种安装方式下三叉式万向联轴器上均产生附加弯矩,从而使系统产生振动效应。该结果对研究系统产生振动的原因、确定系统非线性动力学行为具有重要的意义。

单径向轴承安装三叉式万向联轴器的动力学分析

建立采用单径向轴承安装的三叉式万向联轴器输出轴系统,建立考虑惯性力的动力学方程组。通过数值分析方法绘制出输入轴轴承处的受力、力矩,输出轴轴承、三叉杆等处的受力及输出力矩在输入轴转角转过1个周期内的波形图;采用ADAMS对导入的实体模型进行动力学仿真验证。结果表明:输入轴轴承上的两个径向力和力矩随输入转角的变化都3倍于输入轴的频率,其波形类似于正弦曲线;输出轴轴承上的2个径向分力的变化都3倍于输入轴的频率,且与正弦曲线相似;三叉杆臂上的3个圆周力的频率波形大致为正弦曲线且2倍于输入轴;输出力矩的波动频率3倍于输入轴且曲线类似于正弦曲线;动力学仿真实例验证了理论分析的正确性。

滑移型三叉式联轴器动力学建模

为了了解滑移型三叉式联轴器的动力学特性,建立了其动力学模型。首先,根据零件的受力分析,建立了其动力学方程组;然后,使用高斯列主元消去法对获得的动力学方程组进行求解。数值结果表明:各处所受力(矩)均相似于正弦曲线;输入输出轴两支撑处转动副和球面副的力(矩)及输出力矩都3倍频于输入轴;叉杆臂及输入轴孔上的受力都与输入轴同频率;每个叉杆臂或每个输入轴孔上的2个正交分力具有π/2的相位差,且3个叉杆臂或3个输入轴孔上的3个同方向的分力及3个叉杆臂上的3个圆周力之间具有2π/3的相位差。

三叉式万向联轴器的运动分析

介绍了三叉杆滑移式万向联轴器的输出轴采用双向心轴承安装时,通过建立合适的坐标系,利用坐标变换矩阵对向心关节轴承在三叉上的位移值和叉杆在导向槽中位移值的变化规律进行的分析研究。

三叉式万向联轴器的等温非牛顿润滑特性分析

流体普遍存在着非牛顿特性,因此对润滑油所表现出来的非牛顿特性进行研究显得尤为重要。应用新型三叉式万向联轴器的润滑模型,假定在新型三叉式万向联轴器工作时润滑油的温度和与其相接触的联轴器表面的温度是处处相等的,并将润滑油假设为Ree-Eyring型流体,利用多重网格法进行数值分析,进而研究等温非牛顿流体条件下新型三叉式万向联轴器的润滑特性。探讨有效半径、频率、振幅、简化弹性模量、载荷和黏度等因素对新型三叉杆万向联轴器润滑特性的影响,分析了这些因素对联轴器在润滑过程中的压力、油膜厚度、最小油膜厚度、中心油膜厚度以及最大压力的影响,以便对它的润滑特性进行改进。

三叉式万向节的质疑与改进

三叉式万向节是一种适用于轴角较小的车用新型万向节。作者经过研究，发现它作为一种相交轴 间传动用联轴器，在结构上不尽合理，存在有过多的实际约束；因此，作者在理论上证明的同时，提 出了原则性的改进意见。

三叉式-球笼式双联万向联轴器的扭转振动特性分析

大型旋转机械传动系统的振动特性直接影响其运行平稳性,而万向联轴器是传动系统中必不可少的关键零部件。为此,以三叉式-球笼式双联万向联轴器为研究对象,对其扭转振动特性进行分析。首先,建立三叉式-球笼式双联万向联轴器的扭转振动模型,并基于拉格朗日方程建立其动力学方程。然后,利用Runge-Kutta算法对所建立的动力学方程进行数值求解,得到了三叉式-球笼式双联万向联轴器输入轴与输出轴之间转角差和角速度差随时间的变化情况。最后,利用MATLAB软件进行仿真验证,分析了三叉式-球笼式双联万向联轴器输入轴与中间轴的夹角和外激励对其扭转振动特性的影响。结果表明:三叉式-球笼式双联万向联轴器固有频率的理论计算结果与数值仿真结果相吻合;三叉式-球笼式双联万向联轴器输入轴与中间轴的夹角和外激励会对其输入轴与输出轴之间的转角差和角速度差的幅值产生不稳定的影响,从而导致联轴器产生扭转振动响应;随着输入轴与中间轴的夹角和外激励的增大,三叉式-球笼式双联万向联轴器产生的扭转振动响应增大。研究结果可为三叉式-球笼式双联万向联轴器的设计、制造和应用提供理论依据。

新型三叉式万向联轴器等温弹流润滑特性分析

针对原先的三叉式万向联轴器在使用中产生的摩擦、磨损、润滑问题,提出一种将原有的面接触滑动摩擦改成点接触滚动摩擦的新型三叉式万向联轴器结构;为保证新结构在传动轴上应用时的稳定性、可靠性及耐久性,对其进行等温弹流润滑特性分析.建立改进后新结构的接触模型,对其进行点接触等温弹流润滑特性分析;研究了润滑特性随输入轴频率、载荷、偏转角的变化情况.研究结果表明:其他条件恒定,使输入轴频率提高,膜厚数值将增大,压力提升,且二次压力峰的峰值跟着提高;使载荷变大,膜厚将变薄,压力减弱,且压力起初增大的位置更靠后,二次压力峰更不突出;使偏转角变大,膜厚将变厚,压力增强,且接触中心区域更加突出,压力起初增大的位置更靠前,二次压力峰的位置更提前.

三叉式联轴器的受力分析和数值计算

本文在不计惯性力条件下对三叉式并向联或器进行了瞬时力分析,并采用计算技术求解及将计算结果自动绘成一系列特性曲线图形,从而较直观地获得了力和力矩的变化规律.

微沟槽织构化三叉式万向联轴器的脂润滑特性研究

为减小三叉式万向联轴器的摩擦磨损和改善联轴器摩擦副的润滑性能,对主要零件滑杆建立了不同造型微沟槽的二维有限元计算模型,利用Fluent软件进行计算,研究表面织构几何形状对流体动压润滑性能的影响,并进一步研究不同空化压力下微沟槽的润滑特性。研究结果表明:空化效应的产生需要一定的临界滑移速度,且随着滑移速度的增大,空化面积不断向出口区方向扩大;计入空化效应时,微沟槽油膜压力有所下降,但油膜承载力增大,壁面摩擦力减小,其中梯形与矩形微沟槽表现出较好且相近的润滑性能;随着空化压力的增大,梯形与矩形微沟槽的油膜承载力不断增大;同一空化压力下,梯形微沟槽的油膜承载力更大,空化区域面积更小。

新型三叉式万向联轴器系统的横向振动特性分析

将新型三叉式万向联轴器与球笼式万向联轴器组成的系统放置在前置后驱的车型中,基于集中质量法,建立此系统的二自由度横振模型,通过受力分析绕度公式和柔度矩阵,建立横振方程,运用公式法求出双联系统横振固有频率,考察外激励和输入轴角速度对联轴器稳定性的影响,通过MATLAB进行仿真实验。仿真结果表明:设置三叉式为输入轴、球笼式为输出轴时,外激励作用于三叉式与球笼式双联系统,随外激励增大,双联系统的横向振动位移和速度均增大,球笼式横向振动位移与速度小于三叉式。当逐渐增大输入轴角速度,使其接近横振固有频率时,横向振动位移与速度曲线相对稳定,说明角速度对系统稳定性影响较小。

减振型三叉式万向联轴器的静力仿真分析

建立减振型三叉式万向联轴器的简化模型,通过获取橡胶减振元件单轴拉伸和等双轴拉伸试验数据,采用非线性最小二乘法对数据进行拟合而确定材料的本构模型;对减振型三叉式万向联轴器的关键部件橡胶减振元件、滑块主体、滑块约束层和连接盘导向槽进行非线性静力仿真分析。结果表明:在不超出橡胶材料的强度和刚度许用范围时,橡胶减振元件的厚度越大,其对减振型三叉式万向联轴器的减振效果越好。

考虑粗糙度的新型三叉式万向联轴器润滑分析

针对改善新型三叉式万向联轴器滑块粗糙度对润滑效果影响的问题,研究了新型三叉式万向联轴器结构的润滑效果,因此论文主要研究在考虑滑块粗糙度情况下润滑油点接触的等温润滑特性。在考虑粗糙度的条件下,以弹流润滑点接触理论为基础,首先对点接触润滑Reynolds方程进行量纲一化处理,利用Reynolds方程离散形式进行迭代,利用Matlab进行编程和绘图。研究结果表明:粗糙度的幅值、频率都会影响新型三叉式万向联轴器的润滑特性,频率为1Hz,表面粗糙度为0~0.03mm时,润滑脂的膜厚和压力随着简谐粗糙度幅值的增大而变大;表面粗糙度为0.02mm,频率为1Hz~4Hz时,随着简谐粗糙度频率加快膜厚变薄、压力变大。该研究为新型三叉式万向联轴器应用在汽车传动系统中减轻摩擦磨损提供理论依据和技术支持。

某三叉式人行天桥总体结构分析

在对平面夹角为１２０°的三叉式钢结构人行天桥进行总体结构分析时，本文利用最小功原理，求出系数矩阵，建立补充约束方程组，从而求出此超静定结构的约束反力，最后得到各断面的内力，作为结构设计的依据。