基于变螺旋角设计理论的离心风机蜗壳型线优化

针对常用蜗壳型线设计方法不能使蜗壳螺旋角与叶轮出口气流角相匹配的问题,基于变螺旋角设计理论对某离心风机的蜗壳型线进行重新拟合,对风机进行流场和声场数值模拟,对比分析蜗壳型线优化前后风机内部流场及远场噪声的变化情况。研究结果表明,在设计流量工况下,优化风机的全压提高了0.9%,效率提升了1.44%,优化风机的噪声特性得到明显改善。

新型变螺旋角正弦斜齿轮的啮合特性分析

基于齿轮啮合原理、微分几何的理论,推导了变螺旋角正弦斜齿轮传动的啮合方程,应用MATLAB软件和对该啮合方程的分析仿真得到了该齿轮传动的啮合轨迹,通过对仿真图形的分析,得出了副值系数H和螺旋角对变螺旋角正弦直斜齿传动啮合轨迹的影响大小。

变螺旋角斜齿轮加工过程及工艺的研究

变螺旋角是指斜齿轮的螺旋角大小和方向均按一定的规律发生周期性的变化的一种新型齿轮。研究了采用滚齿机、数控滚齿机的范成加工工艺方法,也给出了为保证加工要求专用的工艺装备设计的原理。针对变螺旋角的特点,所建立的圆柱凸轮滚子机构实现螺旋角的变化的数学模型正确合理,能满足加工要求。

基于AutoCAD的变螺旋角斜齿轮加工工艺优化研究

变螺旋角是指斜齿轮的螺旋角大小和方向均按一定的规律发生周期性的变化。以此研究了采用滚齿机、数控滚齿机的范成AutoCAD加工工艺方法,也给出了为保证AutoCAD加工要求而进行专用的工艺装备设计的原理。针对变螺旋角的特点所建立的圆柱凸轮滚子机构实现螺旋角变化模型的正确合理,能满足AutoCAD加工要求。

非对称变螺旋角弹簧动力学性能的实验研究

螺旋弹簧的动力学模型一般都假设螺旋角是常量.实际上弹簧两端螺旋角逐渐变小.先进的发动机汽门弹簧采用非对称变螺旋角.本文报道了对非对称变螺旋角汽门弹簧动力学性能的实验研究.实验的目的是验证并且修正以前建立的数学模型.

变螺旋角斜齿轮精密成型工艺研究

针对变螺旋角斜齿轮精密成形工艺的特点,研究了采用滚齿机、数控滚齿机的范成精密加工方法,也给出了为保证精密加工要求专用工装设计的原理,所建立的圆柱凸轮滚子机构实现螺旋角变化的数学模型正确合理,能满足精密加工要求。

变螺旋纯滚动斜齿轮传动设计及啮合特性研究

基于齿轮啮合原理,研究变螺旋角纯滚动圆柱斜齿轮传动的几何设计、啮合性能和力学性能。根据齿轮啮合的运动规律,推导纯滚动斜齿轮传动的7种典型情况的设计参数方程,在此基础上从接触模式、接触应力和弯曲应力等啮合性能方面,与非标准渐开线斜齿轮进行对比。结果表明:与恒螺旋角纯滚动斜齿轮相比,变螺旋角纯滚动斜齿轮的设计方案降低了弯曲应力和接触应力;与几何修正的非标准渐开线斜齿轮传动相比,纯滚动齿轮具有良好的弯曲性能。

离心泵圆柱形叶片的变角螺旋线绘型方法研究

变角螺旋线型线因包角可控被广泛应用于低比转速离心泵圆柱形叶片的绘型中。变角螺旋线型线在选用过程中,因包角取值不同,叶片安放角沿叶片半径会呈现出不同的变化规律。以某一叶轮叶片参数为例,通过分析叶片安放角和曲率半径随叶片半径的变化趋势,发现在包角选取不当的情况下,采用传统变角螺旋线型线绘制的叶片型线,其叶片安放角在进口处会发生突变。为解决此问题,通过改变叶片安放角函数提出一种与传统变角螺旋线方程互补的新型变角螺旋线方程,丰富了离心泵圆柱形叶片的绘型方法。

变螺旋铣刀切削力建模及影响因素分析

变螺旋铣刀可降低加工过程表面位置误差,进而提高加工精度。考虑变螺旋铣刀的变端齿距和变螺旋角几何特性及刀齿的切削过程分段特性,构建了变螺旋铣刀每齿进给量时变模型和切削力预测解析模型。开展了铣削实验,验证了模型的有效性和可靠性。基于理论模型,进行了变螺旋铣刀切削力影响因素分析,结果表明:常规铣刀实验所得的切削力系数,可用于变螺旋铣刀切削过程切削力预测;铣刀变螺旋角特性可显著影响切削力,刀齿螺旋角度越大,其切削力峰值越小,而每齿的切削力相位宽度随着螺旋角的增大而增大;铣刀变螺旋角特性对切削力的影响在大轴向切削深度时更为显著。

变螺旋立铣刀切削过程稳定性快速预测方法

使用变螺旋铣刀能较好地抑制切削颤振。文中构建了变螺旋铣刀铣削过程稳定性预测模型,通过平均处理模型的切削力方向系数、切削深度轴向切片技术,获得了系统的简化模型。对模型中的时滞状态项进行拉格朗日插值,获得了方程的离散映射形式,进而确定了系统的稳定性域,最终提出适用于文中预测模型的全离散求解方法。通过与前人相关方法的对比算例表明,该方法有效且具有较高的计算效率。

新型变升角螺旋滚筒的装煤性能模拟实验研究

应用正交试验方法，对模型滚筒的装煤效率进行了测定，通过对实验结果的极差、方差分析，得出３个主要因素对滚筒装煤效率影响的重要程度，并得出了各因素的最佳匹配方案和合理取值范围。该实验结果表明，新型模型滚筒的装煤效率比固定升角滚筒提高了８．６％。

非等变角对数螺旋线在扭曲叶片绘型中的应用

扭曲叶片的绘型常采用的单锥面展开法 ,因是基于局部相似 ,所以 ,存在误差 ,无法分析 ,难以编程。笔者在有关水泵问题研究中 ,对扭曲叶片绘型的单锥面展开法进行了改进 ,给出利用非等变角对数螺旋线进行叶片绘型的新方法。这种方法能够很好地控制β角的变化规律 ,并能对误差进行分析和修正 ,便于编程计算 ,易于操作 ,在水泵设计中有广泛的实用价值。

一种矿用管道检测机器人设计及牵引性能分析

针对瓦斯抽采管道破损泄漏检测问题,设计了一种具有管道检测和运动控制功能的螺旋式矿用管道检测机器人,介绍了该机器人的结构和检测与控制系统方案。建立了机器人在管道中运行的力学分析模型,并通过动力学仿真研究了影响机器人牵引性能的因素,结果表明:机器人在管道内运行时的牵引力与管道材质、螺旋角、管壁与驱动轮之间法向力有关;机器人在不同材质的管道中运行时最佳螺旋角不同,在相同材质的管道中运行时,无介质运输情况下牵引力高于有介质运输情况;机器人牵引力随法向力的增大而增大,但最佳螺旋角无明显变化;随着螺旋角增大,牵引力先增大后减小,螺旋角为40°时牵引力最大。为提高机器人通过弯管时的性能,提出一种变螺旋角过弯策略,即机器人主动控制螺旋角随螺旋运动单元转动以正弦式规律变化,使管道内侧的螺旋角小于外侧。搭建机器人测试平台对矿用管道检测机器人进行测试,结果表明:机器人在直管中运行的最佳螺旋角为40°;可通过增加法向力来提升机器人的牵引性能;采用变螺旋角过弯策略时,机器人在弯管中的通过性能和平稳性优于定螺旋角过弯。

复杂螺旋锥齿轮齿面的数学建模研究

基于锥面上球面渐开线的生成原理和齿面分析,给出了一种从任意复杂的螺旋起始线上的点开始,从曲线到曲面分块建模,再以参数耦合求得曲面方程的建模方法。以直齿和螺旋锥齿轮的球面渐开线齿廓曲面的建模实例验证了方法的通用性和正确性。曲线、曲面或起始螺旋线的各自建模过程都可独立引用,通用性强,易于计算机程序实现。可实现变螺旋角等复杂螺旋特性锥齿轮齿廓曲面的精确建模。

混凝土搅拌车拌筒螺旋叶片参数化设计

在以圆柱坐标系为基础坐标系的前提下,讨论混凝土搅拌车筒体螺旋叶片的等角及变角圆锥螺旋线、圆柱螺旋线的轨迹描述方法,并且在此基础上应用Pro/E软件进行参数化叶片设计。

叶片型线改型对渣浆泵水力性能及磨损特性的影响

渣浆泵工作过程中,浆液中的硬质固体颗粒会对泵壁面造成强烈的冲蚀磨损,导致渣浆泵效率降低,使用寿命缩短。为了解决渣浆泵效率较低、磨损速度过快等问题,采用变角螺旋线法(VASM),对渣浆泵叶轮叶片型线进行了改型设计,研究了不同颗粒粒径、浓度、密度等对不同型线渣浆泵性能的影响。首先,介绍了变角螺旋线方法和离散相模型,对数值计算模型进行了验证;然后,在叶轮前、后盖板和叶片型线不变的前提下,采用变角螺旋线法对LC100/350型渣浆泵叶片进行了改型设计;采用雷诺时均N-S方程、RNG k-ε湍流模型和SIMPLE耦合算法和离散相模型(DPM)对渣浆泵内部固液两相流动进行了模拟,以额定工况下泵的扬程、效率、磨损强度为改进性能指标,评估了改进效果;最后,通过CFD数值模拟方法,分析和对比了改型后各种叶型的渣浆泵扬程、效率和叶轮磨损强度。研究结果表明:相对于渣浆泵叶轮的原叶型,采用变角螺旋线法设计的渣浆泵叶轮叶片能够明显地提高渣浆泵的效率,降低叶轮的磨损强度,且对渣浆泵的扬程影响较小。虽然颗粒粒径和浓度的增大会使效率降低,磨损强度增大,颗粒粒径和颗粒浓度的变化不影响最优叶型的选择;综合考虑渣浆泵的水力性能和磨损强度,140°包角的变角螺旋线叶型为最优。

减振铣刀切削钛合金TB6颤振和切削力分析

为研究减振铣刀(变螺旋角和变齿距铣刀)在切削钛合金TB6过程中的颤振和切削力,采用变螺旋角、变齿距和标准铣刀切削钛合金TB6,比较不同的切削速度和磨损量下3种铣刀的颤振和切削力特性;分析在磨损量分别为0.1,0.2和0.3 mm时3种铣刀的颤振和切削力随切削速度的变化,研究切削速度对颤振和切削力的影响;分析切削速度分别在25,30和35 m/min时3种铣刀的颤振和切削力随磨损量的变化,研究铣刀磨损对颤振和切削力的影响;分析在相同的切削速度和磨损量下3种铣刀的颤振和切削力,研究刀具几何结构对颤振和切削力的影响。研究结果表明:3种铣刀在切削过程中都没有发生明显的共振,随着切削速度和刀具磨损量增加,3种铣刀的颤振和切削力均呈增大趋势;刀具几何结构对于颤振的影响显著,相对于标准铣刀,改变螺旋角和齿距可以有效减小颤振;刀具几何结构对切削力的影响不明显,3种不同几何结构铣刀在不同切削速度和磨损量下的切削力规律不一致。

普通铣床加工特殊齿轮方法的研究

变螺旋角斜齿轮是一种特殊齿轮,广泛应用于抛光设备中的抛光磨头上。普通铣床在机械制造中非常常见,采用普通铣床进行加工变螺旋角斜齿轮,具有非常重要的实际意义。

变角螺旋线在扭曲叶片设计中的应用

采用变角螺旋线法对固液两相流渣浆泵扭曲叶片进行了尝试性设计,并初步总结了其设计方法和规律。在实际应用中对泵效率产生了有益的影响。

特殊类型立铣刀三维参数化设计技术研究

为实现不等齿间角、变螺旋角和变槽深等特殊类型立铣刀的三维参数化设计,建立了立铣刀周齿螺旋刃线和周齿端截形的通用数学模型;提出基于模块化设计方式对立铣刀每个刀齿典型特征编制几何建模算法,运用多截面实体放样技术实现周齿、端齿槽形等复杂型面的三维参数化设计;基于Visual Studio 2010和CATIA/CAA二次开发工具构建特殊类型立铣刀三维参数化建模系统,实例表明该系统能够较准确地生成特殊结构立铣刀的三维模型,且系统稳定、建模精度高。