球面副间隙对外球笼耐久性寿命的影响与对策

为了改善球面副轴向间隙,分析了球面副间隙对外球笼耐久性寿命的影响,得出球面副径向间隙是形成轴向间隙并成4.9倍放大的关键因素。通过数据计算分析,确定盲目调整钟形壳球道直径来减小直至消除轴向间隙的方式会导致不等速及不对称磨损。提出了合理改善球面副间隙进而改善轴向间隙的方法,为外球笼的设计提供了依据和借鉴。并推导出调整钟形壳球道直径、减小轴向间隙的合理范围计算公式,为实际生产提供了可供计算的数据化解决方案,为改善产品质量提供了可靠的方法。

考虑球面副润滑间隙的空间并联机构动力学建模与响应分析

为了分析含球面副润滑间隙的空间并联机构动力学响应特性,以2RPS-SPR(R转动副,P移动副,S球面副)空间并联机构为研究对象,结合Reynolds方程和Gümbel边界条件,建立了含多个球面副润滑间隙的空间并联机构动力学模型,对比分析了含润滑间隙、不考虑间隙的理想情况和含干摩擦间隙的机构动力响应特性,以及分析了不同动力粘度、不同间隙值对润滑状况下的机构动力学响应的影响。结果表明,润滑间隙相比于干摩擦间隙能有效改善并联机构的动力特性,且随着润滑油动力粘度的增大以及间隙值的减小,机构运行状况越好。该研究为含球面副润滑间隙并联机构动力学响应特性分析提供了理论方法,为指导实际生产提供了理论依据。

音圈电机驱动的球面副支撑式快速控制反射镜设计

为了精确控制光束的传输方向,设计了一种以直线式音圈电机为驱动器的球面副支撑式快速控制反射镜(FSM)。在明确所需FSM系统功能和设计要求的基础上,分别对其机械结构、平面反射镜、驱动元件以及角度测量元件进行了设计和选择。完成精密加工、装配、调试后,对FSM系统进行了实验测试分析。结果表明,该球面副刚性支撑式FSM系统结构简单,承载能力强,谐振频率约为120Hz,反射镜稳定精度优于2″,且对振动、冲击、回转等动态工作环境具有较强的适应性,满足系统使用要求。

考虑球面副间隙的4-SPS/CU并联机构动力学分析

基于机械系统动力学方程的增广法建立考虑球面副间隙的4-SPS/CU并联机构动力学模型。为了简化该并联机构的动力学模型,通过质量矩的方法视驱动支链为一个整体。根据含间隙球面副元素的接触方式建立该间隙运动副的运动学模型,求出含间隙球面副元素之间的接触变形量与相对接触速度。考虑到接触体之间接触刚度与机械系统动力学模型之间的耦合性,以非线性刚度系数代替Flores接触模型中的常数刚度系数而提出一种改进的接触力模型,并基于该接触力模型利用接触变形量与相对法向接触速度建立间隙运动副元素之间的法向接触力模型,为了保证数值运算的稳定性,采用具有动态修正系数的Coulomb摩擦模型,建立接触体之间的切向接触力模型。进一步把间隙运动副元素之间的接触力转换到该间隙运动副所连接的驱动支链和上平台的质心上,并把该接触力集成到4-SPS/CU并联机构动力学模型的广义力中,从而成功引入了关节间隙效应,采用Baumgarte稳定约束法避免了积分过程中的约束违约问题。通过数值分析预测球面副间隙对4-SPS/CU并联机构动力学性能的影响。

含球面副间隙的空间并联机构动态特性

为了分析含球面副间隙的5-PSS/UPU并联机构的动态特性,建立含多个球面副间隙的空间并联机构的刚体动力学模型.基于"接触-分离"二状态模型建立含球面副间隙的运动学模型;基于改进的接触模型和修正的Coulomb摩擦模型建立运动副元素之间的法向与切向接触力模型,进一步将接触力转化到运动副元素对应的部件质心;采用牛顿-欧拉法并结合拉格朗日乘子建立含间隙空间并联机构的动力学模型,利用数值仿真分析其动态特性,计算得到间隙分别为0.05、0.10、0.20、0.40 mm时的动平台角加速度均方根误差(RMSE)指标,分别为40.046、65.385、98.489、145.715 rad/s2.结果表明,在存在多个球面副间隙的情况下,当间隙增加时,空间并联机构的动态性能严重退化.

基于方位角的7-DOF球面副机构的位置逆解

根据三关节球面副机构的运动特点,分析了各关节点的位置可行域,并以各个杆件的方位角为基础提出了一种球面副机构运动学逆解的新方法。

含球面副并联机构的可调工作空间求解

为解决并联机构工作空间有限性问题,使其能够适应不同的工作环境及工况。主要以含球面副支链3-PSR并联机构的可调工作空间展开研究。首先在建立含球面副支链3-PSR并联机构几何模型的基础上,利用支链环封闭矢量法求解3-PSR并联机构的运动学方程;其次,综合考虑含球面副支链各运动副约束条件,构建了以滑杆的移动行程和连杆杆长之比为主要影响因素λ的3-PSR并联机构SimMechanics结构框图;然后,研究了影响因素λ对含球面副支链3-PSR并联机构的可调工作空间体积的变化规律;最后,在数值模拟的基础上,数值模拟出λ不同取值时3-PSR并联机构的位置工作空间体积图。研究结果表明,含球面副支链的3-PSR并联机构位置工作空间范围仍然有限,其形状规整分布均匀,且由转动副和球副转角限制的两侧边界、最大、最小杆长限制的上下部边界组成;且随着影响因素λ的取值,该机构可以达到扩大工作空间的目的,为含球面副支链3-PSR并联机构的后续应用设计提供了理论依据。

SR460mm球面副的磨削加工

我厂为改造轴承热处理车间的生产线,设计了三台淬火压床。在制造中,有三副相配合的内外球面零件,如图1、2所示。外球面零件的材质为40Cr,淬火后硬度为HRC52～56;内球面零件的材质为HT200,加工精度要求较高。为解决这一对零件的精加工,我厂因地制宜。

微型轴向柱塞泵球面配流副预升压区优化设计

为提高高速高压微型轴向柱塞泵球面配流副的配流性能,以单向旋转微型轴向柱塞泵球面配流副为研究对象,对预升压区结构进行优化。建立高速高压微型球面配流副预升压过渡区瞬时压力和三角槽过流面积与三角槽深度角等参数的数学模型;采用粒子群优化算法对预升压区进行结构优化;最后将原始模型与优化模型导入Fluent中进行仿真分析。结构优化结果为:深度角β=16.1°,宽度角α=56.3°,开口角∅=12.7°,错配角φ0=1.2°。优化后的预升压过渡区的压力脉动率比原始结构降低了4.6%,提高了微型轴向柱塞泵球面配流副的配流性能。

球面摩擦副磨损量预测研究现状

球面摩擦副在机械设备中应用广泛,预测球面摩擦副的磨损量可以帮助评估和预测轴承寿命。目前,国内外学者通过有限元分析和机器学习方法对磨损量进行预测,在使用有限元分析法计算球面摩擦副磨损量时,仍然需要在理想化条件下进行模拟,并且需要考虑计算量和计算时间的限制。在人工神经网络研究球面摩擦副磨损量问题方面,改进和优化现有模型是未来的一个重要方向。预测方法的精确性由试验手段对磨损量进行测量,磨损量可以通过测量磨下材料的质量、体积或磨损厚度进行表征。根据所使用的磨损试验方法和被测材料的特性,可以选择适合的磨损量表征参量和测量方法,该文从物理类和化学类两方面总结了球面摩擦副磨损量的试验测量方法,包括称重验证法、磨屑分析验证法、测量直径验证法、位移传感器验证法、放射性同位素验证法和化学分析验证法;同时重点分析了摩擦副材料、服役工况因素对球面摩擦副磨损量的影响,最后对球面摩擦副磨损量预测的发展趋势进行了展望。

轴向柱塞泵球面配流副可靠性评估

球面配流副结构紧凑、承载面积大、抗倾覆力矩能力强,是高压大流量柱塞泵常用结构之一,其可靠性评估是柱塞泵可靠性的关键部分。提出一种对柱塞具有一定倾斜角度的球面配流副的疲劳裂纹和磨损退化的可靠性评估方法。建立球面配流副油膜的分布模型,获得内外密封带的压力表达式,实现配流副的受力分析。通过球面配流副ANSYS仿真模型并分析缸体薄弱环节,基于Miner准则对缸体进行疲劳可靠性分析。基于逆高斯理论计算球面配流副的磨损可靠度。最后将疲劳可靠性和磨损可靠性相结合,研究其整体可靠性。研究结果表明:柱塞倾斜的轴向柱塞泵的球面配流副的最薄弱环节为高低压腔孔交界的尖角处,在给定的应力条件下,存活率为50%时,该设备的最低循环次数为4.839×109次,缸体寿命为31 839.52 h;整体应力循环次数的数量级与疲劳和磨损可靠性中循环次数数量级较低的一致,因此在多种可靠性相结合时,整体可靠性降低。

多弧槽球面配流副润滑特性分析与多目标优化

为改善锥形缸体球面配流副油膜润滑特性,提出一种多弧槽球面配流副结构,并采用遗传算法对多弧槽球面配流结构进行多目标优化。首先,对多弧槽球面配流副进行理论建模,采用有限容积法对油膜压力控制方程进行离散化,利用环形三对角矩阵算法(CTDMA)求解球面配流副压力分布;然后,对多弧槽球面配流副承载特性进行仿真,分析球面配流副不同弧槽结构下的油膜厚度分布及压力分布规律;最后,以缸体倾角、泄漏量和摩擦转矩为优化目标,利用多目标遗传算法优化多弧槽球面配流副的结构参数。结果表明:多弧槽结构可提升球面配流副油膜承载能力,弧槽结构最小膜厚下降3.1%~4.0%,弧槽结构最大压力显著提高,最大增幅为16.3%;同时可有效降低泄漏量、摩擦转矩,优化后综合目标性能提升10.5%,缸体倾角、泄漏量和摩擦转矩分别下降5.1%、8.1%和5.9%,有效提升了球面配流副润滑性能。

球面配流副油膜动态耦合建模及求解方法

柱塞泵摩擦副多场耦合建模及求解是柱塞泵失效机理研究及可靠性提升的基础,针对双斜式柱塞泵球面配流副多场耦合模型求解难的问题,提出油膜厚度场-压力场-温度场动态耦合模型及求解方法。在球面配流副受力分析的基础上结合雷诺方程和能量方程建立球面配流副油膜厚度场-压力场-温度场耦合模型;基于有限差分法和牛顿迭代法求解动态耦合模型,温度场、压力场、厚度场间相互耦合变化;通过仿真求解,与现有模型进行对比,结果相近且更符合实际,验证了所提模型及求解方法的有效性。

球面配流副油膜间隙的研究

研究了轴向柱塞泵球面配流副的油膜间隙情况,与平面配流副的油膜情况进行了对比研究,提出并解释了球面配流副的最佳平均间隙的概念,得出其计算公式emin0,进一步完善了球面配流副的理论,有一定的理论参考价值。

球面配流副的力学模型研究

解析地求取球面配流副的径向反推力和径向反推力矩的问题，长期以来一直未能得到很好的解决。本文采用新的途径解决了这一难点，由此获得了完整的球面配流副的力学模型。

摆缸液压马达球面滑靴副的静压支承优化设计和动态仿真

本文采用静压支承优化理论，设计出一种阻尼管型径向摆缸液压马达球面静压支承滑靴副，它具有功率损失最小和刚度最大等优点。由动态仿真证实新结构还具有良好的动态性能。

球面配流副的泄漏分析与研究

论文通过对球面配流副的轴向柱塞泵的泄漏的分析和研究,对球面配流副的泄漏进行分类,建立了球面配流副的泄漏模型,列出球面配流副的泄漏公式,在根据球面配流副的功率损失最小的原则,首次提出球面配流副的最佳平均间隙的概念,得出其计算公式emin0,并进行了仿真分析,得出了相关结论,进一步完善了球面配流副的理论,有一定的理论参考价值。

轴向柱塞泵球面配流副的油膜厚度计算方法探讨

根据轴向柱塞泵球面配流副表面的特点，探讨了球面配流副油膜间隙的计算方法，并分析了最大、最小油膜厚度出现的位置与表示方法。此方法可以用来处理和计算实验测试的油膜间隙，进而计算球面配流副的压力场分布。

一种新型球面运动副的设计与可行性分析

随着工业机器人在生产实践中广泛应用,对机器人运动结构的研究是机器人技术中一项重要内容。文中设计了一种新型球面运动副并对其可行性进行了分析,为工业机器人运动关节结构改进起到十分积极的作用。

高频循环载荷下球面滑动副摩擦学特征研究

试验研究了高频循环载荷对重型差速行星齿轮与球形垫片组成的球面接触副摩擦学性能的影响.通过激励不同质量弹簧振子产生极限幅值不同的高频循环载荷,利用离散小波变换分析摩擦力曲线,并对磨损过程和垫片磨痕进行观测.研究表明:摩擦力低频信号成分可表征高频循环载荷下滑动副的实时摩擦状态和变化趋势;幅值过高的高频循环载荷易导致球面垫片发生疲劳磨损、犁沟磨损、材料塑性流动和变形等多种磨损类型;激励作用对球面配副的摩擦学特征影响显著,易破坏摩擦副摩擦状态的稳定性,可以通过降低瞬时高频载荷幅值和激励强度改善球面滑动副的摩擦学性能.