机械高副机构的非赫兹接触应力精确计算研究

传递动力的高副机构,如摩擦轮、凸轮齿轮、链轮传动、滚动轴承、滚动螺旋等,都有接触强度问题,自然也涉及到接触应力。在此对非赫兹接触应力精确计算进行了研究,得到了4种计算公式。

电动注塑机用滚珠丝杠副的动态应力分析

通过建立电动注塑机用滚珠丝杠副接触角等结构参数以及速度和加速度的动态受力模型,利用螺母和丝杠的速度关系,得到二者之间加速度的关系。应用赫兹应力公式推导出螺母侧和丝杠侧的接触应力公式,并进一步分析了接触角等结构参数以及速度和加速度对丝杠副接触应力的影响。结果表明,对于电动注塑机用滚珠丝杠副,速度的增大会造成接触应力的明显增加,加速度的增加也会造成接触应力的增加。

考虑车轮不圆的轮轨法向接触问题研究

建立了描述车轮不圆的轮轨三维模型,并假设切向接触对法向接触不产生影响,采用非赫兹接触理论探讨了车轮不圆对轮轨法向接触的影响。分析了正常情况下车轮横移量对轮轨法向接触的影响,并研究了车轮二阶不圆且滚动1/3周的轮轨法向接触变化特性。计算结果表明,接触斑外形可能有多种形状;车轮不圆会引起较大的接触应力。

氮化钒(VN)涂层在不同载荷下的摩擦磨损行为

采用真空阴极电弧离子镀方法制备氮化钒(VN)涂层,并研究了VN涂层的结构、力学性能以及不同载荷对摩擦磨损行为的影响.结果表明:VN涂层结构致密并呈柱状方式生长,其晶体类型为NaCl-型面心立方结构.涂层具有强的膜基结合力以及良好的摩擦学性能.随着载荷增加,VN涂层的摩擦系数降低,而磨损率增加.基于赫兹弹性接触模型以及摩擦产物的成分分析结果,发现载荷越大,界面接触应力越大,界面摩擦化学反应越剧烈,这有利于降低剪切应力并促进V元素氧化生成V2O5润滑相,导致摩擦系数降低.此外,因韧性不足、抗塑性变形能力弱等原因,随载荷增加,涂层磨损率增大.

旋转流变仪摩擦模块在润滑脂中的应用

润滑脂在外部激励作用下会表现出不同的流变学特性,可以用旋转流变仪对润滑脂的相关性能进行表征。对Anton-Paar MCR302旋转流变仪及其摩擦模块进行了介绍,对摩擦模块的摩擦力及赫兹接触应力进行了分析。对用旋转流变仪及其摩擦模块测定轴承润滑脂的Stribeck曲线,研究温度对润滑脂摩擦因数的影响及对轴承失矩现象等案例进行了讲解。Anton-Paar MCR302旋转流变仪及其摩擦模块可用于测定润滑脂的流变学特性,可为润滑脂的研发及应用提供技术支撑和模拟方法。

基于遗传算法的摆线齿轮泵齿廓参数优化

在摆线齿轮泵中,其磨损率尤为显著。本文通过摆线齿轮泵的转子结构原理来推导出在无流体动力效应情况下的赫兹接触应力公式,并且通过有限元对其进行赫兹接触应力分析以验证公式的有效性;文中通过转子接触点的滑动速率与赫兹接触应力推算出齿轮泵的磨损率比例因子;再基于遗传算法来优化齿轮泵的磨损率,使磨损率比例因子达到最小值,迭代之后的齿廓参数便是最优解。

Design and application of a new kind of rolling coupling

Based on Hertz theory of elastic contact and the design theory of ball bearings, a new type of rolling coupling was designed. The two halves of the rolling coupling can be moved relatively by a small axial force when a great moment is exerted on it. The rolling coupling was used to connect the principal axis and the decelerator of continuous extrusion machine and it can greatly decrease the harmful axial forces on the continuous machine. The engineering formulas for the contact stress and distance of apporach of the rolling elements were deduced and the method for designing the rolling couplings was proposed. The formulas for the forces exerted on the rolling element were verified by the experiment.