航空齿轮薄辐板车削加工变形预测及切削参数优化研究

为了满足直升机传动系统轻量化的需求,作为直升机关键零部件的传动齿轮具有薄壁的显著特征,在切削加工中容易出现变形严重和尺寸精度难以保证的问题。本文以高强度中合金渗碳钢齿轮薄辐板为研究对象,基于ABAQUS有限元分析软件,开展了切削加工仿真研究,通过建立三维动态切削仿真模型,分析了加工过程中工件所受的切削力与切削参数之间的关系;并运用静态仿真分析了切削力和夹紧力叠加对薄辐板加工变形的影响,对仿真结果进行了极差分析。最后,通过开展试验对仿真结果进行了验证。结果表明:齿轮薄辐板加工变形量静力学分析显示齿轮辐板轴向变形量最大,径向变形在轮毂处最大;极差分析发现,切削速度为150 m/min、进给量为0.06 mm/r、切削深度为1.8 mm为最优切削参数,最大变形量的预测误差小于10%。

对置端曲面齿轮柱塞泵动态特性仿真研究

为了研究对置端曲面齿轮柱塞泵参数对泵动态特性的影响,根据端曲面齿轮柱塞泵工作原理,推导柱塞运动方程。利用Adams与AMESim软件建立对置端曲面齿轮柱塞泵联合仿真模型,通过联合仿真得到不同转速与偏心率下的柱塞泵出口流量与压力的相应曲线。结果表明:转速增大,泵出口流量与压力增大,脉动幅值与脉动频率增大;偏心率增加,泵出口流量与压力增大,脉动幅值增大,脉动频率不变。

三轴环板式永磁齿轮气隙磁场及转矩计算

利用标量磁位法获得了三轴环板式永磁齿轮(Triple-shaft Ring-plate Magnet Gear,TRMG)的气隙磁场数理模型,根据磁场叠加原理建立了内、外永磁圈间气隙磁场及其相应的电磁转矩模型;由于所有计算均基于TRMG的平面磁场建立,因此,所建模型与二维有限元结果间具有较高的准确度(误差≤5%);其计算速度远快于三维有限元法,且与二维及三维有限元分析具有较好的吻合度与趋势性,验证了所建模型的准确性,可适用于三轴以上的多轴环板式永磁齿轮的磁场分析与结构动力学计算。

汽车门锁齿板和齿轮的疲劳分析与改进研究

某汽车门锁公司为降低电动门锁成本,对门锁内部齿板更换定位方式,但会造成门锁使用寿命下降,标准QC/T323—2007《汽车门锁和车门保持件》规定门锁寿命应满足10万次。为使门锁寿命满足标准,对门锁进行疲劳试验,发现门锁内薄弱区域为齿板的齿根。采用有限元法,基于材料S-N曲线和Miner线性疲劳损伤积累理论对齿板与齿轮的齿根进行疲劳分析。分析结果与试验结果相接近,误差为8.3%,表明建立的有限元疲劳分析方法合理。基于此方法更换齿板材料,将齿板寿命提升至10万次以上。最后再将安装有新齿板的门锁进行疲劳试验,试验结果表明门锁寿命大于10万次,满足要求。同时,基于此设计方案,每个电动门锁可节约成本255元左右。

针刺机曲轴传动装置的优化设计

在针刺法非织造布生产线中,为确保针刺设备的可靠、高效、稳定运行,减少往复运动组件产生的惯性力,通过理论计算与运动仿真,对针刺机往复运动组件工作过程的实际工况进行速度、加速度、位移分析,根据分析结果确定曲轴传动装置中曲轴偏心量、连杆长度的最优尺寸,从而为解决原针刺设备在高针频、大动程运行时振动较大的问题提供了一种方法。

高功率密度斜向支柱锥齿轮辐板结构设计优化

为满足直升机传动系统对复杂工况下齿轮轻量化设计的迫切需求,提出了一种高功率密度斜向支柱锥齿轮辐板结构的设计优化方法。基于考虑应力约束的变密度法,对锥齿轮辐板进行了拓扑优化与重构,得到一种新颖的突破传统构型的高功率密度斜向支柱锥齿轮辐板结构。在传统粒子群优化(Particle swarm optimization,PSO)算法的基础上,引入马尔可夫链和进化因子,自适应地选择跳变策略和延迟信息,进而发展了智能先进的时滞跳变粒子群优化(Switching delayed PSO,SDPSO)算法,并将其应用于斜向支柱锥齿轮辐板结构的尺寸优化。优化后,锥齿轮辐板质量共减小了19.24%,所有工况的最大von Mises应力共减小了7.27%,各工况应力分布更加均匀,证明了所设计的锥齿轮辐板的结构优势和所提出的设计优化方法的先进性。

高水基非圆齿轮马达配流盘表面划伤分析与修复

针对高水基非圆齿轮马达配流盘端面出现划伤现象,从非圆行星齿轮机构设计、高水基乳化液污染、高水基非圆齿轮马达零部件加工及装配等方面进行分析,提出了配流盘表面划伤修复方法,并在非圆行星齿轮机构、乳化液清洁度、零部件加工质量、配流盘材料表面硬度及装配质量等方面提出防止配流盘表面划伤的措施。

减速小锥齿轮组件裂纹原因分析

减速小锥齿轮组件在加工完成后进行磁粉检测时,发现在轴颈内表面位置有多条裂纹。经宏微观观察、金相组织检查、硬度测试、残余应力测试、氢含量分析等手段,对裂纹性质和原因进行分析。结果表明:零件裂纹性质为氢致裂纹,氢的来源为轴径表面镀铬工序;外在原因为轴颈惯性摩擦焊位置加工方式由抛光改为车削加工,导致残余拉应力存在,两者综合因素导致该位置产生裂纹。后续通过控制镀铬的时间、及时除氢和消除应力、焊接位置严格执行抛光工序等工艺改进并进行验证,可有效防止类似故障的再次发生。

转向机压块Stick-slip异响问题分析及优化

本文根据MSG型号单齿轮转向机测试驾驶员抱怨的换向异响问题,首先进行加速度贴片测试确定换向异响振幅最大区域主要来自于压块,进而影响齿条衬套与拉杆同样产生振幅,并推断出该异响类型为stick-slip噪声。然后采用故障树分析方法对压块产生噪音的主要原因逐层分析从而确定优化方向。最后从零件表面粗糙度因素和零件润滑因素两个方面确定优化方案,为相同类型问题的解决提供一定的理论参考。

少齿差环板式减速器的弹性动力学分析

综合考虑环板、高速轴、齿轮副、轴承的变形和偏心套的误差,构造少齿差环板式减速器的变形协调条件,并结合动态子结构法建立该类传动系统的弹性动力学模型。通过求解系统的弹性动力学方程,获得减速器各环节的真实受力状况及系统的低阶固有特性。弹性动力学仿真结果表明,环板和高速轴支承轴承的弹性对减速器关键零部件的受力状况有较大影响,其中对高速轴行星轴承寿命的影响尤为明显;动力输入方式对系统的动力学性能影响很大,相同参数条件下双动力输入系统的受力性能要优于单输入系统。基于ANSYS的有限元模态分析结果与弹性动力学仿真结果吻合较好,表明所建立的少齿差环板式减速器弹性动力学模型具有较高的计算精度。

齿轮系统传动误差的蒙特卡洛模拟分析

针对齿轮系统中各项误差具有不同概率分布规律的特点 ,在指出现有理论和方法存在不足的基础上 ,提出了齿轮系统传动误差的蒙特卡洛模拟分析方法 ,为准确估计齿轮系统的传动精度提供了理论手段。对圆网制网机传动误差的分析结果表明 ,所提出的蒙特卡洛模拟方法不仅可以求出齿轮系统传动误差的分布情况 ,而且可以避免不必要的精度浪费 。

少齿差环板式减速器研究状况评述

从受力分析、承载能力、平衡减振、传动效率和系列设计等方面,对少齿差环板式减速器的研究现状进行了评述。指出应在系统弹性动态静力分析的基础上计入少齿差传动特有的多齿弹性啮合效应,并辅以少齿差内啮合传动几何参数选择CAD系统和基于强度设计的减速器结构参数优化方法,建立具有高承载能力的少齿差环板式减速器的新产品系列设计理论。最后,对应进一步解决的问题提出了建议。

基于双侧齿圈压边的厚板精密冲裁成形力学分析

针对普通冲裁方式获得的厚板冲裁件常存在尺寸精度低、断面质量差及翘曲严重等问题,采用双侧齿圈压边的方式对厚板精密冲裁成形进行模拟和力学分析,建立了厚板的精冲数学模型及有限元模型,研究了成形中应力应变问题及静水应力、材料流动的规律,并通过对6、8、10和12mm厚板进行有限元模拟,探讨了不同板厚对双侧齿圈压边精冲的影响,最后进行实验验证,分析结果表明双侧齿圈压边冲裁方式能够增加厚板剪切变形区的静水压力,充分发挥材料的塑性,提高厚板冲裁件断面质量。

扩大分度盘加工齿坯齿数范围的精密磨齿工艺

分度盘式分度系统广泛应用于高精度标准齿轮、插齿刀和剃齿刀的磨齿中,然而传统的磨齿工艺限制了分度盘加工齿坯齿数的种类.为扩大分度盘的加工范围,提出了一种应用分度盘分组多次加工齿坯的精密磨齿工艺方法.首先精加工出一组齿数等于分度盘工作槽数的同名齿面为基准齿面;然后根据待加工齿面与基准齿面单一齿距偏差代数和的平均差值或径向跳动偏差代数的平均差值来确定同名齿面中另一组齿面的加工余量,或根据公法线测量跨齿数的奇偶性和公法线的加工余量确定并完成异名齿面的精加工;最后,用上述方法选择已精加工的、误差源较少的齿面为基准齿面依次完成剩余齿面的精加工.设计一组利用工作槽数为20的分度盘,分两组加工齿数为40的标准齿轮试件的精密磨齿实验,采用"差动进给磨齿法"实现了齿面渐开线法向0.2μm量级的微量进给.最终被磨试件的单一齿距偏差不超过0.8μm,齿距累积总偏差不超过1.3μm,均达到齿轮国际标准ISO 1328-1∶1995和国家标准GB/T 10095.1——2008中的最高级精度(0级).精密磨齿实验验证了该磨齿工艺方法的可行性.分度盘分组加工齿坯的磨齿工艺扩大了分度盘加工齿坯齿数的范围,具有重要的工程应用价值.

水稻不同脱粒装置脱粒性能的对比试验研究

为了提高水稻联合收获机的工作效率,降低功耗,减轻清选负荷,自行研制了板齿和杆齿作为水稻脱粒的主要元件,分别与栅格凹板组成不同的脱粒分离装置,并对这两种脱粒分离装置进行了脱粒对比台架试验。试验结果表明,杆齿—栅格凹板脱粒分离装置在脱粒水稻时对茎秆的破碎程度轻、功耗低、脱出混合物中轻杂物含量少,能够有效地减轻清选负荷。

新型双环减速器的设计与实验验证

设计了一种新型双环减速器,并对其进行相关实验验证。采用封闭图法确定减速器内啮合齿轮副的变位系数,进而完成了该型减速器的结构设计与运动学仿真。利用ANSYS的APDL编程语言建立了新型双环减速器样机的三维有限元模型,对其进行了模态仿真与接触分析。结果表明,系统低阶固有频率远高于输入转频,其低阶振型依次表现为高速轴和输出轴在垂直和水平方向的弯曲;在额定载荷下共有3对轮齿发生接触,且最大应力远低于齿轮副的许用应力。样机负载运行和振动测试结果表明,新型双环减速器能在单、双轴驱动2种工况下运行;单轴驱动时,可利用非180°相位差克服机构的运动不确定性实现正常运转,而双轴驱动方式下的动力学性能较单轴驱动为好;减速器的传动效率随负载的增大而增加,且具有良好的短期过载能力。实验结果验证了所提方法能用于指导该型减速器的设计。

环板式行星分度凸轮机构针齿受力分析

为了了解环板式行星分度凸轮机构的受力情况,以便对机构的针齿进行强度校核,从而进行强度设计,故对凸轮与针齿之间的受力情况进行了分析。用向量对凸轮与针齿的啮合状态、受力状态及受力针齿进行了数学表示,建立了变形协调条件,根据力矩平衡条件求出了凸轮与针齿之间的作用力的大小和方向。研究结果表明,该机构存在凸轮与某些针齿脱离接触的时刻,接触的针齿未必参与受力,针齿是否参与受力要根据该时刻该接触点的压力角大小而定,针轮所受总啮合力的变化规律与从动件的运动规律一致。

直升机齿轮喷丸-电刷镀复合修复工艺研究

分析了直升机主减速器齿轮电刷镀修复后产生裂纹的成因,通过试验提出了喷丸强化改进措施。详细给出了齿轮喷丸电刷镀复合修复工艺的流程、镀液配方和主要工序工艺参数。该复合工艺可推广到承受较大交变载荷情况下零件磨损、压痕的修复。

支撑轴偏心套自由回转的三环减速器弹性动力学分析

在考虑高速轴变形、行星轴承变形、输出轴支承轴承变形、齿轮副变形及偏心套误差等因素的基础上,又计入了环板的变形,推导了各变形间的协调条件,建立了支撑轴偏心套自由回转的三环减速器传动系统的弹性动力学方程,求解了系统各环节的受力和固有频率,并与原结构的系统动力学性能作了比较。仿真结果表明,取消支撑轴上的键联接,可以消除该轴上偏心套的微动磨损现象,且一般不会导致系统受力性能的恶化,但是此举会大大降低系统第一阶固有频率。

轨道车变速箱壳体强度研究

对某型号轨道车变速箱壳体进行了有限元分析，选取起动时牵引力最大为计算工况，对变速箱壳体进行载荷分析；采用分锻建模法并利用ＧＴＳＴＲＵＤＬ软件的前处理功能，建立了该复杂壳体的有限元模型；采用应力杂交元解决板壳分析时的相容性问题；对高应力区用聚焦法进行了精细分析；分析了曾发生事故的原因。