Generation Principle of Helix Tooth Profile in Hypocycloid Pinw heel Transmission and Its Contact Characteristics

The transmission characteristics of gear drive can be improved with the use of novel tooth profiles.A theoretical study on tooth profile of the hypocycloid pinwheel transmission and contact analysis of gear pair based on finite element method(FEM) are carried out,respectively.The line contact between mated tooth surfaces becomes point contact according to a plus movement.Through loaded tooth contact analysis(LTCA),the contact stress and load distributions for the proposed hypocycloid pinwheel transmission and the traditional one are discussed.The analysis results show that the developed tooth surfaces have anticipatory point contact characteristics under loads and contact fatigue dangerous area locates around the ultimate contact position.

基于内摆线原理设计的四缸汽油发动机惯性力分析

使用曲柄连杆机构的传统四缸汽油发动机在运行时会产生二阶往复惯性力,导致发动机的振动较大。为了解决该问题,基于内摆线原理设计出一种新型四缸汽油发动机。对该发动机的惯性力进行了理论分析,并使用Adams软件进行了仿真验证。结果表明:四缸内摆线汽油发动机在一阶往复惯性力和旋转惯性力达到平衡的同时,不会产生二阶往复惯性力,有效降低了发动机的振动。

弹簧摆在匀强磁场中的运动分析

针对带有电荷的弹簧摆施加在竖直方向的匀强磁场的背景下,通过牛顿力学的方法得到了其运动学方程,从而发现其摆动平面在不停的进行旋转.同时按照初始条件的不同,将其在水平方向上的运动学方程化简为不同的曲线方程,进而得到了其运动的轨迹特征.

基于旋转矢量微分的齿轮转动导杆机构运动特性研究

根据内摆线发生原理,设计了齿轮转动导杆机构;采用旋转矢量微分法,给出了机构的运动矩阵方程,研究了内摆线瓣数和摇块位置对机构运动特性的影响。结果表明,内摆线瓣数只影响转动导杆角速度的波动,而对其速度波动几乎无影响;摇块设定在瓣尖一侧对称线上时,转动导杆角速度尖脉冲出现两次,而设定在内摆线中心点以外的其余位置时,角速度尖脉冲仅出现一次;摇块位置只影响转动导杆作匀加速运动时的行星轮相位角,而对做匀减速运动时的行星轮相位角无影响。

新型非摩擦式机械无级变速器的原理与特性

利用内摆线特性,基于传动原理与变速原理,将行星齿轮传动与类正弦机构组合,提出一种新型非摩擦式无级变速装置。在完成结构设计基础上,对其特性参数进行研究分析表明,该无级变速装置属于脉动型无级变速,其输出转速在高速时波动较小,低速时波动较大。由于其传动比可以从1变化到无穷大,因此在不停机情况下输出轴可以停转,从而兼有离合器的作用。

单螺杆式水力机械变幅系数的选择

为从理论上确立短幅内摆线型单螺杆式水力机械变幅系数的选取原则,通过分析螺杆-衬套副的形成运动与啮合运动之间的关系,研究了不同变幅系数对单螺杆式水力机械接触状况及密封性能的影响。研究结果表明:变幅系数过大,则等距曲线容易打扣,使密封性能下降;变幅系数过小,则定子上流动接触点可到达的区域向定子内凸中点集中,使定子内凸中点处磨损严重。因此,变幅系数的选取原则是:在保证定子等距线不打扣的情况下,尽量接近1。

内摆线内燃机动态仿真

传统内燃机的曲柄连杆机构由于连杆的往复摆动而导致活塞对气缸的侧压力,给内燃机带来很多不利的影响。利用内摆线原理,重新设计一种内摆线内燃机。在CAD软件中建立S195(传统内燃机)与S195HC(内摆线内燃机)虚拟样机模型,并导入ADAMS中进行动力学仿真。结果表明,这种内摆线内燃机可以显著降低活塞对气缸的侧压力,降低摩擦和磨损,提高内燃机的使用寿命,同时使功率也有所提高。

内摆线单缸柴油机工作过程建模与数值模拟

运用热力学理论建立了新型内摆线单缸柴油机工作过程的数学模型,采用Matlab编制了计算程序,对缸内压力、温度和平均指示压力等主要性能指标进行了仿真研究。结果表明:所建模型能够较好地模拟和预测新型内摆线单缸柴油机性能;新型内摆线单缸柴油机活塞作简谐直线运动,气缸压力高于传统S195型柴油机,最高爆发压力提高了5%,平均指示压力提高了10.7%。说明新型内摆线能量转换机构能够改善内燃机工作过程。

新型内摆线能量转换机构特性研究

利用内摆线特性和传动原理,提出一种新型内摆线能量转换机构。在S195柴油机结构基础上,完成新型内摆线能量转换机构结构设计。利用Solidworks和ADAMS软件建立了新型内摆线内燃机的虚拟样机模型,进行了运动学与动力学特性研究。结果表明:与传统曲柄连杆机构相比,新型内摆线能量转换机构使活塞在上止点附近停留的时间比较长,而且在同样的曲轴转角下,活塞更接近上止点,有利于燃料的充分燃烧,提高内燃机的经济性;同时,新型内摆线能量转换机构可以实现活塞的完全直线运动,活塞侧压力大大减小,有利于减小由此而带来的摩擦损失,提高内燃机的机械效率,降低内燃机的机械振动和噪声。

新型脉动式机械无级变速器的研制

针对脉动式无级变速器动力性能差、效率低下等缺点,利用内摆线在特定条件下为直线的特性,将行星齿轮传动机构与曲柄滑块机构相结合,提出了一种新型脉动式无级变速装置.在完成结构设计的基础上,对其特性参数进行了研究.分析结果表明,该脉动式无级变速器的输出转速在高速时波动较小,低速时波动较大;由于利用了传动机构的正反行程,因此该变速器的相数少、结构简单;该变速器的传动比可以从1变化到无穷大,在不停机情况下输出轴可以停转,从而兼有离合器的作用.

内摆线内燃机的动平衡研究

通过分析内摆线内燃机产生不平衡惯性力的运动质量,分别针对往复惯性力和旋转惯性力设计了箱体双平衡轴和曲柄臂配重。并且通过Adams对内摆线内燃机的动平衡进行了仿真。结果表明利用双轴平衡机构及曲柄臂配重,有效的平衡了内摆线内燃机的往复惯性力和旋转惯性力,降低了内燃机的振动。

用于型面联接的摆线参数研究

阐述了内摆线及内次摆线的形成原理,通过数学建模得到摆线方程,并绘制当R/r=3且n取不同值时内次摆线的形状,通过内次摆线的判定条件计算出在R/r=3时参数n的取值范围,以确保内次摆线为适于型面联接的光滑封闭凸曲线。

一种正多边形零件连续车削加工的方法

为了提高端面为正多边形的零件的加工效率,提出一种基于内摆线的连续车削加工的方法,提高了正多边形零件的加工效率和加工精度.工件轴与刀盘同步旋转时,刀尖相对于工件的轨迹为内摆线,选取合适的加工参数,可以实现正多边形的连续加工.首先分析了机床加工原理以及正多边形零件的形成原理,然后研究了确定正多边形的加工参数的方法,设计了多边形加工数控指令,建立正多边形车削加工车床仿真模型,仿真实验证明了可以通过该方法加工正多边形零件.

三头单螺杆泵定转子接触磨损分析

采用ANSYS软件对短幅内摆线外等距曲线及短幅外摆线内等距曲线2种线型的三头单螺杆泵在过盈及压差作用下的变形、受力及接触情况进行有限元分析,得到定转子接触时变形及应力分布云图,比较2种线型三头单螺杆泵的密封性能。结果表明:过盈量的存在是实现螺杆泵密封的重要条件;压差的存在使定子橡胶发生较大的变形,应力应变值也相应增加;短幅内摆线外等距曲线三头单螺杆泵密封性能优于短幅外摆线内等距曲线三头单螺杆泵。

普通内摆线型双头螺杆泵建模及运动仿真

根据螺杆泵转子和定子型面成型机理,用三维建模软件SolidWorks建立了普通内摆线型双头螺杆泵的三维实体模型,并用运动学分析软件COSMOSMotion对其进行了运动仿真和分析。结果表明,转子型线上圆弧段各点以及靠近圆弧段的点的运动轨迹都是类三角形,其他各点的运动轨迹为打扣的类三角形。得出了:①转子型线上各点的速度和加速度的变化规律;②齿凸和齿凹接触点的相对滑动速度的变化规律。

内摆线型单螺杆泵共轭副等距曲线运动分析

利用内摆线型单螺杆泵骨线及其等距曲线的形成原理,对内摆线型单螺杆泵的等距曲线进行分析,发现了内摆线型单螺杆泵啮合运动与内摆线骨线形成运动之间的关系,得出设计螺杆泵型线时应考虑过盈的情况下尽量缩短转子与定子在转折点上的接触时间的结论.

基于直线型内摆线的两关节尾摆推进系统的设计及运动仿真

以电动机、液压马达等常见驱动和机械传动组合的大功率尾摆仿生推进,是未来水下自动航行器最具应用潜力的推进模式。提出一种基于直线型内摆线的尾摆推进系统,该系统具有相位差可调、运动无急回,可实现减速和运动转换集成。在关节点对推进性能分析及尾摆尾部运动数学模型的基础上,建立尾摆推进系统的黑箱;以尾摆推进参数、关节、参数间关系等运动参数为设计条件,完成了直线型内摆线两关节尾摆推进系统的工作原理设计和结构设计;运动仿真结果表明,直线型尾摆推进机构实现了可调相位差的简谐运动合成,并与鲤鱼尾部运动样本进行比对,验证了装置的可行性。

新型内摆线能量转换机构的动力学解析

介绍了新型内摆线能量转换机构的工作原理和结构设计,采用基于能量的欧拉?拉格朗日方法推导了系统的动力学模型.基于四阶Runge-Kutta法,运用Matlab进行了仿真验证.结果表明:新型内摆线能量转换机构的活塞做完全简谐直线运动,运动更加平稳;活塞加速度峰值比传统曲柄滑块机构的小25%;在相同的气缸平均等效压力和负载转矩下,具有较高的输出转速,提高了内燃机的输出功率.

内摆线的平面运动

本文根据内摆线形成原理,研究和讨论不同条件下动圆平面上的不同几何元素随动圆运动时形成的轨迹,并简要说明了内摆线在机械工程上的应用.

可实现活塞无侧压的内摆线传动机构建模与仿真

根据内摆线形成原理,在一种S195柴油机结构基础上,利用实体设计Solidwirks软件,完成了行星齿轮内摆线传动机构实体模型设计,运用ADAMS建立了内摆线传动机构动力学仿真模型,并与传统曲柄-连杆机构运动特性仿真进行了对比。研究表明:行星齿轮内摆线传动实现了活塞简谐运动特性,基本消除了传统活塞侧压力的影响,大大减少了活塞机械摩擦损失,并改进了单缸柴油机NVH特性。在取代传统内燃机曲柄-连杆动力传动机构方面进行了有益探索,仿真分析结果为行星齿轮内摆线传动机构的工程应用提供了理论依据。