花键约束下变形摩擦片角向摆动的数值分析

为了揭示离合器分离状态下摩擦元件变形前后的动力学特性差异,本文研究了花键约束下不同变形程度摩擦片的角向摆动特性,分析了花键界面和翘曲变形对摆动的影响。本文对平直摩擦片进行了力学分析,并建立了平直片角向摆动的动力学模型。在此基础上,对平直片引入薄板的变形函数,考虑几何差异推导出了变形摩擦片的摆动模型。同时,与经典边界条件对比,在摩擦片内径的花键约束处采用了摩擦边界,并且基于几何结构推导出了最大允许摆动角。通过数值仿真,在时域和频域分析了各影响因素对摆动的影响。结果表明:旋转的摩擦片受扰动后,角向摆动频率随转速的增加而增加,而翘曲变形会降低摆动频率。此外,最大摆动角度在低转速时会延长摩擦片摆动的时间,摩擦力则会降低摆动的时间。

含浮动花键的直升机超临界轴系自激振动实验研究

为避免含浮动花键超临界轴系的研制及工程应用中出现的自激失稳问题,以某型直升机超临界尾水平轴系为研究对象,定性分析了短轴自激振动的产生机理,开展了浮动花键不同状态下的振动稳定性试验。研究表明:内摩擦阻尼力是短轴自激振动的根本原因,其特征频率为短轴一阶固有频率。正常安装状态下,轴系运转平稳,自激振动幅值均在0.1 mm以下。润滑状态越差齿面损伤越严重,无润滑状态自激振动最大幅值为0.9 mm。定位面配合间隙超限会导致自激振动和齿面损伤,花键侧隙一定程度超限仅有齿面损伤,二者均超限时自激振动最大幅值为4.77 mm,极易发生失稳,且自激振动多出现在小载荷状态。实际应用中应加强振动监控,细化花键检查步骤,控制尾轴同轴度,确保工作安全。

基于静动态抗滑特性的路面构造深度测量算法

路面湿滑是诱发交通事故的重要因素,为了解决构造深度和摩擦系数分别从路面静态纹理和动态摩擦运动角度方面反映路面抗滑性时存在的不一致问题,基于激光视觉测量方法得到沥青路面点云数据,提出一种有效构造深度测量算法;首先利用B样条对点云数据进行断点插值,在研究轮胎和路面接触摩擦的几何结构和抗滑机理的基础上,修正路表凹陷点数据;采用断面法估算构造深度,并和摩擦系数测试仪所得的数据进行相关性分析.研究结果表明:本算法得到的横向和纵向平均构造深度与摩擦系数的相关系数分别为0.896和0.887,优于铺砂法的0.504;该方法能通过静态的构造深度隐性地反映动态的摩擦系数,兼具激光视觉测量方法的高效率和摩擦系数刻画抗滑性能的客观性,达到效率和精度的统一.

多片离合器轴向平均比压的衰减特性

以车辆多片离合器为研究对象,建立了考虑花键摩擦力的多摩擦副界面平均比压和转矩的计算模型,得到多摩擦副的比压衰减系数,对影响离合器比压衰减的参数进行了敏感度分析。研究表明:摩擦因数对比压衰减影响显著,界面摩擦因数越大,界面比压沿轴向衰减越快;键处摩擦因数越大,界面比压沿轴向衰减更快;花键压力角对界面比压衰减影响甚微。试验发现,摩擦副数越多,平均单副转矩越小,且总转矩增加幅度减小。通过仿真结果与试验数据的对比,验证了所建模型的有效性,该模型能够有效地反映离合器的实际比压和转矩特性。

航空渐开线花键副微动摩擦接触参数分析

使用有限元方法对航空渐开线花键副摩擦进行接触分析,得到花键副的接触应力及相对滑移分布规律,并考虑接触长度、花键壁厚和摩擦因素对花键副接触的影响。研究结果表明:花键副接触应力及相对滑移分布不均匀,端部的接触应力及相对滑移较大;增加接触长度不能提高花键副的承载能力,接触长度与花键分度圆直径之比不得大于1.2,最佳为0.5;花键壁厚越薄,端部接触应力和相对滑移越大;摩擦因素对接触应力几乎没有影响,但相对滑移与摩擦因素成反比。

桩基内力测试数据的光顺样条处理算法

针对多项式及约束样条法拟合结果不尽理想的问题,提出了光顺样条算法,应用于桩基内力测试数据处理。以某桩基的滑动测微计的检测应变数据实例,计算了该工程试桩的摩阻力分布规律和极限侧摩阻力。该算法在很大程度上过滤了测量过程中的误差,减少了人为因素的影响,增加了摩阻力计算的可信度。

花键过度磨损原因分析

以内外花键磨损为实例,根据磨损断口形貌观察,判定花键齿的磨损主要是由于内外花键轴线不同轴引起。给出花键齿的滑动速率和摩擦功的计算式,分析偏心量、法向力、摩擦因数、齿数等参数对花键磨损的影响。结果表明:内、外花键轴的轴线不同轴是造成花键磨损的主要原因之一;内、外花键轴的轴线不同轴(轴线偏心)使键齿齿面产生滑动;轴线偏心使各键齿齿面的载荷分配不均匀,加速齿面的磨损;防止花键齿的磨损最有效的措施是提高与轴线偏心量有关零件的加工精度和安装精度,尽量减少内外花键的偏心量;提高花键硬度,可以增加花键的磨损寿命。

花键摩擦对湿式多片离合器分离过程影响

为研究在不同花键摩擦因数下湿式多片离合器分离过程中的摩擦转矩和间隙变化,建立湿式多片离合器分离过程动力学数值模型,并提出不均匀系数以表征分离间隙均匀度。研究结果表明:分离过程中各摩擦副间隙首先缓慢增大,再迅速增大,剧烈波动之后趋于稳定;间隙稳定之后分离过程结束,而花键摩擦因数对分离过程持续时间几乎没有影响;不考虑花键摩擦时,各摩擦副均匀分离;考虑花键摩擦后,各摩擦副间隙从第一副至第六副依次减小,花键摩擦因数的增加显著恶化了分离间隙均匀度;分离过程的粗糙接触转矩初始值及其衰减速率随花键摩擦因数的增大而减小,分离过程末期的黏性转矩随花键摩擦因数的增大而增大。因此降低花键摩擦因数,有助于湿式多片离合器的均匀分离和降低带排转矩。

任意空间曲线预应力筋的预应力锚固损失研究

依据预应力锚固损失分析中的反摩阻影响机理,结合模拟空间曲线预应力筋的非均匀B样条曲线参数方程,推导出预应力锚固损失的数值计算公式,该公式适用于任意空间曲线型预应力筋,并适合编程计算。

航空渐开线花键微动磨损的仿真模拟研究

目的针对航空渐开线花键微动磨损严重的工程问题,研究多种因素对花键副受力与微动磨损的影响及键齿间的差异。方法建立以微动磨损机理为基础的渐开线花键副微动模型,通过对比工程检测数据验证了花键副微动模型的合理性,并采用不同的加载方式研究分析各载荷对直升机减速器花键副的影响,并对比分析微动幅值、动载系数以及不对中量对花键传动应力分布与微动磨损的影响。结果转速载荷的效应均方值远大于转矩载荷的效应均方值。微动幅值为20~80μm,动载系数为1.0~1.5,轴向不对中量为‒0.05~0.05 mm,键齿接触应力与磨损量随各因素的增大而增加。键齿啮合区近齿根处的接触压力与微动磨损量均最大。不同向的轴向不对中对齿间差异的影响不同,键齿6~9与键齿15~18受轴向不对中的影响最明显。结论花键传动中,相较于传动扭矩,传动转速对应力的影响更显著。键齿啮合区近齿根处应力集中较为明显,微动磨损严重。随微动幅值、动载系数与不对中量的增加,微动磨损显著增大,花键副的对中特性能够减小不对中量的影响。键齿的不同啮合区域与键齿间均存在受力与磨损程度上的差异。

带套齿连接结构的转子系统振动稳定性实验研究

为了研究带套齿连接结构的转子系统振动稳定性,推导了套齿连接结构的内摩擦力表达式,由此求解了转子系统振动失稳的条件。设计并搭建了带柔性和刚性两种不同套齿连接结构的实验转子系统。实验研究了带不同套齿连接结构的转子系统振动的稳定性。实验发现,带柔性套齿连接结构的转子系统易于发生由内、外套齿齿面间内摩擦所引起的振动失稳。失稳的特征是转子振动中出现较突出的次谐波分量,次谐波频率为转子系统的第一阶自振频率。次谐波出现的门槛转速略高于转子系统的第一阶临界转速。不对中度的增大对次谐波具有激励作用,促使转子失稳加剧,锁紧螺母拧紧力矩增大对失稳有抑制作用。带刚性套齿连接结构的转子系统越过了工作转速范围内的第三阶临界转速,未出现失稳现象。在第一阶模态与第二阶模态处分别进行了300s的"共振"实验,实验过程中未出现次谐波振动分量,转子保持稳定。结果表明,带刚性套齿连接结构转子的稳定性高于带柔性套齿连接结构的转子。

钛合金航空花键副表面改性的微动摩擦性能测试研究

针对钛合金航空花键副表面耐磨性能不足及微动磨损问题,开展了四种花键表面改性/镀层的摩擦性能测试及分析研究工作,测试了四种花键表面改性/镀层的摩擦系数范围及其随载荷的变化趋势,验证分析了载荷、微动频率、行程、润滑及温度等条件对四种花键表面改性/镀层摩擦性能的影响规律,对于钛合金航空花键副表面改性/镀层的选择和应用具有一定的指导意义。

重型商用车传动轴花键轴叉轻量化设计

为了实现花键轴叉的轻量化,文章对花键轴叉进行优化设计,采用叉头和厚壁无缝钢管摩擦焊成一体,绘制三维模型,并借助有限元分析软件对传动轴总成进行受力分析,根据分析结果对零件优化改进,并对其进行验证分析,从而保证轻量化花键轴叉的强度满足设计要求。

水力脉冲轴向振荡减阻工具研制

在大斜度井中,轴向力传递通常成为问题。为了减少摩阻并实现轴向力的连续传递,最新的减阻技术是水力脉冲诱发轴向振荡钻井技术,为此开发设计了一种水力脉冲轴向振荡减阻工具。介绍了该轴向振荡减阻工具的总体结构及技术特点、关键零部件的设计加工、动力马达基本结构参数合理配比优化、盘阀过流面积模拟、花键心轴表面处理技术及计算机辅助设计分析、碟形弹簧组合设计计算等。室内及现场试验表明:该工具性能可靠,能够解决托压的问题,减阻提速效果明显。

某船用摩擦离合器油路密封对花键失效影响的仿真模拟研究

某船用湿式多片摩擦离合器内置于齿轮箱,受结构限制,内部花键传动采用径向供油方式,在长时间的使用中,会造成供油环密封老化和磨损,使进入离合器内部润滑减少,造成花键损坏,对航行安全产生一定的影响,因此研究某船用摩擦离合器内部润滑油对花键长期运行磨损失效机理,进一步提高离合器长期运行可靠性。采用有限元仿真分析离合器内部油路在不同泄漏量下的流场、出口流量,通过离合器流量运转试验进行离合器花键失效的定性验证。通过离合器内部供油环密封间隙分别在0、0.3、0.5、0.7 mm时的出口流量和流场仿真可知,其出口润滑流量分别损失为3.67%、20.26%、35.57%、39.36%,导致出口流量减少1/3,无法满足离合器润滑量的需要,离合器无法得到及时冷却,使离合器花键的寿命大幅度降低;通过离合器流量运转试验,尤其是在极端缺油试验中,花键运行6 h就已经开始出现变色情况。某船摩擦离合器花键失效机理在于离合器长时间运行后,供油环密封长期磨损造成离合器内部供油泄漏,引起离合器花键供油不足,蠕动花键产生的热量无法快速被带走,使花键寿命快速下降。研究成果可为离合器长寿命周期可靠性研究提供参考。

一种内花键轴的新加工工艺

本文以某一规格的伺服电机轴为例,介绍了传统的内花键轴加工工艺的不足,重点对采用分段加工、摩擦焊接技术进行焊接、焊接后再精加工的工艺进行分析。

一种螺旋压力机主螺杆花键维修方法

离合器式螺旋压力机的主螺杆上端通过渐开线花键与离合器的摩擦盘连接,由于该处传递的扭矩较大,随着使用时间的增长,在磨损和撞击的作用下花键配合间隙增大,影响设备的正常使用。为解决此问题,以J55-4000离合器式螺旋压力机主螺杆花键维修为实例进行分析,采用一种经济型的维修方法,通过增加胀套消除了花键配合间隙对设备磨损的影响,避免了离合器摩擦盘来回窜动而产生的撞击及摩擦磨损。通过维修后的使用状况来看,该方法安全可靠,经济实用,延长了螺旋压力机主螺杆的使用寿命。

渐开线花键副微动摩擦接触分析

基于有限元法,对渐开线花键副的微动摩擦接触行为进行了分析,得到了接触压力和相对滑移的分布规律,并对齿面摩擦接触状态和磨损进行了分析与预测,探讨摩擦因数对接触压力、相对滑移、摩擦接触状态和Ruiz参数的影响。结果表明:花键副齿面接触压力和相对滑移分布不均匀,摩擦因数越大,最大接触压力和最大相对滑移越小;摩擦因数对齿面摩擦接触状态影响较大;Ruiz参数随摩擦因数的增大而增大。

航空渐开线花键副齿面摩擦功分析

基于有限元法,建立了航空渐开线花键副模型,对花键副齿面接触时产生的摩擦功进行了数值计算,分析了轴心偏移对渐开线花键副主要参数的影响,获得了其齿面最大摩擦功的变化规律。研究结果表明,摩擦功随轴心偏移量的递增而变大,但增幅逐渐变小;摩擦功随摩擦因数的增大而增加,增幅较为恒定;外花键孔径特别大时,摩擦功增幅显著;接触长度大于0.45时花键副摩擦功趋于平稳。

航空花键-转子系统自激振动研究综述

在以航空动力传输为代表的大功率、高速转子系统中,花键具有不可替代的作用。由于航空动力传输系统结构、重量和空间的限制,许多花键只能运行于脂润滑或无润滑环境。花键的载荷和服役环境导致其长期处于复杂的接触和微动状态中。当转子跨越临界转速之后运行时,花键润滑不良或特定的不对中状态,可能诱发花键的自激振动。花键自激振动发生时,会出现低频振动,且低频振幅高、能量大,易导致严重的破坏或事故。国内外学者对于花键自激振动开展了一定的研究工作,形成了花键内摩擦阻尼引起花键自激振动的共识,提出了缓解花键自激振动的措施。通过综述花键摩擦阻尼、花键-转子系统自激振动的研究历程与研究现状,总结归纳花键自激振动特点与影响因素,并尝试给出了花键摩擦阻尼与自激振动研究的发展趋势,为航空动力传输中花键的稳定可靠服役提供参考。