Analysis and correction of the machining errors of small plastic helical gears by ball-end milling

Many small-size precise plastic helical involutes gears are used in electrical appliances to transmit rotary movements con- tinuously and smoothly. Ball-end milling is an effective method for trial manufacture or small batch production of this type of gear, but the precision of the gear is usually low. In this research, the main sources of the errors of the gear, machining errors of the tooth profile and trace of the gear obtained were analyzed. The correction amounts for these errors are then determined by using a CNC gear tester. They are used to generate a new 3D-CAD model for gear machining with better nrecision.

双圆弧斜齿齿轮泵转子加工刀轨规划及仿真

针对双圆弧斜齿齿轮泵转子加工方法中存在的加工效率和精度比较低等问题,提出了利用球头铣刀在数控铣床上加工双圆弧斜齿齿轮泵转子的方法。研究目标是:根据双圆弧斜齿齿轮泵转子方程,结合空间啮合原理,建立了双圆弧斜齿轮的加工坐标系,根据各坐标系之间的转换矩阵,建立了双圆弧斜齿齿轮泵转子的齿面方程,模拟使用球头铣刀进行加工过程,计算出加工刀具中心在平面和空间轨迹,同时给出判定球头铣刀不发生干涉的最大半径的方法。利用VERICUT软件建立虚拟制造环境并进行铣齿仿真加工,验证了双圆弧斜齿齿轮泵转子齿面数控加工方法的正确性及其可行性。

用Gear法求解病态的引信球转子运动常微分方程组

应用欧拉角及欧拉动力学方程、欧拉运动学方程所建立的描述引信球转子转正运动的数学模型,为强非线性的病态常微分方程组。为了准确、高效地分析球转子的运动过程,以某火炮引信球转子为例,针对不同参量和积分精度,对比地应用了Gear方法和Runge-Kutta方法,对该方程组进行了数值模拟。Gear方法比Runge-Kutta方法易于获得准确解,并且耗用机时也短。

含外圈剥落和不对中的齿轮-转子-轴承系统振动分析

轴承套圈的不对中和剥落是影响齿轮-转子-轴承系统振动特性的典型误差和故障。为了研究外圈不对中和剥落对系统的耦合影响,有必要对含不对中和剥落的齿轮-转子-轴承系统振动特性进行分析。首先,考虑外圈不对中和剥落,计算了轴承的五自由度非线性恢复力。然后,基于轮齿承载接触分析(LTCA)方法,计算了啮合刚度并且建立了直齿轮副的动力学模型。在此基础上,基于切片法建立了花键的等效刚度模型。最后,通过将轴承的恢复力模型、直齿轮副的动力学模型和花键的等效刚度模型与转子系统的有限元模型耦合,建立了齿轮-转子-轴承系统的动力学模型。分析表明,只有剥落位于承载区时,才会对轴承接触力、接触角和系统振动特性产生影响。外圈的不对中导致轴承的承载区范围增大,并使得剥落对系统产生影响的概率增加。

电动循环球斜齿蜗轮的修型技术

电动循环球转向器作为一款新型的汽车动力转向器,与传统液压转向器相比,具有不可比拟的优势,是解决智能驾驶、无人驾驶的最重要的一个环节。从电动循环球转向器的结构切入,分析涡轮蜗杆传动的重要性和提出斜齿涡轮的修型技术;基于对比的滚齿工艺的优劣,进一步改造设备、定制专用刀具以及优化蜗轮毛坯;最后生产出了成本更低、工艺链更短、质量更加稳定的产品,对生产具有重要的指导意义。

RESEARCH ON ZERO CLEARANCE CYCLOID BALL TRANSMISSION

The steel ball transmission of zero gear clearance is studied and its construction formation as well as transimission principle are also analyzed. The transmission ratioequations and dynamic balance conditions are given and no reverse-error technique is deeply researched. It provides a kind of high property driver for the robots and other precision machines.

电子机械制动器的建模、仿真和实验研究

为了解决目前车辆普遍装配液压制动系统存在的响应滞后问题,以实验室某目标车型为例,对其匹配的电子机械制动器(EMB)进行了设计建模、仿真分析和实验研究。首先,根据车型参数确定制动间隙与最大制动力并完成了制动效能的校核工作,采用“电机+行星齿轮减速器+滚珠丝杠”的选型进行了组合设计,使用CATIA对EMB各部件进行了三维建模,利用ANSYS/Workbench对制动钳钳体进行了力学性能仿真分析;然后,根据EMB各部件间力学与几何关系分别建立了对应的数学模型,在MATLAB/Simulink中建立EMB整体仿真模型后完成了对电机转速特性、堵转转矩特性及EMB最大夹紧力的仿真;最后,搭建了实验平台,结合实验结果对仿真结果进行了验证。研究结果表明:EMB工作时的最大应力为安全极限的34.87%,制动间隙消除速度提高了42.31%,达到最大制动夹紧力的时间降低了45.82%,显著提升了目标车型的制动性能。

海域天然气水合物保压取心钻具的研制与试验

天然气水合物的勘探和开发需要从地层中获取保压岩心进行地层的物化性测试、储量评估以及开采工艺等方面的研究。然而,钻探过程中,伴随温度和压力的改变,天然气水合物很容易发生分解,这给水合物钻探取心工作带来了很大的困难。为了解决天然气水合物保压取心钻具的保压可靠性问题,开展了一种新型齿轮-齿条关闭球阀式水合物保压取心钻具的研制,采用绳索打捞的提拉力驱动球阀工作。详细介绍了该保压取心钻具的结构和工作原理;计算了球阀的工作密封比压及打捞内管所需的提拉力;介绍了该保压取心钻具的室内试验和海试情况。研究表明:该水合物保压取心钻具的取心工艺简单、球阀翻转和密封性能良好、取心成功率高,各项功能和性能指标均达到了设计的要求。

偏心齿扇的循环球式转向器变传动比设计研究

为实现变间隙特性,循环球式转向器中摇臂轴上的齿扇通常设置了偏心距,该偏心齿扇是实现转向器变比传动的重要部件。由于齿扇存在偏心距,会使转向器输出的传动比曲线受到影响,尤其对变比曲线的影响更为明显,且会产生变异。以齿扇几何中心点和摇臂轴轴心点分别建立坐标系,计算分析了偏心齿扇在各转角点上所引起的传动比瞬时变化量,提出了用转向器期望的传动比减去该瞬时变化量来进行修正。依据瞬时修正后的传动比设计偏心齿扇的齿廓曲面,可使转向器输出期望的传动比曲线。同时,提出了定量修正传动比的简化方法,与期望值误差可控制在0.3%以内。

三自由度球齿轮的齿形支撑参数优化研究

在SLM成形过程中与新型球齿轮齿面接触的齿形支撑结构影响着齿面成形效果。文章采用Simufact仿真软件模拟了球齿轮SLM成形过程,使用BBD的响应曲面分析方法,以齿面平均变形量为评价指标,通过建立分析模型和参数优化,研究了齿顶宽,齿间隔和齿根宽3个齿形参数对齿面平均变形量的影响并确定了各因素的最佳水平。结果表明:各因素对平均变形量影响的显著程度为:齿顶宽>齿根宽>齿间隔。确定了最优齿形结构参数组合为齿顶宽1.0 mm,齿间隔0.71 mm,齿根宽1.0 mm,优化结果满足要求。

球阀蜗轮箱防水措施与应用

球阀蜗轮箱进水易导致涡轮机构部件锈蚀,引起阀门开关困难,甚至在操作中造成设备损坏,极大地威胁了天然气管道输送安全。本文基于数据统计,在归纳总结导致现场球阀蜗轮箱进水主要问题的基础上,有针对性地提出球阀蜗轮箱防水措施,并进行实际应用。结果发现,采用球阀蜗轮箱防水措施可大幅降低阀门进水率,提高设备保养效率,节省维保耗材,在保障设备安全地同时,具有一定的经济效益。

斜齿渐开线花键夹具的设计和使用

设计了一种斜齿渐开线花键测球固定夹具,对夹具的组成结构和使用方法进行了说明,分析了V型槽深度与测球高度的关系,并进行实例验证,证明夹具的测量准确度符合使用要求。

一种空心卷线托架盘的结构设计

围绕卷线电缆使用的托线盘进行了研究。根据机械结构设计基础,设计空心卷线托架盘的结构。该托盘只需要4步(按下手动转轴、转动手动转轴托架张开、根据卷线宽度抽出中间托架、拉出内托架旋转90°)就能完成空心卷线的更换挂盘,在使用效率、便捷性方面效果显著。

基于有限元法的球磨机齿轮振动分析

通过有限元分析法对某球磨机齿轮的振动进行了分析,求出小齿轮、大齿轮的前六阶振型及对应的固有频率,并得出大齿轮的轮齿最容易发生变形,从而为球磨机的安全、稳定、长周期运行提供理论基础。

双球渐开线样板的理论分析和应用

为确保齿轮测量仪器的高精度校准,国际标准ISO/TR 10064-5:2005推荐了新型的双球渐开线样板。该样板采用高精度球体的部分圆弧代替渐开线,通过误差补偿,获得高精度渐开线以实现渐开线溯源。研究了该样板相关的理论问题,为双球样板设计与应用提供了理论基础。针对数控齿轮测量仪器常釆用的电子展成法,分析并给出了理想安装条件下和存在安装误差时双球渐开线样板的原理误差及其计算公式;根据最优圆弧思想,使用最小二乘法推导出双球中心距的优化公式;最后给出了原理误差的补偿方法。基于上述基本理论,开发了双球样板设计软件并研制了一块模数为2.268 1mm、齿数为40、压力角为20°的双球渐开线样板。

变速比转向器齿扇设计理论研究

根据齿轮啮合原理,利用齿形法线法,推导出了修正余弦函数汽车变传动比转向器齿条齿扇啮合方程、齿廓方程,给出了锥形齿扇小端不根切、大端不变尖的条件和齿扇几何尺寸的计算公式,最后给出了变传动比齿扇的齿廓曲面具体算例和具体实现方法。分析表明该方法简洁实用,易于实现。

球轴承-螺旋锥齿轮系统多体接触动力学分析

基于多体系统动力学理论,在圆弧齿锥齿轮接触动力学分析的研究基础上,提出了球轴承-螺旋锥齿轮系统多体接触动力学分析的新方法。基于套圈滚道表面和弧齿齿面的三角网格模型,建立并实现了多体接触动力学模型和动态接触力的预测搜索算法,进而建立了忽略啮合齿面的摩擦和润滑作用,考虑球轴承的保持架、润滑摩擦力和Hertz接触作用的球轴承-圆弧齿锥齿轮系统多体接触动力学模型。考虑轴承游隙、齿轮侧隙和载荷工况等关键因素,运用广义-α方法计算分析了预紧力和负载扭矩作用下球轴承-弧齿锥齿轮系统的多体接触动力学行为和动态响应特性,获得了动态接触力、拖动力、角速度、振动位移、加速度、运动轨迹和相图及频谱等振动响应的变化规律。研究表明球轴承保持架的角速度频率、齿轮驱动角速度频率、从动齿轮的角速度波动频率和齿轮的啮合频率对球轴承-弧齿锥齿轮系统动力学特性有着重要的影响。动力学模型和计算结果为不仅对球轴承-弧齿锥齿轮传动系统的动态设计和动力学分析具有重要的实用价值,而且对复杂齿轮传动系统的动力学研究具有重要的理论意义。

行星式滚柱丝杠副的运动特性及参数选择

对行星式滚柱丝杠副的工作原理、运动特性及几何关系进行分析研究，推导出表达运动关系的方程式，给出了其各参数选择的公式，尤其是滚柱两端齿轮齿数的计算方法。

循环球式液压助力转向系统分析

首先针对广泛采用的循环球式液压助力转向系统建立了数学模型 ,并提出了液压助力作用在螺杆上的等效作用力矩的概念 ,以此为工具 ,对转向系统的刚度和装有此种转向系统的汽车的转向灵敏性进行分析 然后 ,讨论了几个重要的评价参数随着转向控制阀的压力增益而变化的趋势 ,得出转向控制阀的压力增益的重要性 ,使设计者能够定量地分析装有此种转向系统的汽车性能 。

工业齿轮油摩擦特性的初步研究

齿轮油是工业生产中广泛使用的润滑剂,其摩擦性能对节能减排及设备寿命有重要影响。使用改进的MS-800四球试验机,对1种工业白油和2种工业齿轮油在多个不同滑动速度和不同负载下进行摩擦因数测试试验。结果表明:2种工业齿轮油的摩擦因数都显著低于工业白油,并且它们之间也有明显的区分性;从3种润滑剂的摩擦特性来看,速度是影响摩擦因数的显著因素,随着速度的提高,摩擦因数显著下降;载荷对摩擦因数的影响较小,影响规律也比较复杂。