S型齿廓齿轮滚铣2步加工技术研究

S型齿廓齿轮的提出，理论上解决了少齿数齿轮传动的问题。针对其加工理论，阐述了一种通用型滚铣2步加工方法：第1步在不产生过切和最大化去除余量的原则下，对齿坯进行滚齿加工，得到了变位渐开线齿轮；第2步基于曲面法向等距曲面的数学理论，得到了铣削刀具的中心轨迹坐标，分别应用于齿轮的齿侧、齿顶及齿根过渡圆弧，得到了完整的铣削模型，最终获得S型齿廓齿轮的高效加工方法。进行了案例分析及基于三维软件的仿真加工，验证了数学模型的正确性与加工方法的可行性，为后续S型齿廓齿轮实物加工及传动试验分析奠定了基础。     

模数制渐开线直齿圆柱齿轮几何要素的测量

本文阐述了渐开线直齿圆柱齿轮顶圆直径及齿轮模数、变位系数和压力角等参数的确定方法和步骤.     

用齿轮滚刀加工蜗轮的蜗杆付修正计算

本文从非标准压力角齿条和渐开线齿轮啮合以及齿轮移距变位原理出发,对阿基米德蜗轮付进行了修正计算,从而在普通滚齿机上利用齿轮滚刀比较简单地解决了大模数多头蜗轮付的近似加工问题。该法较一般直接采取用齿轮滚刀加工未经修正计算蜗轮付的方法准确,较在铣床上用飞刀切制蜗轮加工法简单,对近似加工单件生产蜗轮付有一定的实用意义和参考价值。     

齿轮传动EHL油膜厚度的计算

本文导出了考虑齿轮变位系数、齿轮制造精度、轴的弹性变形以及滑动轴承的间隙等因素时渐开线直齿圆柱齿轮传动中 EHL 最小油膜厚度的计算公式,提出了适用于一级和二级展开式齿轮传动中 EHL 最小油膜厚度计算的数学模型,在电子计算机上进行了计算,计算结果可为改善EHL 条件选择合理参数提供依据。     

齿顶圆误差对上置式齿形仪测量精度的影响

在采用以齿顶圆定位的直角座标法测量原理测量渐开线齿形时,被测齿轮的齿顶圆误差将会产生较大的测量误差。本文阐述了仪器测量时座标系的建立方法以及被测齿轮齿顶圆误差对测量精度影响的分析。     

不同辐板结构对机车牵引齿轮齿面接触影响分析

将机车牵引齿轮辐板结构分为刚性辐板、薄直辐板和薄斜辐板3种结构,采用Romax仿真软件建立机车驱动系统模型进行了齿面接触分析和加载试验。仿真和试验研究结果表明,不同辐板结构对机车牵引齿轮齿面接触应力有不同影响。刚性辐板结构齿轮受载后由于辐板几乎不变形,齿轮啮合错位量最大,齿面接触应力也最大;直薄辐板结构齿轮受载后,齿轮啮合错位量略小,因此齿面接触应力也略小于刚性辐板结构;而薄斜辐板结构齿轮受载后辐板变形较大,使齿轮啮合错位量在三者中最小,从而显著降低齿面接触应力,提高了齿轮强度和寿命。     

齿轮齿廓范成过程的计算机动态仿真

通过计算机对齿轮齿廓范成过程的动态仿真,可形象地看到不同参数下齿轮的范成过程、加工后的齿形以及有无根切形象。克服了用齿廓范成仪做实验时,参数不能改变的局限性。基本满足现代化教学要求。     

小模数齿轮国家标准的侧隙基本计算式

本文概要介绍建立小模数渐开线圆柱齿轮公差国家标准侧隙体制的基本思想,重点是采用动态综合指标双啮中心距偏差建立的侧隙基本计算式,作为规范编制的理论基础。同时,它也可以作为精密齿轮机构齿隙计算的参考。     

基于机器视觉的齿轮尺寸在线测量系统

针对传统的零件尺寸测量系统效率低、精度差、价格昂贵且操作难度大的问题,课题组提出了一种基于机器视觉的齿轮尺寸非接触式在线测量系统。该系统采用一种新的直齿圆柱齿轮测量方案：首先对CCD相机采集的图像进行灰度处理与滤波去噪;然后进行阈值分割,采用Canny算子来获得单个像素的图像边缘;针对齿轮的边缘轮廓形状特征,应用霍夫变换、改进的最小二乘拟合和改进的中心画圆法等原理,建立了齿轮中心孔直径、齿根圆直径、齿顶圆直径和齿数等齿轮参数的测量算法。研究结果表明：使用2 560 dpi*1 920 dpi分辨率的CCD相机测量20 mm以下的直齿圆柱齿轮时,测量精度可达到10 μm,绝对误差小于1个像素0.020 9 mm,系统响应时间为2.8 s。该系统满足工业测量要求,解决了传统系统测量精度低、价格高的问题。     

基于时域分析的汇流行星排内齿圈振动仿真与试验研究

针对汇流行星排在履带车辆综合传动装置工作中产生的振动问题,基于动力学传动理论综合考虑时变啮合刚度、扭转刚度、啮合阻尼等因素的影响,建立了汇流行星排齿轮系统直齿轮行星传动的平移-扭转模型,仿真计算分析内齿圈振动位移量与输入转速之间的对应关系。设计并搭建汇流排振动试验台进行200～1 500 r/min转速工况试验,分析了不同转速工况下内齿圈的时域特征与转速的变化规律。研究结果表明:转速越大,汇流行星排的内齿圈振动量越大,转速在200～1 000 r/min时X向与Y向振动变化不明显;在1 000～1 500 r/min时X向与Y向振动更加强烈,模型仿真结果与试验数据变化趋势一致,验证了所建模型的准确性。     

径向波箔轴承的设计计算和试验研究——(Ⅰ)理论分析

应用圆柱薄壳线性理论给出了波箔单波刚度的计算公式;由弹性体变形理论导出了波箔总刚度的计算公式;根据弹性流体动力润滑的概念,获得了适用于波箔轴承的总体雷诺方程;设定了波箔轴承的边界条件。文中还应用有限差分法对几种不同参数的径向波箔轴承进行了静态性能的计算,得到了压力分布、承载能力、偏位角和摩擦力矩的变化曲线。理论计算与试验结果基本相符。     

航空超薄压气机叶片堆焊修复强制对流冷却方法

针对航空压气机叶片堆焊修复过程中的冷却要求,选择典型特征点计算出焊接过程的热循环曲线,提出基于氩气垂直射流的强制冷却方法。通过建立射流简化模型仿真得到氩气冲击冷却在壁面上的对流热通量分布曲线,再将仿真结果以边界条件的形式施加到焊接模型中,计算了不同冲击高度及不同喷嘴直径下壁面的压力、流量、对流热通量分布情况以及不同入口流速对冷却性能的影响。根据计算结果,选取最优参数,建立移动热沉模型,计算出不同热沉间距下的冷却效果。结果显示:采用冲击高度4d,喷嘴直径2 mm,入口流速35 m/s,热沉距离7mm的参数,冷却时间可缩短12.5%,采用的冷却方法可加快试片与夹具间隙的传热效率,缩减热影响区域,提升冷却速率。     

VB在材料力学梁弯曲问题计算中的应用

通常情况下材料力学中关于梁弯曲问题的计算过程非常复杂和繁琐,要想通过手算快速、准确地得到理论解是不现实的.该文基于材料力学梁弯曲的叠加原理,对承受多个不同类型载荷作用下变截面梁建立了一种通用力学模型,得出梁任一截面的弯矩方程.通过对弯矩方程的积分,得到梁上任意截面的转角和挠度变形的叠加方程.采用VB技术对材料力学中梁弯曲问题进行计算,开发出一款软件——受多个不同类型载荷作用下的变截面梁弯曲问题力学求解器.通过该软件可实现变截面梁弯曲问题分析,计算过程高效快捷,计算结果准确.     

基于高速非达西渗流新模型的试井分析

基于高速非达西渗流新模型,建立了考虑井筒储存和表皮系数的均匀介质和双重介质试井模型,并采用有限差分求解。结果表明,无论是均匀介质还是双重介质,考虑高速非达西渗流后,压力曲线上移,压力导数曲线驼峰高度增加并后移,水平段出现的时间延迟。与Forchheimer 模型相比,新模型的上升幅度要小。Kmr 和τD 是决定曲线形态的重要参数,随着τD 增大和Kmr 减小,压力导数曲线驼峰高度增加幅度增大,压力曲线上移幅度增大。阐述了高速非达西渗流压力降落试井和压力恢复试井的不同,给出了高速非达西渗流压力恢复试井的一种简单解释方法。     

关于钢筋混凝土梁荷载—挠度全过程曲线的非线性分析

采用分块有限元法对钢筋混凝土梁进行非线性分析,以得到其荷载－挠度全过程曲线。在分析中,提出了设置剪切位移函数以计算剪切变形影响的方法,混凝土材料本构关系采用了非均匀强化塑性理论来描述。与别的方法相比,具有计算量少,数据准备简单等优点。     

双稳态结构驱动的可变形机翼模型研究

探讨可变形机翼中使用双稳态复合材料层合壳结构驱动其变形的潜力。基于最小势能原理,采用有限元法对不同铺层形式、不同材料组分的反对称双稳态复合材料层合壳的力学模型进行了数值模拟和详细讨论,计算确定结构几何尺寸和材料参数对结构卷曲半径的定量影响程度。进而,运用研究得到的层合壳的结构性能,对三种机翼变形方式包括机翼的弯曲变形、平面变化和弦长改变采用双稳态结构驱动进行了分析和讨论,初步探讨其应用于可变形机翼的适用性,并给出一些有益的结果。     

夹层板、厚板和薄板分析中的通用等参数有限单元

本文依据Reissner夹层板理论,推导了通用于夹层板、厚板和薄板的四结点等参数板弯曲元。说明了应用平方逼近多项式与高斯积分点的一个关系,采用选择节減积分以“光滑”横向剪应变,可以克服薄板剪切锁定(Shear locking)现象。对几种不同边界条件的夹层板、厚板和薄板的弯曲变形作了数值计算和分析。结果表明,本文导出的通用四结点等参数元是方便而有效的。     

轮胎等效模型与快速计算研究

复杂的轮胎结构和橡胶等超弹材料是影响轮胎有限元模型精度和计算速度的重要因素。为实现模型的快速计算,通过探索线性材料构建轮胎有限元模型,对模型进行等效处理。构建了轮胎有限元精细模型,并通过台架试验对精细模型的有效性进行验证。对轮胎精细模型提出3种简化方式,分别为实体单元建模、实体单元和壳单元混合建模、实体单元和梁单元混合建模,并采用线性材料计算3种等效模型的充气侧向变形量、充气径向变形量以及径向加载下沉量,最终得到其最优等效模型。通过对等效模型接地印记和接地压力以及各阶模态与精细模型对比,验证了等效模型的准确性和计算效率,为整车有限元仿真提供一种轮胎建模方法。     

翼缘削弱的型钢混凝土框架试验与有限元分析

通过对一榀两跨三层型钢混凝土框架模型的低周反复荷载试验,研究了翼缘狗骨式削弱的型钢混凝土框架的抗震性能。框架按“强柱弱梁”的原则设计,且对节点核心区附近梁端工字形型钢的上、下翼缘采取狗骨式削弱,并适当增加了梁端根部到型钢翼缘最大削弱部位纵向钢筋的配筋量。试验结果表明:框架的变形能力、承载能力、延性、耗能能力等受力性能均满足延性框架的抗震要求;这种构造措施能将塑性铰从梁端根部转移到翼缘削弱部位从而有利于型钢混凝土框架形成梁铰耗能机构,增强其耗能能力。采用ANSYS参数化程序设计语言(APDL)编制了命令流,对模型框架在低周反复荷载作用下的抗震性能进行了非线性有限元分析。计算结果与模型试验结果吻合较好,验证了基于分离模量理论计算的翼缘削弱的型钢混凝土框架结构全过程分析方法的可行性。     

平面凸轮机构的优化设计——计算机辅助设计

机构的优化设计近年来得到了迅速的发展。凸轮机构由于广泛被应用于各种自动机械及轻工机械中,也提出了优化设计及计算机辅助设计的问题。 国内外的凸轮机构优化设计的目标函数大致有:直动从动件的最佳偏置量;从动件与凸轮间的最大接触应力最小;传动中的最大压力角最小以及体积最小等等。 本文从考虑凸轮机构的传动效率最佳为目标函数,将四种平面凸轮机构的优化设计统一起来,采用较新的GRG优化方法(即广义简约梯度法),可以得到凸轮机构传动效率最佳的一组基本参数:基园半径、滚子半径、从动件偏距、从动件导路长度,恳臂长度及摆动从动件的中心距、摆杆长度等。 将凸轮机构优化设计的目标函数定为升程的传动效率最佳,可以兼顾到压力角、接触应力、摩擦影响等各方面因素,比单纯考虑几何压力角,最大接触应力等模型更为合理,更为全面,更符合生产实际。 文中还将凸轮机构优化而得的结果,通过一套几何尺寸计算机程序,可以计算出四种基本类型,七种运动规律的凸轮机构的全部几何尺寸数值。