双螺母滚珠丝杠副预紧力的研究

利用赫兹理论对双螺母滚珠丝杠副中滚珠与丝杠、螺母的弹性接触变形进行分析;在此基础上,对双螺母滚珠丝杠副的预紧力进行求解,得出预紧力与预紧量之间的关系,预紧力随预紧量的增加而增大;分析了预紧力的影响因素,预紧力大小与滚珠丝杠副的螺旋升角和接触角有关,预紧力随螺旋升角和接触角的增大而增大,且接触角对预紧力的影响比螺旋升角大。     

拧螺栓和拧螺母对螺纹轴向预紧力的影响研究

为了研究拧螺栓和拧螺母对轴向预紧力的影响,基于被连接件材料为钢-钢、钢-铝连接结构,将六角法兰面螺栓和六角法兰面螺母分别压钢状态进行拧紧试验,并利用超声波预紧力测量仪监测拧紧实现的轴向预紧力,结果表明拧螺栓较拧螺母实现的预紧力大。经分析导致该现象主要原因为螺栓法兰面实际锥度比螺母法兰面锥度小,即螺栓法兰面较螺母内外圈高度差小,导致前者支承面摩擦内径更小,同目标扭矩条件下扭矩系数小则转化的轴向预紧力更大。结合有限元分析,验证实测样件法兰面不同锥度受载条件下的应力分布情况,钢板最大应力集中位置为支承面摩擦内径,与试验结果相吻合。     

摩擦圆辊直径与摩擦包角对板成形摩擦系数测量的影响

基于Duncan方法设计了一种板料成形摩擦系数测试装置,用以考察摩擦圆辊的直径和摩擦包角对摩擦系数计算的影响。正交试验分析表明:随着摩擦圆辊直径和摩擦包角的增大,由板料弯曲和包角边界造成的摩擦系数计算干扰效应将逐级减小,进而计算摩擦系数也逐步减小,并且最终趋向真实摩擦系数。基于最终试验分析结果,得出包角在90°,圆辊直径在30 mm左右时,测得的摩擦系数可以忽略弯曲效应和包角边界效应,能反映真实摩擦状态,可以用于后续的金属板料成形有限元模拟。     

双套索耦合传动系统建模与分析

双套索耦合传动是套索驱动机器人设计中比较常见的传动方式,由于传动过程中涉及两根绳索之间拉力的相互作用,其传动特性比单根套索传动更为复杂。在之前对单根绳索传动特性研究的基础上研究了双套索传动系统在各阶段的传动性质,推导出双套索耦合传动系统力矩和位移的传递模型。建立双套索耦合传动特性测量试验台,通过试验对力矩和位移的传递模型进行了验证。通过试验对影响双套索耦合传动系统特性的因素进行了分析,结果表明传递特性由套管的弯曲角度、绳索预紧力以及绳索和套管之间的摩擦决定,而绳索的运动速度和套管的弯曲半径对系统的传递特性几乎没有影响。     

精密柔索传动天线座结构设计

通信技术向高频段、窄波束方向发展,对天线的指向精度提出了更高的要求。传动回差对天线的指向精度具有重要影响,为满足未来通讯技术的发展需求,文中研制了具有低空回特性的精密柔索传动天线座。基于柔索摩擦的欧拉公式推出了钢丝绳预紧力和天线座负载的关系,进而根据天线座负载力矩计算出钢丝绳的结构参数和预紧用碟形弹簧的结构参数。结构布局选用传统的俯仰–方位型座架,方位位于俯仰上方。张紧装置采用碟形弹簧从钢丝绳的端部进行预紧,可对多股存在长度误差的钢丝绳同时实现预紧。对原理样机的回差检测结果显示,该天线座具有明显的低空回特性,因此精密柔索传动在提升天线指向精度方面具有很大的应用潜力。     

蜗轮传动自锁可靠性的研究

通过实验对蜗轮副传动自锁的可靠性从摩擦系数、螺旋升角、压力角、啮合状态等方面进行了论证分析，提出了改进蜗轮副传动自锁可靠性的措施。     

机器人辅助微创手术器械丝传动张力传递研究

机器人辅助微创手术器械一般采用丝传动来实现手术器械大长径比结构下的动力传递,传力过程中钢丝绳的张力传递损失会引起手术器械关节运动误差,因此研究丝传动张力变化是保证手术器械运动精度的前提.根据手术器械结构特点,引入导轮与钢丝绳的半径比及张力倾斜角来表征钢丝绳弯曲刚度,通过对钢丝绳与导轮接触区域与非接触区域的受力分析,得到了钢丝绳的张力比计算公式.试验结果表明,应用所提出的张力比计算公式获得的张力值与传感器直接测得的张力值比较吻合.此外,应用张力比计算公式分析了包角、摩擦因数、半径比、张力倾斜角等结构参数对钢丝绳张力变化的影响.该研究工作可为手术器械的精确运动控制及结构设计提供理论指导.     

精密柔索传动张力的分析与测量

精密柔索传动是一种通过主、从动轮之间有适当预紧的传动介质实现的摩擦挠性传动方式,具有轻质、高效、简洁等特点,在轻量化光电侦察吊舱等系统中得到了广泛的应用。张力是精密柔索传动系统的一项关键设计参数,可以有效调控传动特性。但是,由于空间结构尺寸所限,现有的张力测量方法难以进行精确测量。本文提出了一种改进型三点弯曲张力测量方法。建立了张力对传动特性的灵敏度关系,推导了基于抗弯刚度的张力测量修正模型。为了验证修正模型的有效性,将精密柔索传动单元下两种不同规格的传动柔索应用在三种不同跨距下,进行张力测试。实验结果表明,修正模型下的张力偏差均值大幅度减小,张力偏差能够缩小到5 N以内,满足柔索传动系统的张力测量精度要求。     

两种螺栓的拧紧特性的分析

目前,在拧紧特性的分析中忽略了不同表面处理工艺的影响,造成了不同表面处理工艺有可能导致摩擦系数和扭矩系数散差较大的问题,影响了拧紧的可靠性。以理论分析为基础,以达克罗螺栓和镀锌螺栓为例,分别进行扭矩-夹紧力实验,测试其摩擦系数,对比分析了二者的摩擦系数和扭矩系数的稳定性,利于工程实际中更准确、有效地控制螺栓的预紧力。     

二波谐波摩擦传动柔轮弹性变形径向力的研究

本文基于谐波摩擦传动二波模型,对柔轮的弹性变形径向力进行分析研究。通过建立空间的力学模型,推导出了自由边界条件下柔轮弹性变形径向力的表达式,然后又得出了可忽略固定边界影响的长度条件。最后,分析了柔轮弹性变形径向力与其长度,壁厚,半径等参数的关系。     

螺钉预紧力对精密零件装配变形的影响

螺钉预紧力是超精密加工与装配中不可忽视的重要因素,基于ANSYS接触分析模块,采用具有回转对称结构的多个平行环形圆台结构代替螺纹的螺旋升角结构,建立了具有工程实际参考意义的螺纹计算分析模型,通过有限元分析,计算得到了螺钉预紧力作用下连接件及螺纹牙型的变形特征:被连接件的螺钉孔边缘则因受到挤压产生翘曲和彼此脱离的现象;螺钉预紧力主要由螺纹拧入深度较浅的前几个牙型贡献反作用力,螺纹口处的应力与变形最大,螺纹越深,螺纹牙型的应力与变形逐渐减小。     

升船机安全机构螺杆螺母自锁性能试验研究

升船机安全机构中,螺杆螺母组成的螺旋传动副是保证升船机安全性的前提,其自锁性能受螺旋升角、摩擦系数、载荷等多种因素影响。通过摩擦系数测定试验和等比例实物模型试验．对螺杆螺母安全机构自锁性能的可靠性进行了试验验证。     

AP1000蒸汽发生器人孔法兰螺栓预紧力校核

根据在施工现场采用螺栓拉伸机不能松动由扭矩扳手紧固的AP1000蒸汽发生器(SG)人孔法兰螺栓现象,简要分析了蒸汽发生器在生产和安装期间选用的扭矩控制法、伸长量控制法等预紧方法。对螺栓在紧固、松动后的扭矩-预紧力、伸长量-预紧力分别进行了校核计算,得出了用螺栓拉伸机松动比用扭矩扳手紧固产生的预紧力小是造成施工现场不能用螺栓拉伸机松动由扭矩扳手紧固的人孔法兰螺栓现象的根本原因。最后建议,无论采用扭矩控制法还是伸长量控制法,应在保证SG人孔法兰密封性的前提下,通过校核螺栓预紧力,使扭矩控制法和伸长量控制法产生的螺栓预紧力相互匹配,以确保无论采用哪一种螺栓紧固方法都能满足螺栓的拆装需要。     

滚珠丝杠副超低速运行的研究

滚珠丝杠副是在丝杠和螺母之间放入适当数量的滚珠,这些滚珠作为传动件,在螺母的闭合回路中循环滚动,使丝杠螺母副的运动由滑动变成滚动,故摩擦系数很小,约为0.002～0.008。这种螺旋传动机构比一般滑动丝杠螺母传动效率高2～4倍;传动精度高,传动副爬行小;起动力矩小,传动灵敏;采用双螺母预紧,能消除轴向间隙并提高     

宽V带无级变速器中轴向压力的研究

介绍了宽V带无级变速器的工作原理,阐述了V带当量摩擦系数的计算对于宽V带无级变速器中轴向力确定的重要性,根据平带传动的欧拉公式并结合宽V带无级变速器中V带传动的实际情况,提出了摩擦力方向角,推导出了V带传动的当量摩擦系数,无级变速器在传动过程中V带紧边和松边所受拉力的变化将导致摩擦力方向角的出现,当量摩擦系数是摩擦力方向角的函数,V带从绕进带轮到绕出带轮的过程中,当量摩擦系数逐渐增大,并将包角区域分为动弧区和静弧区,分别推导了宽V带无级变速器中主动轮和从动轮轴向压力的计算公式.     

拧紧策略对航空发动机单螺栓连接预紧力的影响

针对航空发动机装配过程中出现的螺栓预紧力误差大、控制精度低等问题,基于TC4钛合金单螺栓连接工艺实验,分析了不同拧紧策略对装配预紧力大小及稳定性的影响,具体包括扭矩法、扭矩-转角法等拧紧方法和拧紧速度。在扭矩法的基础上,研究了分步拧紧对预紧力的影响。以单螺栓连接结构和航空发动机典型的法兰螺栓连接结构为研究对象,探索了螺栓预紧力短时衰减规律。结果表明,重复拧紧时扭矩-转角法预紧力标准差大致是扭矩法的三分之一,使用扭矩-转角法、采用分步拧紧和提高拧紧转速均可使拧紧扭矩系数K值趋于平稳,降低预紧力分散程度,提高预紧力控制精度;预紧力在拧紧完成后的短时间内会发生衰减,前5～10min衰减最快,大致占总衰减量的80%,20～30min后预紧力保持稳定。     

微小型零件螺纹连接中预紧力的精确控制

针对不同的螺纹副间摩擦力不确定,仅靠提高扭矩的控制精度无法保证预紧力一致性的问题,提出了一种预紧力控制方法——扭矩/时间控制法。该方法基于螺栓弹性变形范围内预紧力与扭矩、转角的关系,根据恒定转速下扭矩随时间变化的斜率关系以及系统的刚度,对每对螺纹副施加不同的拧紧力矩,以提高预紧力的一致性。仿真模拟带碟形弹簧垫圈的螺纹副拧紧螺母的装配过程,按照扭矩/时间控制法进行分析,结果表明,刚度与扭矩斜率比在±0.02%内波动时,预紧力控制精度为2.94%,说明扭矩/时间控制法具有较好的精度。     

V带传动性能参数的计算机辅助测试

介绍了在Ｖ带传动实验台的基础上,研制的一套完整的集机械、微电子、软件编程技术三位一体的ＣＡＴ／ＣＡＩ系统。利用该系统实现了对扭矩、转速、传动效率、滑动系数的计算机辅助测试。并采用动态实时图象显示及在线数字屏幕输出技术,使传感器的调整安装简化,可在几分种内完成对带的不同载荷、不同预紧力、不同包角情况下的性能测试;该系统并已成功地移植到螺栓实验、滑动轴承实验及齿轮效率实验等实验设备上。     

拧紧扭矩、松脱扭矩和轴向预紧力的关系及防松运用

本文通过基础的受力分析,逐渐推导出螺栓拧紧扭矩、松脱扭矩和轴向预紧力之间的关系,确定出公制螺纹和英制螺纹两类的最终关系式.同时计算出不同因素情况下松脱扭矩与拧紧扭矩之间的比值,使用中可根据计算结果快速确定松脱扭矩范围.根据推导结果确定松脱扭矩的影响因素:螺纹规格、螺纹牙距、螺纹摩擦系数、支撑面摩擦系数和支撑面接触面积....     

谐波齿轮传动中柔轮初始变形力研究

从谐波齿轮传动的原理和特点出发,分析短筒谐波齿轮传动中短筒柔轮的变形力和应力急剧增加的问题.用有限元法计算分析柔轮的受力变形情况,分析柔轮各几何参数对初始变形力的影响,得出柔轮壁厚和长径比是初始变形力主要影响因素的结论.最后对柔轮壁厚与长径比对初始变形力的影响关系进行回归分析.