新型摩擦式无级变速器的开发及其应力应变的改善性分析

为了解决目前实际生产中常用的单滚轮平盘摩擦式无级变速器(CVT)中出现的一些重要部件关键部位的受力不均匀问题,在单滚轮平盘摩擦式无级变速器结构的基础上,利用两个平盘和二次摩擦传动,开发了一种新型多滚轮摩擦式无级变速器。首先,叙述了该无级变速器的传动原理;然后,给出了4种无级变速器可以采用的具体传动结构形式;最后,利用有限元分析软件ANSYS计算出了在某一例数据下两种变速器相应的关键部位的应力和应变云图,并以其数据为依据进行了对比分析。研究结果表明,采用该新型变速器其相应部位的应力及应变情况都有了较大的改善,同时显示了该新型变速器在受力方面的优势。     

行星环锥齿轮式功率分流的无级变速器的分析与研究

基于传统的牵引式行星环锥式摩擦无级变速器,首先,提出了行星环锥齿轮式功率分流的无级变速器的设计方案;然后,对其整体变速比作出了两种方法的推导,并对功率流方向和功率流的分配关系作出了准确的判断;最后,对变速系统的整体传动效率进行了详细的分析计算,并用实例进行计算,与原行星环锥无级变速器传动效率进行了比较分析,并根据功率分流的比例图得出了总输入功率数值大小的范围。结果表明,经改进后的行星环锥齿轮式功率分流无级变速器的传动效率不仅比原来行星环锥无级变速器提高很多,而且总的输入功率可达到原来的行星环锥式无级变速器几倍之多,实现了大功率传动。     

新型行星摩擦—齿轮无级变速器的参数分析

本文分析了一种新型行星摩擦——齿轮无级变速器的设计参数:摩擦无级变速部分传动比分配,摩擦轮形状和压紧弹簧,功率和质量匹配,并给出了实测曲线和结果。     

金属带式无级变速器摩擦功率损失研究

为了提高金属带式无级变速器的传动效率,将金属带组件的功率损失确定为四部分,考虑滑动对功率损失的影响并得出了功率损失计算公式。以传动比分别为0.85、1.00、2.35为例,对各项功率损失进行了计算。分析结果表明,金属块与带轮间的摩擦是造成CVT功率损失的主要原因。总的摩擦功率损失随着传动比的增大而先减小后增大,效率随着传动比的增大而先增大后减小。传动比为1.00时CVT效率最高。     

行星锥齿轮无级变速机构的调速机理及效率计算研究

针对环锥行星式无级变速机构中存在摩擦功耗大、效率低的缺点,在其主体结构不变的基础上,用锥齿轮传动代替其中的摩擦轮传动,在分析了新型行星锥齿轮无级变速机构的结构特点、运动学关系、调速机理的基础上,推导出其传动比计算公式。利用啮合功率法导出行星锥齿轮无级变速传动的啮合效率方程,并结合其它功率损失得出该无级变速机构的总传动效率方程,结合实例计算出其理论效率,通过对比得出行星锥齿轮机构比原环锥行星式无级变速机构具有更好的调速性能和更高的传动效率。     

金属带式无级变速器带轮变形摩擦损失分析

金属带式无级变速器(CVT)的带轮变形会导致金属带沿着带轮锥面发生径向偏移,从而使得系统产生摩擦损失,严重影响变速机构的传动效率.以某国产CVT为研究对象,建立了带轮变形摩擦损失模型并利用ANSYS软件对金属带式无级变速器传动部分进行有限元仿真分析.分析结果表明:速比是影响带轮变形的主要因素,带轮锥面最大变形量随着工作半径减小而逐渐减小.同时,从摩擦损失模型可以看出发生在带轮工作半径上的最大变形量是影响摩擦损失的主要因素,带轮摩擦损失在传动比较大或较小时达到最大值,并且随着输入转矩的增加摩擦损失也随之而增加.     

齿形联轴器传动效率探讨

齿形联轴器在传动过程中，由于内、外齿啮合面的相对滑动，会引起摩擦功耗。随着联轴器传递的功率日益增大，减小摩擦损失，提高传动效率，成为急待解决的课题。本文阐述了齿形联轴器的运动特点、载荷分布及齿面相对滑动规律；分析探讨了因齿廓形状、偏斜角及转速等因素引起的润滑状态变化；提出了减小摩擦功耗，提高传动效率的措施。     

点接触弹流润滑性能及应用分析

牵引式无级变速器的传动零件间处于点接触状态，在某一传动比时，相对自转速度为零。本文研究了该状况下各种工况参数如滑动率、滚动速度和载荷等对点接触的弹流润滑性能的影响。研究表明：随着滑动率的增大，摩擦因数增大，油膜最大温升增大；在相同滑动速度下，随着滚动速度的增大，油膜厚度增大，但摩擦因数减小；随着载荷的增大,油膜厚度减小,摩擦因数增大，油膜最大温升增大。     

半环型锥盘滚轮式无级变速器的传动特性研究

分析了半环型锥盘滚轮式无级变速器基本结构、工作原理及在半接触角和摆动角变化时诸如传动比、滑动率、接触区的自转角速度、传动效率、滑滚比、牵引系数等牵引传动特性。研究表明，存在一个半接触角使得无级变速器在整个速比范围内，滑动率较小，自转角速度的绝对值较小，传动效率也较高，滑滚比较小，牵引系数较大，牵引力较小。随着动力滚子半接触角的增大，接触区的压力随着摆动角的增大而减小，传动比会减小，速比范围也有所减小。     

DISCO型机械无级变速器传动效率的试验研究

本文在开式功率流机械传动试验台上对ＤＩＳＣＯ型无级变速器进行了效率试验。通过试验研究了该类无级变速器空载功率损失和传动效率的变化趋势，并对提高传动效率的途径进行了讨论。     

液粘软起动装置摩擦片温升计算研究

为了保证液粘软起动装置稳定可靠工作,必须将摩擦片温升控制在允许的范围内,防止摩擦片温升过高变形失效。通过分析推导摩擦片在有滑差情况下产生的热量,减去润滑油能带走的热量,得出摩擦片温升计算公式。通过检测润滑油进、出液粘软起动装置的温度和液粘软起动装置的输出轴转速,利用本文推导的公式可以得出摩擦片的温升。最后用实例进行了仿真分析,验证了摩擦片温升公式的正确性。     

温度对搅拌摩擦焊接接头摩擦磨损性能的影响

通过对搅拌摩擦焊过程中铝合金板上各特征点在不同焊接参数的温度变化规律的检测,研究搅拌摩擦焊接参数对焊接过程温度场的影响,搅拌摩擦焊焊接接头的摩擦磨损行为,以及搅拌摩擦焊接头的摩擦磨损性能随温度的变化趋势。结果表明:在搅拌头旋转速度一定时,各特征点的温度峰值会随焊接速度的增加而降低,在焊接速度一定时,特征点的温度峰值会随搅拌头旋转速度的增加而升高;搅拌摩擦焊接头磨损表面呈现轻微的疲劳磨损特征,无明显的表层剥落开裂迹象;试样的磨损量与接头区域的焊缝成型有密切关系,而焊缝的成型质量与温度场的分布有密切联系,试验表明温度场梯度越小,磨损量越小。     

液体静压主轴热态特性多物理场耦合仿真与实验研究

液体静压主轴在加工过程中受热源影响发生热变形,会影响机床加工精度。针对一种超精密卧式辊筒加工机床的液体静压主轴,建立主轴生热与散热的理论模型,采用有限体积法与有限单元法建立主轴的流-热-固耦合仿真模型,考虑油膜区域散热条件,分析主轴工作到稳态下的温度场以及产生的轴向热误差,并通过试验验证仿真模型的正确性和准确性。应用该模型分析主轴转速、供油压力、液压油黏度、油膜间隙以及轴向封油边长度对主轴温升的影响。结果表明,主轴温升随主轴转速、液压油黏度、封油边长度的增大而增大,随供油压力、油膜间隙的增大而减小。因此,在满足主轴性能的前提下,使用较低的主轴转速、较大的供油压力,选择小黏度的液压油、较大的油膜间隙以及较短的封油边长度可以有效地降低主轴的温升。     

基于试验数据的滑动摩擦温度场仿真方法研究

建立摩擦温度场的理论计算模型,根据实时变化的摩擦因数,采用三种不同的加载过程对摩擦温度场进行仿真计算,探讨了摩擦热的产生及传导过程。试验及仿真结果表明,热流率平均加载不能体现摩擦过程中摩擦因数的变化对摩擦温度的影响,仿真时考虑接触位置的旋转半径及摩擦因数的实时变化能更准确地反映实际的摩擦温度变化。热量产生后由接触区域向四周扩散,下试样的温度梯度在接触区域正下方达到最大;同样的试验条件下,由于下试样材料热物理性质具有差异性,从而使得热传导率越高的下试样分配的热量越多,且其温度分布越均匀。      

基于CFD的不同沟槽摩擦片转矩特性模拟分析

为了研究在高速工况下液黏调速离合器的摩擦副表面油槽结构对油膜流场传动特性的影响,设计了一种新型的C形槽摩擦片。利用SST k-ω湍流模型,通过流体动力学仿真软件Fluent对C形槽和径向槽摩擦副所构成的油膜流场进行数值模拟,并获得其流场传动特性。研究表明,摩擦副在高速运转条件下,C形槽的温升要低于径向槽而且油槽处有明显的冷却效果,当输入转速持续提高时,C形槽的温升趋于平缓;随着输入转速的提高,C形槽所传递的转矩呈线性增长,在输入转速相同的前提下,相比于径向槽,C形槽所构成的流场不仅温升小而且可以提供更大的转矩。     

宽V带无级变速器中当量摩擦因数的研究

介绍了宽V带无级变速器的工作原理,阐述了V带当量摩擦因数的计算对于整个宽V带无级变速器设计的重要性,分析了现有的V带传动中当量摩擦因数计算公式的不足,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,考虑了周向摩擦力和径向摩擦力,提出了摩擦力方向角,推导出了宽V带无级变速器中V带传动的当量摩擦因数的计算公式,并就摩擦力方向角的3种情况分别进行了讨论。     

基于材料热特性的轴承预紧力自调节设计方法

采用滚动轴承支承的机床主轴在转速上升过程中摩擦发热产生温度变化,引起轴承预紧力变化限制了机床转速。提出材料热特性轴承预紧力自动调节方法,该方法是根据温度变化时金属材料受热伸长的特性,通过分析机床主轴转速上升时摩擦功率损耗产生的热量,建立主轴温度场模型。采用有限元计算主轴工作温升引起的热变形,按照两种金属材料受热伸长的差值,建立温差与位移关系的数学模型,并求解应用双金属材料结构设计参数。仿真计算结果表明,通过使用轴承预紧力自调节方法,可以有效地扩大机床转速范围,应用在加工中心的主轴上,主轴最高转速由2.5 kr/min 提高到了3 kr/min,取得了明显的效果。     

成形铣齿加工过程中的切削热模型

为了获得铣齿切削时切削区域的温升分布,在分别对铣削热产生和传出的机理,以及刀具和工件之间几何关系分析的基础上,得出包含对应虚拟镜像热源的热源模型。考虑到剪切面热源和刀屑接触面摩擦热源对工件、切屑和刀具的温升作用效果的不同,根据傅里叶导热定律推导出顶刃切削时相应热源的温升计算公式,分别对3者的温升分布进行计算可以获得整个切削区域的温升分布。结果表明,铣削过程中温度随切削的深入而升高,在不改变工件和刀具材料的情况下,进给速度是影响切削温度的主要因素,改变刀盘转速对温升的影响不大。     

超高速切线泵扬程系数试验

为获得切线泵在超高工作转速下的扬程系数、摩擦功耗损失、温升特性与工作转速关系,针对外径42 mm的8叶片切线泵开展了试验研究,将切线泵装配至涡轮轴系上,通过高压氦吹驱动涡轮轴系进行超高速运转试验。试验过程中通过控制高压气源压力及切线泵输出流量,获得了切线泵在52.8×10³~80.8×10³ r/min转速范围内的输入轴功率、输出压力、输出流量及温升特性数据。通过对实测数据的分析与计算,取得了外径42 mm的切线泵在超高转速条件下泵扬程系数、功耗损失及工作过程中温升特性试验数据。试验结果表明:外径42 mm的8叶片切线泵在52.8×10³~80.8×10³ r/min转速范围内,转速每增长1000 r/min,功耗损失约增加1.486 kW,所耗功率全部用于泵叶轮搅油摩擦损失,同时转速增加内泄增大,导致扬程系数由0.70缓降至0.66,零输出流量时由摩擦损失导致的液体介质温升速率达2.38 ℃/s,试验结束时油温最高达到274.5 ℃。试验研究提供了一种切线泵特性测试方法,可作为切线泵及涡轮泵设计和分析的依据。     

高剪切稳态载荷条件下人体血液润滑模型与仿真

根据血液流变学和流体力学理论，建立了血液在高剪切稳态载荷条件下血液润滑的数学模型。结合外场驱动微型轴流式血泵计算了血泵叶轮转子轴承在血液润滑条件下润滑膜的压力分布、承载能力、摩擦力、摩擦功耗等参数。分析了摩擦润滑指标与轴承配合间隙及叶轮转子转速之间的关系。结果表明，轴承配合间隙越小、转速越高，轴承的承载能力越大，但小间隙不利于血液分子的充分流动，高速将明显增加摩擦功耗。外场驱动血泵转子轴承配合间隙应选为0．002mm。