齿轮轴激光熔覆轴变形的数值分析

为利用激光熔覆技术对齿轮轴受损齿面进行修复,对激光熔覆过程中齿轮轴的变形进行了分析,建立了齿轮轴激光熔覆过程应力场数值计算模型,对齿轮轴的径向变形量进行了数值分析;计算结果表明,在采取顺序熔覆的工艺条件下,齿轮轴的径向变形将无法避免,而采取对称熔覆工艺,可对轴的径向变形产生一定的补偿和抵消效果,在试验中对实施两种熔覆工艺后轴的径向变形分别进行了测量。研究结果表明,采取对称熔覆工艺后,其径向跳动量不及顺序熔覆工艺条件下的1/3,说明该工艺具有较好的控制齿轮轴变形的作用,可实际应用于齿轮轴的激光熔覆修复工作。     

高容量滚子轴承

两个轴向分离的保持架端圈具有轴向向里延伸的叶片形成环形分隔的滚子兜孔。该设计为轴承提供了端圈的无刚性连接。周向分隔的滚子与轴承轴平行排列于端圈之间，这样滚子的端部就被塞进子兜孔里。挡边装置限制了端圈的轴向向外移动。端圈的叶片保持着各滚子表面在径向上固定，这些叶片在轴向上向内延伸并平行于轴承轴，从而限制了滚子的倾斜。     

不同铺设角下复合材料薄壁箱形梁的研究

本文利用复合材料的各向异性特性,构建复合材料薄壁箱形梁的结构模型,利用复合材料薄壁结构的本构方程,选取周向均匀刚度布置(CUS)情形下对本构方程进行简化,通过数值计算,构建在CUS铺设方式下,对箱形梁自由端分别施加轴向力和扭矩,铺设角与所引起的自由端轴向位移和扭转角的变化关系。     

锡青铜三油楔动力轴承的修复

MM7132型平面磨床的砂轮轴前后端轴承均采用锡青铜三油楔动力轴承支撑,由薄壁圆筒(即轴承本身)、套筒蜗轮、斜齿轮螺母等零件组成.薄壁圆筒如图1所示,其外圆柱上均匀开有12个槽,且有3个互成120°的凸缘.凸缘沿轴向呈1∶30的锥度,3个凸缘与套筒内锥孔接触且紧密配合,当通过蜗轮与斜齿轮螺母使套筒沿薄壁圆筒轴向移动压缩薄壁圆筒上3个凸缘时,薄壁圆筒的其余部分,由于均匀开有12个槽而发生弹性变形,形成3个油楔.     

薄壁圆筒类零件加工工装设计

薄壁圆筒类工件变形一直是机械加工的工艺难题,本文通过分析薄壁圆筒形零件的工艺特点及加工难点,结合有限元分析的相关结论,设计了一种应用于该类零件端面及外圆车削加工工装。调节工装压板端螺母行程,带动斜楔块的径向和轴向运动以实现刚性支撑,完成对该类零件的车削加工,为减小薄壁圆筒类工件变形找出了行之有效的加工方法,为加工同类型的零件提供一些操作思路。     

磨边机工件轴同轴度的测量与校准（下）

轴-径向双表组合测量法的原理是基于两轴问的角度位移误差与径向偏移误差的测量。测量时,用表架将两个千分表安装在基准轴（S）上,以用于测量调整轴（M）的同轴度误差（见图6）,其中,径向千分表的测量杆指向左轴轴端定位圆柱的外同表面并垂直于轴线,用于测量调整轴的径向位移误差值;轴向千分表的测量杆垂直于左轴定位端面（平行于轴线）,用于测量调整轴的角度位移误差值。     

管坯大变形自由推压缩径残余应力的研究

管坯大变形自由推压缩径时端部存在翘曲,即端部外径大于定径区外径。针对端部翘曲区进行变形分析,并基于平衡条件推导了周向残余应力与翘曲变形和剪应力的关系表达式,揭示了由内表面层到外表面层整体存在周向残余拉应力的事实。在三向液压机上进行219 mm×7.5 mm无缝钢管的双侧大变形缩径,在缩径管件上截取包含端部翘曲区和定径区的试样,在其内外表面不同区域选取测量点,并采用X射线衍射法测量残余应力,端部翘曲区测量结果与理论分析结果趋势一致。针对缩径管件变形过程,采用ABAQUS软件进行有限元模拟,缩径变形及缩径力的模拟结果与缩径试验结果吻合,内外表面层残余应力的模拟结果与X射线衍射法测量结果趋势一致。给出了自定径区至端部沿壁厚方向及沿轴向方向的残余应力分布规律。     

变径管与薄壁圆管轴向压缩过程研究

采用ABAQUS软件建立薄壁金属圆管和变径管的有限元模型,对两种结构的轴向压缩力学行为进行数值模拟,并且与相应的理论计算结果进行比较。结果表明:薄壁圆管发生轴对称失稳,载荷-位移曲线波动;变径管模拟结果和理论结果基本吻合,变径管变形模式稳定,载荷-位移曲线平稳,在轴向压缩时只发生自由翻转;变径管自由翻转过程中的最大载荷小于圆管压缩的最大载荷。     

可控制夹紧力的夹紧机构

定位和夹紧功能重合使解决定位精度和工件变形的问题产生矛盾,特别对薄壁工件。 图1所示的胀开芯轴装在自动定心卡盘1中,三爪靠在芯轴径向孔内的滚珠7上(不夹紧)。沿圆周均匀分布的滚珠3具有等于芯轴内孔半径的圆弧扁平面,滚珠3和5的数量由工件的配合长度决定。转动螺钉4,滚珠5轴向移动,使滚珠3和7向外径向移动,芯轴薄壁部分产生弹性变形,从而夹紧工件6,并使芯轴紧固在卡盘中。     

调磁式异步磁力联轴器三维气隙磁场研究

针对一台14对极21个调磁极片的调磁式异步磁力联轴器,为研究其气隙中永磁磁场与调制磁场的空间分布规律,利用有限元模拟的方法,得出静态与瞬态下三维气隙磁场的分布及周期性;基于等效面电流法,采用Matlab软件进行离散化编程求解,得到外气隙永磁磁场沿径向、周向及轴向的三维空间分布及周期性;采用多维高精度数字化测磁装置对联轴器的永磁磁场及调制磁场进行两种不同方案的三维测量。结果表明,永磁磁场与调制磁场均呈现周期性分布,其周期数分别为14、7;瞬态下气隙磁场的磁感应强度幅值大于静态时的幅值;气隙磁场存在端部效应,气隙磁场径向与周向分量的端部磁场小于中间磁场,轴向分量则相反;测量结果与模拟结果、解析结果具有很好的一致性。     

薄壁圆筒件钻削变形分析与控制方法研究

薄壁圆筒件刚性差,钻削加工中易产生加工变形,导致孔的垂直度难以保证。利用"单元生死"技术对薄壁圆筒件法兰孔的依序钻削加工过程进行有限元仿真分析,得到钻孔处轴向变形量,由之推导计算孔垂直度误差;将该结果与实测值进行对比,验证仿真模型的合理性和正确性。为减小轴向变形,设计一种适用于零件法兰盘钻削加工的自适应调高支撑夹具,就夹具3种不同支撑布局方案进行钻削数值模拟分析,比较各方案中法兰孔的最大垂直度误差,优选出最佳方案。研究结果表明,提出的控制方法可有效改善薄壁圆筒件的钻削变形,使孔的垂直度达到工艺设计要求。     

3182100系列轴承的调整计算

许多机床主轴上使用的是3182100型双列向心短圆柱滚子轴承,其结构如图1所示。这种轴承是通过在轴颈上沿轴向移动,靠1:12锥度涨大轴承内环来消除径向游隙并予加负荷 的。众所周知,在装配 调整中,按设计要求保 证滚动轴承的合理于加 负荷是充分发挥滚动轴 承性能,也就是保证主 轴系统具有良好的精 度、刚度、温升的必要 条件。这里介绍一种控 制轴承轴向移动距离来 保证予加负荷的调整计 算方法。 此计算借用了材料力学中组合薄壁圆筒的变形公式。计算中假定轴承外环不因予加负荷而变形,所以计算是近似的。 从图2可以看出,承受内外压力的轴承…     

单点激光连续扫描测振的薄壁圆筒件模态测试

针对薄壁圆筒构件模态测试的需求,提出了基于单点激光连续扫描测振的薄壁圆筒构件模态测试方法。根据纯模态分析理论,在研究两端固定细弦自由振动的基础上,理论上建立了单点激光测振仪在两端固定的自由振动细弦上做连续扫描所得的振动信号和弦的模态振型之间的关系,研究了并提出了激光测振仪输出信号的处理方法。搭建了单点激光连续扫描测振的薄壁圆筒构件模态测试平台,对薄壁圆筒构件进行了模态实测,获得了薄壁圆筒构件前五阶固有频率和相应的模态振型,并对测试结果进行了有限元模态分析验证。结果表明,模态振型一致,固有频率误差在5%以内,证明了提出方法的正确性和有效性。     

薄壁圆筒的轴向装夹

精密薄壁圆筒的内外圆加工,因极易变形而十分困难。常用的加工方法,以外圆定位时使用弹性夹头,以内孔定位时使用弹性心轴。但还是径向受力,被加工零件还是容易变形。为此,最好用轴向受力装夹被加工零件,如图1所示。     

含均布多轴向表面裂纹厚壁圆筒结构安全性评价

轴向表面裂纹对受内压厚壁圆筒结果的安全具有很大的影响.在分析含均布多轴向表面裂纹厚壁圆筒裂纹数目对尖端应力强度因子影响规律的基础上,对外径相同、含均布多轴向表面裂纹厚壁圆筒及以裂纹尖端到厚壁圆筒中心距离为内径厚壁圆筒在受相同内压情况下的最大周向应力进行了对比分析,结果表明:厚壁圆筒裂纹尖端应力强度因子随裂纹数目的增加而逐渐减小并趋于一恒定值,应力强度因子随裂纹数目的减小只是裂纹扩展速度或扩展可能性的减小,含裂纹厚壁圆筒的最大周向应力在N=2时最大,且当N≥2时随着裂纹数目的增加而减小,但仍大于等效减薄厚壁圆筒的最大周向应力,厚壁圆筒的安全性仍小于以等效减薄后的光滑厚壁圆筒.     

热—机械载荷下梯度材料圆筒的应力分析

对梯度材料圆筒在内外压及非均布温度载荷作用下的应力状态进行理论分析。通过引入弹性梯度因子和温度梯度因子获得热—机械载荷下梯度材料圆筒的应力解析解,进而探讨弹性梯度因子和温度梯度因子对径向、周向和轴向应力分布的影响,为梯度材料圆筒的结构设计提供可靠的理论依据。计算结果表明,应力分量沿壁厚的分布随内外压比值的不同而不同,其中径向应力与坐标位置密切相关,与梯度因子关系不大。对于不同的梯度因子比,存在一最优值使得梯度圆筒内外壁面周向应力差值最小。与内壁处轴向应力相比,外壁处轴向应力对内外压比值的变化更为敏感,并且当弹性梯度因子与温度梯度因子比小于1时,轴向应力几乎不受梯度因子比值变化的影响;而当梯度因子比大于1时,轴向应力迅速减小,且外壁处的减小速度远大于内壁处的减小速度。     

薄壁轴承径向游隙的测量

由于薄壁轴承内、外圈的壁厚比较薄,采用加载方式测量轴承的径向游隙时,容易导致被测轴承的外圈变形,影响径向游隙的测量值。根据薄壁轴承的特点,介绍了无负荷测量薄壁轴承径向游隙的方法,保证了薄壁轴承的质量要求。     

激光熔覆IN718合金温度场和应力场数值模拟*

为研究激光熔覆涂层温度场的演变和残余应力的分布规律,在316L不锈钢基板上激光熔覆Inconel718 (IN718) 合金,研究工艺参数对熔覆涂层宏观形貌的影响;基于实验所得工艺参数,利用Simufact Welding有限元软件建立热力耦合模型,通过数值模拟对熔覆过程中的温度场和应力场分布进行分析。结果表明：研究的工艺参数中,激光功率对涂层宽度的影响呈正相关性,送粉量对涂层高度呈较为明显的正相关性,而激光扫描速度对涂层高度呈较为明显的负相关性;熔池前端温度梯度最大,熔池尾部温度梯度较小;熔池峰值温度随着熔覆扫描的进行稳定于2 700 ℃左右;涂层最大残余应力为沿扫描方向上的拉应力,基板残余应力在涂层两侧呈对称分布,且最大残余应力为沿扫描方向的拉应力;残余拉应力是造成激光熔覆过程中基板“翘曲”变形的主要原因;基板与涂层热膨胀系数的差异是影响涂层与基板结合强度的另一原因。研究结果为后续基于实际工业中多层多道激光熔覆的研究奠定基础。     

布锥管螺纹中径的简易测量

布锥管螺纹的轴向截面上,牙形螺距标注方向与轴线平行,牙形角平分线与轴线垂直。因有1∶16锥体,所以中径在各个径向截面上具有不同的数值。按基面中径的定义,测量是在距布锥管螺纹小端面为l_o的径向截面上进行的,如图1所示。测量时为使布锥管螺纹轴向定位,我们根据以下原     

激光熔覆成形金属薄壁结构的试验研究

试验研究了较低功率的激光熔覆成形金属薄壁结构及其影响因素。成形金属薄壁结构的能力对零件薄壁部位的成形和小型零件的制造十分重要。由于传统的激光表面处理工艺观念的影响、对激光单道熔覆成形薄壁结构过程及其规律的认识不够,目前成形薄壁结构的能力较差。试验研究了用与表面处理工艺不同的、功率和光斑尺寸较小的CO2激光进行单道熔覆成形薄壁试样,试验结果表明较低功率、较小光斑的激光与适当的扫描速度、送粉速度等配合可以得到壁厚最小为0.4 mm的薄壁结构。激光单道熔覆的壁厚与工艺参数和工件高度有关,粉末流与激光束之间的同轴度和送粉速度的稳定性等因素也影响薄壁结构的成形。