无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的啮合分析

阐述了一种新型环面蜗杆传动--无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的结构和传动原理.应用空间啮合理论建立了该传动的啮合方程,推导了该新型环面蜗杆齿面方程和蜗轮接触线方程,并导出了传动的诱导法曲率、润滑角和自转角等计算公式.在大量的数值计算的基础上,分析了该传动的主要性能特点和影响该传动啮合性能的主要参数.     

交错轴双滚子包络环面蜗杆传动啮合分析

为了消除环面蜗杆传动的齿侧间隙,提高其传动的精度和效率,分析了传统消隙蜗轮副的不足,在无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动研究基础上提出一种交错轴双滚子包络环面蜗杆传动,采取双排滚子错位布置,且滚子轴线与蜗轮径向偏转一定角度。阐述了交错轴双滚子包络环面蜗杆传动的工作原理,依据空间齿轮啮合理论和微分几何理论,采用运动学法建立了蜗杆副的动静坐标系及接触点处的活动坐标系,推导了该新型环面蜗杆齿面方程和蜗轮齿面接触线方程,并导出了该传动的一界函数、诱导法曲率、润滑角及自转角等齿面啮合参数计算公式。最后运用matlab软件进行了数值仿真,并分析了滚柱偏置距离c2、滚柱半径R、交错角γ等参数对该蜗杆传动啮合性能的影响。仿真实例表明:要使该传动保持良好的接触性能和润滑性能,c2不宜超过10 cm,R在8～15 cm之间,γ在28°～50°之间。     

圆柱滚子包络蜗杆传动不同啮合方式的性能分析

为分析圆柱滚子包络环面蜗杆不同啮合方式对蜗杆传动性能的影响,基于微分几何与空间啮合原理建立圆柱滚子包络蜗杆传动的啮合方程;通过选取蜗轮旋转角得到普通环面、端面、内啮合3种典型蜗杆传动,利用诱导法曲率方程和润滑角方程对蜗杆传动进行啮合与润滑性能分析。研究结果表明:3种不同啮合方式的蜗杆润滑性能由高到低依次为圆柱滚子包络内啮合蜗杆、圆柱滚子包络端面蜗杆、圆柱滚子包络环面蜗杆;3种结构在啮合性能上无明显差距。该研究对滚子包络蜗杆传动的不同啮合段和参数的选取提供了参考。     

误差对无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动啮合性能的影响研究

为了研究误差对无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动啮合性能的影响规律,利用齿轮啮合原理首次建立了该蜗杆传动在误差状态下的啮合方程、润滑角方程和诱导法曲率方程,分析了蜗杆蜗轮轴交角误差、中心距误差、蜗杆轴向窜动误差、蜗轮滚子齿距角误差、蜗轮滚子偏距安装误差等对蜗杆润滑角、诱导法曲率的影响及变化规律。研究结果表明:蜗轮滚子偏距误差对蜗杆的润滑性能影响最大,轴交角误差对蜗杆接触性能影响最大,蜗杆中心距误差、蜗杆轴向窜动误差和蜗轮滚子齿距角误差对该蜗杆传动的接触性能影响较小,在制定加工工艺时应尽量减小齿距角误差和蜗杆蜗轮轴交角误差。本文的研究结果为制定合适的蜗杆加工工艺及进一步的相关研究奠定了理论基础。     

基于空间啮合理论的倾斜式双滚子包络环面蜗杆实体建模

在无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动和滚锥包络环面蜗杆传动研究基础上,提出倾斜式双滚子包络环面蜗杆传动,分析了该传动的工作原理,建立了蜗轮、蜗杆的动静坐标系及滚子的活动坐标系,并进行了相关的坐标变换,依据空间啮合原理推导出了齿面接触线及齿面螺旋线所表示的蜗杆齿面方程,最后运用MATLAB软件对蜗杆进行了数值仿真。该蜗杆的建模分析为倾斜式双滚子包络环面蜗杆传动进一步的研究提供了理论参考。     

无侧隙端面啮合蜗杆副瞬态动力学分析

为了获得无侧隙端面啮合蜗杆副的动力学特性,分析不同结构类型的蜗杆之间承载能力、变形间的关系。利用有限元法,建立蜗杆端面啮合杆副的动力学分析模型,对啮合瞬间进行瞬态动力学分析。首先,根据建立的端面蜗杆的动力学模型,进行瞬态动力学分析,分别得到端面啮合蜗杆副的接触应力、等效应力和总变形。其次,对无侧隙端面啮合蜗杆副的动力学特性进行理论分析与比较,分别比较分析无侧隙端面啮合蜗杆副与无侧隙环面蜗杆副、无侧隙端面啮合蜗杆副与双滚子端面啮合蜗杆副的瞬态动力学性能及变形的情况。结果表明：有限元分析中端面啮合蜗杆副的应力、应变云图表明,啮合瞬间,蜗轮蜗杆至少同时啮合8对齿,可以清晰地看到最大应力在齿顶;同等条件下,端面啮合蜗杆副的接触应力较无侧隙双滚子包络环面蜗杆减小超过33%;端面啮合蜗杆副的最大等效应力仅为无侧隙双滚子包络环面蜗杆的22%;端面啮合蜗杆副较双滚子端面啮合蜗杆副具有较强的抗变形能力,当t≥0.056 5 s双滚子端面啮合蜗杆副随时间变形影响显著。几种新型蜗杆副的分析和比较可以反映其动/静力学特性,从而为该新型蜗杆在减速器等领域中的应用提供理论依据和工程应用价值。     

双锥面二次包络环面蜗杆传动多目标优化设计

针对环面蜗杆副优化设计不能兼顾传动性能与承载能力这2个性能指标的问题,建立了双锥面二次包络环面蜗杆通用的优化模型.该模型考虑双锥面二次包络环面蜗杆的双线接触传动性能,以传动效率和承载能力为优化目标,以避免在加工时产生根切和齿顶变尖为约束条件,利用仿生物进化法对设计参数进行多目标优化.结合自主研发的加工和检测设备进行了实验,结果显示,优化后的双锥面二次包络环面蜗杆副的接触线分布更广,传动效率更高,从而验证了该优化模型具有实际的效能.     

大锥面包络环面蜗杆传动参数选择

大锥面包络环面蜗杆啮合特性和平面二次包络环面蜗杆传动相当,在实际应用中能够很好地解决掉头所带来的效率低及加工精度低的问题,推导了大锥面二次包络环面蜗杆传动的接触线方程、边齿齿顶厚计算式及根切判别函数,讨论了影响该传动啮合性能和几何特性的参数,研究了砂轮半径的影响规律,并得出了以下结论:若要保证蜗杆的几何性能和啮合性能处于良好状态,必须进行参数优化.     

基于MATLAB滚锥包络环面蜗杆副接触线的求解方法

在合理选择滚锥包络环面蜗杆副标架、准确推导啮合方程和接触线方程的基础上,利用MATLAB强大的科学分析计算功能和函数可视化功能绘制出一条蜗杆副接触线,探索出一种能快速、准确地求解滚锥包络环面蜗杆副接触线的方法,对于进一步分析滚锥包络环面蜗杆副传动非常有价值.     

双圆环面二次包络环面蜗杆传动的啮合界线与蜗杆螺旋面的结构

推导了双圆环面包络环面蜗杆磨齿啮合界线方程及其与相配蜗轮啮合的啮合界线方程。阐明双圆环面二次包络副的二次包络啮合界线与一次包络啮合界线共轭线重合,是二次包络新接触线族的包络线,与二次包络原接触线族相交,将蜗杆螺线面划分为单线接触区与双线接触区,从而诠释了双圆环面包络环面蜗杆螺旋面的结构。同时指明,可以通过合理搭配参数,调整二次包络啮合界线沿蜗杆轴向的位置,增加瞬时接触线的总长,提高传动副承载能力。     

骨式钢框架梁柱连接节点显著屈服转角的研究

在骨式钢框架结构基于滞回耗能的性态设计方法中,骨式连接节点显著屈服转角确定的是否精确直接影响结构整体滞回耗能确定的合理性.为了系统研究骨式连接节点显著屈服转角的量化方法及变化规律,采用ABAQUS有限元程序分析骨式连接节点在单向荷载作用下钢梁腹板厚度、钢梁翼缘厚度、钢梁高度、钢梁宽度、钢材强度等参数对节点显著屈服转角的影响,并采用通用弯矩法、等能量法、FEMA273法对骨式连接节点的显著屈服转角进行了计算.结果表明,钢梁腹板厚度、钢梁翼缘厚度、钢梁高度、钢梁宽度对骨式连接节点显著屈服转角影响较小,而钢梁的钢材强度对骨式连接节点的显著屈服转角影响较大.通用弯矩法及等能量法确定的骨式连接节点的显著屈服转角数值较大,FEMA273法确定的显著屈服转角最小,但同骨架曲线的拐点数值最为接近,建议具有明显拐点的骨式连接节点的显著屈服点可按FEMA273法确定.     

两管Bumper相贯焊接坡口数控切割

利用空间解析几何的原理建立了管管相贯数学模型,用参量方程描述了被切管焊接坡口的几何形状,并对数控切割运动进行了研究,将切割运动分解为管的回转、割炬平移、割炬倾斜、割炬倾角四轴运动,该数学模型可应用于四轴联动火焰数控切管机.给出了建立数学模型所需参考平面和数控切割时相贯线、局部两面角、割炬倾角、旋转角的参量表达式.通过切...     

立式螺旋煤泥过滤离心机脱水时间模型研究

根据立式螺旋煤泥过滤离心机的工作特点,提出了静态过滤时间和动态过滤时间的概念,推导了静态过滤时间、动态过滤时间与主要结构参数之间的函数关系,分析了主要参数的影响趋势并进行了验证.结果表明：沉降成饼时间是螺旋头数和相对速差的函数,对滤层厚度、阻力及滤层截留效应影响显著;动态过滤时间是螺旋升角、回转速差、过滤转鼓半锥角及过滤转鼓半径的函数,对滤层运动行为及脱水效果影响显著.采用小升角螺旋、降低转速差、增大转鼓高度有利于延长动态过滤时间、改善脱水效果.建立的模型对细煤泥过滤离心机的设计、优化具有指导意义.     

内凹正方角锥反射式光纤传感探头调制特性的数值模拟

针对以往滑觉传感器存在的不足,提出了一种新型的光滑觉传感机理,这种传感机理的最大优点是系统抗电磁干扰,能实现全自动补偿,灵敏度高,探头结构采用了全方位传感和全自动补偿技术,由5根同种光纤构成,在纤端出射光场光强分布公式的基础上,在小角近似下,理论上出内凹正方角锥反射工光纤传感探头调制特性的简明公式,即输出信号与角镜转角成正比的结论,证明了这种传感机理的可行性,并为这种传感器的后续信号处理提供了理论基础,本文给出了非近似条件下的计算机仿真结果,作出了传感器随反射镜调转角变化的模拟图,研究了影响这种传感调制特性的各种因素及初始结构优化参娄,为光纤滑觉伟感器的研制、开发提供理论指导,数值模拟与理论公式相一致的结果说明,内凹正方角工作证反射光纤传感探头用于光纤滑觉传感器是可行的。     

旋转对称能量与旋转对称性检测

为检测图像的旋转对称中心和旋转对称角,通过引入旋转对称能量的概念,提出了一种新的旋转对称性检测算法.该算法分为3个步骤:1) 对图像中任一位置,计算该位置处的旋转对称能量和旋转对称角;2) 计算各点处的旋转对称能量获取整幅图像对应的旋转对称能量图;3) 在旋转对称能量图上进行局部极大值检测获得旋转对称图形的旋转对称中心并确定旋转对称角度.实验结果表明,该算法不仅能够准确鲁棒地检测出旋转对称图形的旋转对称中心与旋转对称角,还能成功应用于图像修复.     

微扑翼飞行器位置控制研究

研究了微扑翼飞行器位置控制系统设计.在完成气动力计算模型和运动参数(拍动平面夹角、拍动频率、拍动幅值、旋转幅值)对气动力影响基础上,建立了微扑翼飞行器纵向动力学模型,采用了切换控制策略,选择拍动平面夹角和拍动幅值作为控制参数,利用位置误差和速度误差线性组合作为反馈信号,计算平均力,确定切换参数,完成控制规律设计.对爬升和水平飞行的控制进行了仿真实验.仿真结果表明,在切换控制策略下,Y方向上经过0.13 s后进入平飞阶段,Z方向上经过5 s后进入平飞阶段,在一定的误差范围内,所设计的控制规律可以实现位置控制.     

多矢量信息下的星敏感器三轴旋转角求解方法

为了提高星敏感器的实时性能与解算精度,基于多矢量信息,提出四元数表示形式下的星敏感器三轴旋转角求解方法,从理论上对所提方法进行详细推导. 基于单个星光矢量在天球系与星敏系中的三维坐标,将方向余弦阵变换形式转变成四元数变换形式. 降次二次四元数变换形式,以便后续求解. 考虑不同星光矢量的权重,联立所有星光矢量的信息求解星敏感器三轴旋转角,给出解决三轴旋转角求解过程中的迭代不确定性和四元数矢量方向奇异性的具体方案. 将所提方法与传统方法的性能进行对比分析. 仿真结果表明,相比传统方法,所提方法具有更快的解算速度和更高的三轴旋转角求解精度.     

基于GPS的斗轮机定位算法的设计与实现

为进一步提高斗轮机回转角和俯仰角的测量精度,提出了基于GPS的斗轮机定位算法.天线分别安装在斗轮机的固定台和悬臂上,正常运行取煤时,实时获取固定台天线的坐标位置以及航向角,并运用三角转换得到悬臂天线的空间位置坐标,根据悬臂天线的空间位置求出悬臂的回转角和俯仰角.将得到的回转角和俯仰角参数输入斗轮机控制系统中,让斗轮机在设定的角度范围和特定的煤层自动取煤.实验结果表明,该方法测得的斗轮机回转角和俯仰角精度高,有利于斗轮机的精准控制.     

混合体制雷达网弹道目标进动特征提取

针对同构组网雷达在提取弹道目标微动参数中存在的不足,提出了一种混合体制雷达网在获取目标散射中心数量不一致的条件下弹道目标进动特征提取方法.首先,对弹道目标进动和宽、窄带雷达信号进行了建模,分析了目标散射中心在窄带雷达和宽带雷达下的回波特性.根据目标散射中心的雷达回波特性,利用散射中心调制系数法实现了目标散射中心在不同雷达之间的匹配关联.然后,对宽带雷达获得的散射中心距离像信息进行分析,并利用广义Radon变换对距离像信息进行变换,通过变换关系求解得到了目标进动角.最后,构建宽窄带雷达微多普勒信息联合方程组,在求得进动角的基础上实现了雷达视角和结构参数的求解,接着采用二分法对三种求解组合得到的参数进行优化,进一步利用优化后的参数联立三维矢量求解方程组,求得了三维锥旋矢量.仿真结果表明,在信噪比大于5dB时,宽带雷达网参数求解精度与混合体制雷达网参数求解精度接近,且均比窄带雷达网参数求解精度高,从而验证了本文方法的有效性.     

镁合金型材绕弯成形回弹性能研究

采用非线性有限元软件MSC．Marc及热-力耦合弹塑性有限元模型模拟了AZ31镁合金型材绕弯变形过程,分析了型材回弹和温度场的分布及变化情况．结果表明：相同绕弯角度绕弯时坯料温度的改变对回弹的影响能力有限,温度每升高10℃,回弹角度减幅约为5％;相同坯料温度时绕弯角度的改变对型材回弹的影响不大,而且绕弯角度的改变对变形区温度场分布影响不显著．