斜齿轮滑动摩擦功率损失的计算

应用齿轮啮合理论,提出了斜齿轮啮合滑动摩擦功损的计算方法。首先,利用轮齿接触分析得到齿轮副的啮合路径和接触印痕;然后,利用承载接触分析求得齿面接触点法向载荷和承载传动误差,通过求解一个周期内所有啮合位置,可以得到一对轮齿从进入啮合到退出啮合所有接触点的法向载荷和承载传动误差,极大减少了计算工作量;最后,将承载传动误差转换成齿面接触点的相对滑动速度并与该接触点处的摩擦力相乘得到该点的滑动摩擦功损,将所有接触点的滑动摩擦功损一起带入功率近似计算公式从而得到斜齿轮啮合的滑动摩擦功率损失。     

直齿轮啮合疲劳强度的有限元仿真与失效分析

齿轮啮合疲劳强度的理论计算和虚拟仿真均与实际啮合情况存在偏差,两者的精度值得讨论.首先在UG环境下建立标准渐开线直齿轮模型,再运用UG有限元工具对轮齿进行了齿根弯曲疲劳强度与齿面接触疲劳强度的力学仿真,最后对虚拟仿真与理论算法的结果进行了比较分析.结果表明:齿根弯曲应力和齿面接触应力分布图符合理论推断,但理论计算忽略了轮齿受到的径向压应力,有限元仿真的边界载荷条件更为真实,但结果应当引入载荷因数K.本文在同一软件环境中实现了齿轮的CAD与CAE,为齿轮的建模、仿真提供了设计参考与误差分析的思路,有助于提高齿轮设计的效率和质量.     

基于有限元的斜齿轮齿面接触分析

以某斜齿轮啮合齿为对象,建立三对啮合齿精确有限元模型。运用有限元分析软件ANSYS对啮合齿进行接触静力学分析,得到齿面最大接触应力值;对轮齿进行基于赫兹理论的齿面接触应力计算,最大接触应力理论计算值与有限元仿真值相差6.6%,验证了有限元分析的合理性;有限元分析得到轮齿啮合时轮齿最大变形量并找到轮齿工作薄弱区域,提出了提高该斜齿轮轮齿强度的方法。     

斜齿圆柱齿轮有限元分析

齿轮的承载能力主要受接触强度和弯曲强度的限制,其中以弯曲应力尤为突出。以齿条形刀具加工的齿轮为例,探讨了斜齿轮齿面方程的建立。采用FORTRAN语言编制程序建立斜齿圆柱齿轮三维有限元模型,应用ANSYS软件对齿轮进行参数化建模,并分析齿轮所受应力状况。其结果与理论计算公式得到的结果基本一致。     

含安装误差斜齿轮接触应力混合分析法

含安装误差的斜齿轮在进入和退出啮合阶段常发生边缘接触,使得齿面接触印痕呈现为一个不完整的接触椭圆面并使接触应力不遵循赫兹模型分布,给接触应力的精确求解造成困难。针对该问题本文提出了一种混合赫兹、Winkler模型的齿面接触应力计算方法。以轴平面内含轴交角安装误差的斜齿轮为例,推导了该混合分析法计算过程并求解了轮齿在不同负载下不同啮合位置的最大接触应力及其变化规律,并与ANSYS有限元软件的计算数值进行了对比分析。结果表明:基于混合分析法和ANSYS计算出的接触应力变化曲线吻合度较高,接触应力最大相对误差为6.78%,在发生边缘接触时接触应力增幅较大且应力曲线呈中凹变化规律,同时相较于ANSYS计算方法混合分析法可大幅降低计算耗时。     

新型窄人字齿轮的齿面生成与啮合分析

根据齿轮啮合原理、现代设计理论及方法,针对人字齿轮的齿形进行探索,设计了左、右旋齿面交替排列的新型窄人字齿轮,推导了该齿轮的齿面、接触线、啮合面方程;运用数学分析软件MATLAB、三维设计软件UG与ADAMS虚拟样机软件,建立了精确的齿轮实体模型,并进行干涉检查,计算了轮齿在典型位置的理论接触线,并与用UG生成的接触线进行了对比分析,得到了齿轮的接触线变化规律;对窄人字齿轮传动受力情况进行理论分析与仿真,获得了该齿轮传动的受力特性.结果表明:窄人字齿轮传动重合度与当量斜齿轮一致,啮合轴向力有波动,波动幅值比当量斜齿轮轴向力小,且幅值随重合度的增加而减小.     

面齿轮磨削温度建模仿真与分析

根据椭圆接触理论,得出碟形砂轮磨削面齿轮时的基本磨削参数,并建立了有限元模型,采用矩形分布热源对面齿轮磨削热进行模拟,得出其磨削温度场。由该模拟结果得出碟形砂轮磨削时的温度变化规律为:沿齿长方向近心端和沿齿高方向相对接近齿根区域时,面齿轮的磨削温度逐渐升高。同时,利用红外测温仪对实际机齿轮磨削温度进行测量,将所得结果与有限元分析结果进行对比,发现各磨削点的误差分析结果均在5%~20%,并且温度越高,误差越小,从而验证了椭圆接触理论在面齿轮磨削热研究中的可行性。     

齿轮建模与接触应力分析

介绍利用PRO/E对齿轮进行建模的具体方法和有关程序,并尝试将齿轮模型导入到ANSYS中进行有限元分析.将CAD软件的强大的建模功能与CAE软件结合起来,扩大了其应用范围,简化了分析过程,并利用其对齿轮的接触应力进行了计算,介绍了算法原理.     

基于Ansys的齿轮接触应力分析

利用Ansys软件对齿轮进行有限元仿真分析,从网格精度和加载方式两方面寻求最佳模型,分析了不同齿宽情况下齿面接触应力与理论结果的误差,为齿轮的优化设计和可靠性设计奠定了坚实的基础。     

碟形砂轮磨削面齿轮的数控规律

为制造高精度面齿轮,对用碟形砂轮加工面齿轮的数控磨齿方法进行研究.由插齿刀的齿面确定适用于磨削直齿、斜齿面齿轮的碟形砂轮曲面,分析碟形砂轮磨削面齿轮的展成原理,通过坐标变换建立碟形砂轮磨削面齿轮的齿面方程.根据不同加工方法中刀具位置和运动的等价原则确定磨削面齿轮的数控机床运动规律,为方便编程,将该运动规律用二元Taylor展开式表示.计算数控加工齿面与理论齿面的偏差,计算实例的最大偏差为0.071 9μm,表明用碟形砂轮磨削面齿轮是可行的,数控规律是正确的,能够达到理想的磨齿精度.     

高温下n-GaN/Ti/Al/Ni/Au欧姆接触的可靠性研究

研究了高温工作环境下Ti/Al/Ni/Au(15 nm/220 nm/40 nm/50 nm)四层复合金属层与n-GaN(N_d= 3.7×10~(17)cm~(-3),N_d=3.0×10~(18)cm~(-3))的欧姆接触特性,试验结果标明,当测量温度低于300℃时,存储时间为0～24h,其接触电阻率基本不变,表现出良好的温度可靠性;分别经过300、500℃各24h高温存储后,其欧姆接触发生了较为明显的退化,且不可恢复.接触电阻率均随测量温度的增加而增大,掺杂浓度越高,其接触电阻率随测量温度的升高缓慢增加;重掺杂样品的n-GaN/Ti/Al/Ni/Au欧姆接触具有更高的高温可靠性。     

一种加载轮齿接触分析的通用模式

研究了齿轮动力传动过程中轮齿啮合状态的数值仿真方法－加载轮齿接触分析。通过分析齿轮传动的一般过程及其加载啮合条件，建立了一种适用于各类点接触齿轮、线接触齿轮的轮齿啮合状态分析的通用模式。由此可以求出齿轮动力传动过程中任一时刻参与啮合的轮齿数、齿面接触区的位置形状及接触压力分布、齿轮传动误差、轮齿载荷分配等。     

半环面牵引式无级变速器接触应力分析

在分析半环面无级变速器工作原理的基础上,建立了接触压力的计算公式,以赫兹接触理论为指导,给出了接触应力的计算公式。以某公司的样机为实例,讨论了接接触应力的变化规律、影响因素。研究表明：在轴向力不变的情况下,接触压力和接触应力与接触点的位置有关,接触位置越靠近锥盘轴线,则接触压力和接触应力越大,接触椭圆的长轴越大,接触椭圆的短轴越小;接触应力随环面半径和环腔半径的增大而减小,随半锥角的增大而减小;接触应力对环腔半径的改变敏感度高,对环面半径和半锥角的改变敏感度低;将锥盘与滚轮设计为线接触,可大幅降低接触应力。本文的研究成果可为半环面型无级变速器设计提供理论参考。     

用Cr/Au/Ni/Au制备n-GaN欧姆接触

为了获得n-GaN的低接触电阻的欧姆接触,采用Cr/Au/Ni/Au金属化系统与n—GaN形成欧姆接触,并对其不同温度下的接触电阻率进行了测试分析.室温下Cr/Au/Ni/Au的接触电阻率为0.32mΩ·m2。随着温度的升高,接触电阻率略有增加,在300℃时接触电阻率为0.65mΩ·cm2,因此此欧姆接触适合在高温下使用.     

多盘转静子系统轴向碰摩点分布研究

为分析转静子系统发生轴向碰摩时碰摩点的分布情况,建立了多盘转静子系统力学模型,综合考虑了盘在横向和纵向上的振动位移,应用弯曲变形理论确定了圆盘在两个方向上的转动角位移,基于平行四边形法则得到了圆盘的合成角位移,推导并给出了碰摩点分布及其轴向碰摩力的数学表达式。根据所推导的碰摩点轴向位移和轴向力公式,即可建立轴向碰摩时的振动微分方程。     

Al金属多晶硅纳米膜欧姆接触的制作

利用低压化学气相淀积法（LPCVD）在表面有热氧化二氧化硅的（100）硅衬底上生长80nm厚多晶硅纳米膜,并对其界面进行表征.制作出单层Al金属的欧姆接触样品,在不同退火温度条件下对样片的电阻进行测量.结果表明,退火使欧姆接触的电阻率降低,接触电阻率可达到2.41×10-3Ω.cm2.     

GIS设备用表带触指电连接结构接触电阻的分形理论计算与分析

电连接结构的接触电阻（ECR，Electrical Contact Resistance）是评价电接触系统可靠性的重要指标。表带触指是环保气体GIS设备中重要的电连接部件，其ECR不仅影响回路总电阻，通流过大导体振动、安装不当等因素还会导致电接触不良，引发触指局部过热，引起绝缘放电等故障，直接关系到环保气体GIS设备的运行稳定性。为研究触指ECR产生机理和变化规律，本文采用MATLAB和激光共聚焦显微镜捕捉接触区域灰度图像，获得了触指接触区域的名义接触面积Aa和分形维数D，运用分形理论模型，数值计算了表带触指电连接结构的ECR，并通过ECR试验测量，验证了应用分形理论模型解析计算表带触指电连接结构ECR的合理性和准确性，研究了表带触指电接触过程中的弹性变形、第一弹塑性变形、第二弹塑性变形和塑性形变形四个阶段，对比分析了不同分形维数对触指电接触实际接触面积的影响规律。研究发现分形理论模型可用于GIS设备用表带触指的接触电阻理论计算，且得到触指电接触表面分形维数越大，触点变形越先进入弹塑性阶段，也越易进入第二弹塑性变形阶段，触指表面形貌越复杂，达到相同承载能力所需实际接触面积越小。研究成果有助于环保气体GIS电连接结构的优化设计，可为环保气体GIS设备触指电连接结构的多物理场计算和电接触性能的状态评估提供理论基础。     

精密测量中接触电阻的研究

对接触电阻的产生及其对电测精度的影响进行了研究，通过实验，讨论了接触压力、探针几何形状对接触电阻的影响，以及如何减少其影响很大。     

三维接触压力分布的近似切平面拟合方法

本文提出了用有限离散压力样本值的内在联系，分块构造接触压力分布拟合函数的新方法──近似幻平面拟合方法，该方法提高了压力样本值的利用率，并能以形式简单的拟合函数较好地反映出拟合单元上接触压力分布沿网格划分方向的变化趋势，获得较高的拟合精度。     

鼓形齿轮联轴器齿面接触分析与试验

本文在分析鼓形齿轮联轴器设计、加工及传动方面诸问题的基础上,按共轭曲面原理建立了鼓形齿轮联轴器传动理论,推导了鼓形处齿接触线及齿面方程,运用电子计算机计算并分析了不同工作倾角下齿面接触状态的变化及规律,进一步使用笔者设计发明的按共轭原理滚动鼓形齿轮装置(专利申请号87101897)切制了按不同工作倾角设计的鼓形外齿并进行了接触试验,从而揭示了鼓形齿轮联轴器传动的实质,为优化设计、加工鼓形齿轮联轴器提供了条件