施工升降机齿轮齿条时变啮合刚度规律分析

齿轮齿条传动是重要的机械传动方式之一,将齿轮的回转运动转变为齿条或齿轮的直线往复运动,其啮合时产生的时变啮合刚度是齿轮齿条啮合的主要激励形式,对系统噪声与振动产生了一定的影响。本文依据施工升降机齿轮齿条模型,针对齿轮齿条时变啮合刚度,基于势能法与叠加法提出齿轮齿条时变啮合刚度解析计算模型,并利用有限元法验证了计算模型的正确性。同时,在解析模型的基础上,分析了齿轮齿条齿宽、啮合中心距对齿轮齿条时变啮合刚度的影响规律。结果表明,建立的解析计算方法能够准确计算齿轮齿条时变啮合刚度,为齿轮齿条传动系统动态特性分析提供了理论基础。     

齿轮轮齿表面粗糙度的确定

齿轮齿面的粗糙度，对齿轮的强度影响较大。本文讨论了齿轮面粗糙度，对齿面抗胶合能力和齿面强度的影响，齿面粗糙度的计算方法，并举例进行了计算说明。     

混凝土表面粗糙度数字图像表征方法及应用

混凝土衬砌的渠道、隧洞及渡槽等输水结构都需要测量糙率以估计过流能力和水头损失，而混凝土表面粗糙度是考量其糙率的重要参数之一。依据数字图像技术，提出一种混凝土表面粗糙度新表征方法。利用智能手机采集混凝土粗糙面像素特征，研究图像预处理对像素分布特征的影响，构建表面粗糙度与灰度均值及相对最大凸起高度的函数关系。图像预处理对像素分布特征影响显著，粗糙度与最大凸起高度正相关，与灰度均值负相关，拟合计算值与实测结果吻合，平均绝对百分比误差MAPE、平均绝对误差MAE和均方根误差RMSE分别为4.04%、0.203mm和0.271mm。将所提出的表征方法应用于某渠道混凝土壁面粗糙度测量，综合糙率公式计算得到该渠段糙率为0.01429，小于综合设计糙率0.01500。该混凝土表面粗糙度表征方法合理，以期为水泥砂浆及混凝土表面粗糙度估算提供新途径。     

低速重载盾构减速器传动设计与分析

为实现盾构刀盘主驱动重载齿轮箱国产化,设计一种重载三级行星减速器,解决盾构核心部件自主可控国产化问题。基于盾构刀盘主驱动原理与使役条件,设计NGW三级行星齿轮传动装置;进而,建立三级行星齿轮传动系统多体接触模型,解析计算各级行星齿轮传动系统啮合刚度,并基于非线性静力学、接触力学研究减速器行星齿轮传动系统多齿接触状态。分析结果表明,盾构刀盘主驱动重载三级行星齿轮传动均满足强度设计要求,时变啮合刚度符合理论,为盾构核心部件自主可控奠定理论基础。     

装载机变速箱齿轮的动态优化设计

本文将一对相互啮合的渐开线圆柱齿轮简化为一个双质块双弹簧振动模型。根据此模型，计算出齿轮副的等效啮合刚度，然后以振动最小为优化目标，对装载机变速箱的高速级斜齿轮传动进行动态优化设计，得到满足实际需要的最优化参数。     

齿轮传动效率比较分析

通过齿轮传动啮合效率的计算与试验结果的分析,归纳出啮合效率与齿面摩擦系数存在线性关系;并对影响齿面摩擦系数的各种因素和简化计算方法进行了探讨。     

混凝土表面粗糙度对桩土接触面剪切特性影响试验研究

桩侧表面粗糙程度是决定桩土接触面力学特性的主要因素之一,其对桩侧摩阻力的发挥具有重要影响。为研究桩侧表面粗糙度对桩土接触面剪切特性的影响,制作不同粗糙度的混凝土板模拟桩侧表面,并给出了混凝土表面粗糙程度计算方法。采用大型室内剪切系统,依次在不同法向应力下进行剪切试验,从剪应力-剪切位移关系、剪胀性和接触面抗剪强度三方面对接触面力学特性进行分析。结果表明:接触面剪应力-剪切位移曲线大体呈折线型,存在较为明显的应变软化现象。表面粗糙度越大,剪应力峰值越高,不同粗糙度界面达到剪应力峰值强度所对应的剪切位移变化不大。在法向应力较低时接触面有剪胀现象发生,随着粗糙度的增大,剪胀现象越明显;法向应力较高时则出现剪缩。接触面抗剪强度及残余剪切强度均随着表面粗糙度的增大而增大。根据试验结果建立的接触面力学参数与混凝土表面粗糙度关系式,可为进一步研究预制抗拔桩承载力发挥机理提供参考。     

粗糙接触界面超声非线性效应的概率模型

提出描述粗糙接触界面超声非线性效应的概率模型,利用分段均匀概率函数描述粗糙接触界面劲度系数变化,结合表面粗糙峰的几何分布特征,得到界面粗糙度和两侧表面相对运动对声波的非线性调制作用。实验观测了铝合金材料的粗糙接触界面的高次谐波现象和阈值现象,进一步分析了归一化非线性参数与界面加载压力、粗糙度之间的关系。实验测量结果与概率模型的理论预测一致,证明了该模型的正确性,为利用超声非线性效应评价粗糙接触界面提供了理论依据。     

渐开线直齿轮弹流润滑数值分析及摩擦系数的研究

高速重载齿轮的载荷变化范围大,齿间润滑对其啮合过程的影响较大,包括在啮合过程中油膜厚度和油膜压力等因素,但在分析时其数值计算的难度也很大,为了提高计算的稳定性,本文采用多重网格法来求其数值解,得出了一对齿瞬时接触区的油膜厚度和油膜压力分布,并通过进一步计算,得出了一个啮合周期内的最小油膜厚度。摩擦系数是齿轮传动的重要参数,对齿轮的啮合效率有重要影响,本文结合弹流润滑理论,得出一个周期内摩擦系数的数值解,并考虑了转速的影响,得出了在不同转速下的摩擦系数曲线。     

高压磨料水射流加工参数对石材表面粗糙度的影响

本文分析了高压磨料水射流加工石材时,水射流压力、靶距、切割速度和磨料流量等加工参数对加工表面粗糙度的影响。结果表明:当水射流压力增大时,石材表面粗糙值度先减小后增大;当靶距增加时,表面粗糙度增大;当切割速度增加时,表面粗糙度增大;当磨料流量增加时,表面粗糙度减小。     

粗糙度对CFRP 混凝土界面剪切黏结性能的影响

针对3种强度、6种界面粗糙度的54块混凝土试件,采用单向剪切试验,研究了表面粗糙度对碳纤维增强复合材料(CFRP)-混凝土梁界面黏结性能的影响.结果表明:6种界面中,粗糙度为0.44的混凝土试件界面黏结性能最佳,CFRP-混凝土的极限荷载和黏结强度较粗糙度为0.25的试件分别提高36%~51%,124%~221%;粗糙度对混凝土界面有效黏结长度影响较大,与现有模型中的有效黏结长度计算值相比,考虑粗糙度和黏结树脂后的有效黏结长度最高可提高273%;6种界面的有效黏结长度随粗糙度的提高,总体呈现减小趋势;粗糙度为0.25~0.44的混凝土界面τ-s曲线在脆性区域上的刚度相差无几,界面越粗糙,脆性区间越短;进入塑性阶段后,6种界面的CFRP-混凝土梁黏结滑移曲线均以不同斜率下降,最终以0.04~0.35mm的滑移值剥离破坏.     

基于分形理论构建随机粗糙节理模型的方法研究

粗糙节理三维形貌特征是影响岩体沿节理面剪切力学性质的关键因素。采用3D扫描方法重构巴西劈裂试验得到的砂岩张节理表面形貌模型。根据粗糙节理表面统计自相似性质,引入地形学领域广泛应用的随机分形数字高程模型生成方法,通过调节不同的随机参数d,采用"菱形–正方形"算法迭代生成一系列不同形貌特征的分形粗糙表面数字高程模型,并将其与天然砂岩张节理进行形貌特征比较。采用三维盒维数法计算天然砂岩张节理以及随机构建的分形高程模型的分形维数,并基于选定的剪切方向统计2种模型的视倾角统计分布规律。分别以分形维数以及视倾角统计分布标准差为表征粗糙模型三维形貌特征的参数,确定了该天然张节理的形貌特征参数对应的粗糙度水平符合随机参数d=2~3 mm范围的分形高程模型的粗糙度水平,验证了基于分形理论构建随机数字高程模型的方法在模拟构建粗糙节理表面模型方面的可行性。     

基于系统变形对减速机输出齿轮修形量的分析及优化

液压挖掘机回转减速机输出齿轮因悬臂结构和回转支承轴线偏斜而引起的与回转支承内齿圈的干涉,是导致齿面破坏的重要原因。本文以液压挖掘机回转减速机输出齿轮为研究对象,综合考虑回转支承轴线偏斜和回转减速机输出齿轮悬臂结构而引起的啮合齿面的干涉影响,采用对输出齿轮的齿顶、齿面梯度减薄的方法消除齿面干涉,改善啮合质量;定量地分析了啮合副外部边界条件、齿轮参数和产生的齿面干涉量之间的关系,进而给出了确定输出齿轮齿顶、齿面梯度减薄量的计算方法;并以某回转减速机产品的输出齿轮修形算例与样机测试作为补充,验证了本文所述优化方法的有效性。     

粗糙岩石单裂隙非达西流动的试验和数值模拟研究

采用3D雕刻方式制作了一批具有特定粗糙度的砂岩裂隙样品，结合自行设计的可定量调整粗糙岩石单裂隙开度的装置，实现了在试验中对岩石单裂隙试样开度和表面粗糙度的定量化控制。开展一系列不同流量下的渗流试验，研究了平均开度和表面粗糙度对粗糙岩石单裂隙非达西流动的影响。结果表明Forchheimer方程可以准确的描述裂隙中流体流量与压力梯度间的非线性关系。分形维数是表征岩石裂隙表面粗糙度的有效参数，其增大主要导致裂隙的曲折程度增大而使流动路径变得更复杂，从而促进非达西流动的发生。建立了惯性渗透率与平均开度和分形维数之间的经验定量化模型，通过直接求解Navier-Stokes方程来开展三维粗糙单裂隙渗流模拟，验证了所建立模型的准确性和所开展渗流试验的可靠性。粗糙岩石单裂隙的平均开度越小、表面粗糙度越大则所建立的经验定量化模型预测的结果就越精确。     

时序法周期图理论在齿轮故障诊断中的应用研究

介绍应用时间序列法对齿轮啮合的周期分量（频率）进行检验的原理，按Ｆｉｓｈｅｒ检验原理，列出计算程序框图；并以采集的ＪＺＱ－２５０型减速箱外壳轴承座上的振点的加速度信号，作为时间序列样本，对齿轮的啮合情况进行理论分析与故障诊断，并用实测进行论证；得出了当齿轮啮合频率向下漂移时，啮合副中一齿轮的公法线长度必超出标准值的结论。     

恒定法向刚度条件下三维粗糙裂隙面剪切力学特性EI北大核心CSCD

通过恒定法向刚度边界条件下真实三维粗糙裂隙面剪切试验,研究初始法向应力(0.02~8 MPa)和粗糙度系数JRC(12~18)对裂隙面剪切应力、法向位移、法向应力和表面剪切磨损特征的影响。结果表明:整个剪切过程中,裂隙面法向位移–法向应力拟合关系为一组平行直线,法向边界刚度保持在10.8 GPa/m。随着初始法向应力和粗糙度系数的增加,裂隙面法向应力均逐渐增大,初始剪应力峰值分别增加了6.201~9.974倍和22.70%~55.76%;裂隙面法向位移随初始法向应力的增加逐渐减小,而随JRC的增加,由于剪切过程中沿凸起体的"爬坡效应"趋于显著,剪胀变形逐渐加剧。峰值表面阻力指数随初始法向应力的增加线性减小,而随JRC的变化增加了10.82%~36.46%。随着粗糙度系数的增加,初始剪应力峰值强度包络线变得陡峭;剪切磨损阶段,法向应力–剪切应力路径可通过线性函数较好地拟合,且随着初始法向应力的增加,拟合曲线趋于平缓。二值化计算结果表明试验后裂隙面剪切面积占比随初始法向应力和粗糙度系数分别增加了1.032~1.799倍和8.63%~71.81%,剪切磨损特征趋于显著。     

自升式平台齿轮齿条损伤温度检测方法

基于ANSYS有限元软件建立某自升式平台升降系统齿轮齿条啮合三维有限元模型,分析齿轮齿条啮合过程中轮齿温度场分布。在此基础上,建立磨损、点蚀、裂纹损伤齿轮模型,对比分析损伤齿轮与完整齿轮啮合过程中温度场分布的差异。结果表明:利用高精度红外热像仪可以准确捕捉啮合过程中轮齿温度场分布;温度场检测是自升式平台升降系统齿轮齿条无损检测的一种新方法。     

摩擦力对盾构主轴承齿轮啮合的影响

为了探索盾构主轴承齿轮在工作时的受力情况及变化,对盾构主轴承齿轮的啮合受力情况进行了研究分析,以齿轮啮合接触对为分析研究对象,在Ansys有限元分析软件上建立了盾构主轴承齿轮啮合的有限元分析模型.基于摩擦系数变化的情况下,研究盾构主轴承齿轮啮合时的接触应力和接触变形的影响.本研究可以对提高盾构主轴承齿轮的强度分析、改进和优化设计提供一定的参考依据.     

基于有限元法的点线啮合齿轮动力学模态分析研究

使用ANSYS的未激励齿轮的齿廓、周期变化、APDL语言建立了齿轮系统的虚线网格的参数模态分析模型。采用APDL线性点网格分析表定义了一个特殊的界面,输入参数并自动读取,调用分析仪并执行动态差计算。通过分析固有频率与阶数之间关系来反映点线啮合齿轮动力学模态变化过程,以及通过压力角与阶数之间关系折射出对模态的影响过程。此分析程序的开发对点线啮合齿轮拟态的分析和设计能力奠定了强有力的基础。     

渐开线圆柱齿轮精度设计的研究

齿轮的精度等级、评定指标(检验参数、齿侧间隙、齿坯及箱体的尺寸公差、形位公差与表面粗糙度选择的是否合理,直接影响齿轮传动的四项使用要求,影响机器的质量和使用寿命。本文详细阐述了选择方法、注意事项。