二齿差摆盘式活齿传动的结构与齿形分析

摆盘式活齿传动作为一种轴向活齿传动,具有径向尺寸小的突出特点,但其应用受到自身结构复杂以及载荷与力偶不平衡等因素的限制。本文通过理论计算、建模仿真、作图分析与控制变量等方法,运用Pro/E与MATLAB等软件,对摆盘式活齿传动进行了结构改进与齿形研究。本文在摆盘式活齿传动现有研究成果的基础上,通过理论计算推导出了摆盘式活齿传动的二齿差形式及相应的运动方程与齿形方程,设计出了两相激波器的新结构;对特征零件端齿轮进行了三维建模并对齿面的曲率分布进行了仿真分析,分别研究了曲率沿分度圆柱面的变化情况以及曲率在空间全齿面上的分布情况;通过质点的瞬时圆周运动模型确定了空间全齿面上的齿顶位置,推导出了齿顶处的坐标向量与曲率半径的计算式;研究了平面活齿传动中的顶切现象及原理,由此计算出了二齿差摆盘式活齿传动中顶切的边界条件;用控制变量法分别分析了分度圆半径、传动比、振幅及活齿半径等参数对齿形的影响情况,运用相对偏差的概念在同一坐标系中研究了各参数对齿形的影响程度的大小。研究发现,二齿差摆盘式活齿传动中端齿轮的实际齿顶点位于分度圆柱面的内部而不在柱面上,四个重要参数的变化如分度圆半径减小、传动比增大、振幅增大、活齿半径增大均将导致齿形收窄变尖并引发顶切,其中前两者的变化实质是改变了齿形的周向分布周期,且影响程度较大,是主要影响因素,而后两者的变化实际上改变了齿形的轴向分布范围。     

焊接金属波纹管机械密封端面径向振动特性研究

焊接金属波纹管机械密封是轴类密封的重要类型之一,而密封端面振动特性是泄漏量和端面磨损的关键影响因素。由于目前针对焊接金属波纹管机械密封端面振动位移相关理论研究较少且没有具体分析各工作参数对端面振动的影响。首先,作者建立了端面密封环的几何模型和极坐标下端面所受表面压力以及分布力矩的数学模型;采用圆环理论和数值分析方法,推导出受谐波形式载荷条件下端面振动位移的求解公式。然后,利用MATLAB求解出密封端面在不同工况条件下轴向振动和径向振动位移特解。发现在相同的工况条件下径向振动位移均大于轴向振动位移。最后,设计了径向振动试验,利用电涡流传感器测量密封端面径向振动位移,分别探究了介质压力、工作转速、载荷系数和压缩量对径向振动位移的影响。结果表明：工作转速和压缩量对径向振动位移影响较大,介质压力和载荷系数对径向振动位移影响趋势相同。径向振动位移随着转速的增大而急剧增大;随着压缩量的增加先缓慢增大后迅速增大;随着介质压力的升高、载荷系数的增大,径向振动位移先减小后增大。对比理论计算和试验结果,验证了密封端面振动位移数学模型的正确性。优选出合理的工作参数范围为：介质压力为0.4～1.4 MPa,工作转速为1 500～2 500 r/min,载荷系数K为0.60～0.75,压缩量为4～6 mm。     

反向式行星滚柱丝杠承载分布及寿命分析

反向式行星滚柱丝杠是一种承载能力强,精度高、寿命长的直线传动机构。目前国内外对该机构的研究较少且不能综合分析不同承载条件下各结构参数对载荷分布及疲劳寿命的影响。因此,作者建立了其载荷分布、轴向变形和寿命的计算模型。在柱面坐标系中分别建立丝杠、滚柱和螺母的曲面方程;利用曲面啮合理论求出IPRS一个节距内滚柱分别与丝杠和螺母的啮合点;依据曲面方程和啮合点位置,利用赫兹接触理论建立啮合面接触变形的精确计算方式。根据赫兹变形、组件轴向变形及螺牙变形的几何关系建立载荷分布计算模型,并依据该模型得出特定参数下IPRS承载端的轴向变变形;依据求出的载荷分布、基于Lundberg-Palmgren方程建立寿命评估模型。将承载端轴向变形计算结果与实验数据对比,验证了该模型的准确性。针对关键参数于IPRS性能的影响进行分析,结果表明：载荷分布主要受螺牙数目、滚柱数目和螺旋角的影响,偏载率随着三者增加而增大;轴向刚度受滚柱数目、螺牙数目、螺旋角和螺母外径影响较大,其随滚柱数目和螺母外径的增大而增大,随螺牙数目和螺旋角的增大先增大后减小;接触疲劳寿命受滚柱数目、牙型半径、螺牙数目和接触角影响较大,其随着滚柱数目、牙型半径、螺牙数目的增大而增大,随着接触角的增大而减小。     

双坐标电液数字位置的普通开关阀控制系统的研制

介绍了四轴双坐标自动控制生产设备的研制过程,该设备的工作机构采用两个单活塞杆双作用缸机构驱动,由普通开关阀（即定值液压阀）组成的往复等速液压回路控制,并由转角编码器将角位移脉冲信号反馈给计算机,实现了双坐标电液数字位置控制。该控制系统工作稳定可靠、控制准确,并已成功用下生产。     

大型汽轮机油涡轮参数化设计模型与特征属性

润滑油系统是保证汽轮发电机组正常运行的重要组成部分,而油涡轮则是600 MW及其以上大容量机组润滑油系统的核心部件,目前国内大多采用技术图纸引进方式进行制造,而对其内部流动机理与设计方法研究较少.在分析油涡轮部件的基本结构与工作原理的基础上,通过借鉴径流式与冲动式涡轮的设计理论,提出了基于速度三角形与冲量定理建立的油涡轮基本原理模型、特征方程以及关键影响因素,利用经过精度验证的水力性能数值试验模型验证了其正确性,并以此为基础,建立了油涡轮的参数化设计模型,找出了油涡轮的固有属性,为油涡轮的设计提供了相关设计准则.     

机械故障诊断中的声发射信号处理方法研究

由于声发射换能器的输出信号经过硬件滤波后还含有大量的噪声信号,而且其频谱可能和噪声信号的频谱重叠,因此提取能反映实际物理状态的信号是声发射检测工程应用的关键技术之一.设计了自适应噪声对消器,以消除环境噪声的干扰,再通过数字带通滤波以进一步抑制不需要的信号.在声发射信号的处理中使用了时频分析工具-小波包,将信号在不同尺度上分解,以便确定信号在奇异点处的时频特征信息.     

Al-Mn-Fe-Si亲水箔的高温拉伸变形研究

从室温～573K的不同温度下,对翅片铝箔进行拉伸变形研究.研究发现,随着拉伸变形温度的升高,试样的强度降低,延伸率升高,当拉伸变形温度超过473K以后,延伸率上升速度较快,出现了超塑性现象.翅片铝箔的力学性能敏感性最大的拉伸变形温度为493～573K,与翅片铝箔最终退火温度508～528K,亲水处理的固化温度473～533K处于同一区间.结果表明:翅片铝箔在亲水处理过程中,其张力应控制在19MPa以下,否则会造成翅片铝箔性能的改变.     

ECAP工艺细化铁基形状记忆合金研究

研究等通道转角挤压（equal channel angular pressing，简称ECAP）技术细化Fe基形状记忆合金。研究结果发现，300℃下Fe-17．8Mn-4．73Si-7．80Cr-4．12Ni（wt％）第一道次挤压力为78kN，与理论计算值70．6kN接近；第二道次挤压力上升明显，达到240kN。金相观察显示挤压后的合金晶粒沿剪切方向拉长，TEM分析显示700℃退火30min后再结晶形成0．3μm左右细小晶粒，与未挤压试样相比晶粒明显细化。ECAP挤压极大的提高了材料的力学性能，屈服强度由未挤压时220MPa提高到挤压后的890MPa；挤压后退火的合金恢复率略有提高，在预变形ε=6．5％时，获得η=74％的形状恢复率。     

基于多层动态索引的相似炉型检索方法研究

针对炉型设计涉及的原始数据量庞大,合理炉型的界定范围广,界限模糊等问题,提出应用基于实例的推理方法辅助炉型初始方案的生成.分析了高炉炉型设计的特征属性,并建立了层次结构,针对其特征索引较多,权重系数小,检索效率低等问题,建立一种多层动态索引策略来改进传统的最近邻法,实现了炉型初始设计方案的智能生成.从而提高了相似实例检索的准确性和有效性,为后续对比调整提供了具有可比性和高参考价值的设计方案.     

生物力学等效仿真软质材料超声测量方法的分析与研究

针对生物力学等效仿真软质材料的特点,在对超声传播性质及其检测原理进行分析研究的基础上,提出了生物力学等效仿真软质材料的超声检测方法,设计了超声测量等效仿真软质材料力学性能的测试分析系统,并对3种不同密度的等效仿真材料的声速,弹性模量和声衰减等参数进行了测算,在基于Labwindows/CVI和MATLAB的平台上对超声回波信号进行了分析处理,实现了生物力学等效仿真软质材料的超声测量.最后对仿真材料的力学性质与超声回波信号之间的关系进行了分析,结果证明了所提方法的可行性.