冷滚轧渐开线花键成形原理及理论误差计算分析

通过对冷滚轧渐开线花键加工原理分析，按照空间啮合原理，建立了花键齿面三维数学模型，揭示了花键冷滚轧过程中滚轮和工件之间运动规律。针对花键的齿形误差和齿向误差，按照误差计算原理，得出了计算结果及其随安装角改变的变化规律。并对花键成形原理进行分析，指出了花键的成形方法为范成法。为正确设计滚轮奠定了基础。     

摩擦提升机的虚拟样机研究

钢丝绳传动特性是摩擦式提升机设计一个重要的考虑因素.为了研究摩擦提升机提升过程中钢丝绳的动力学特性,为安全运行提供保证,通过虚拟样机技术及其支撑软件ANSYS和RecurDyn,利用相对节点法建立了钢丝绳的多体动力学仿真模型,构建了简化后的摩擦式提升机虚拟样机仿真模型.通过对摩擦提升机虚拟样机的仿真分析,获得了仿真模型的运动学、动力学特性数据,得到了与理论分析相吻合的结果.为设计经济、可靠的多绳摩擦提升机系统提供了有力的工具和实现方法,还可以推广应用到其他挠性传动的分析.     

3-RRRT并联机器人位置正向求解研究

研究一种3-RRRT型并联机器人机构的运动学正向求解方法。根据3-RRRT型并联机器人机构特点以及关节运动的取值范围，提出了以并联机器人支链中支杆的方向余弦和动平台绝对位置坐标为系统的广义坐标的方法，并详细地推导了3-RRRT型并联机器人运动学模型，通过进一步消除中间变量的方法最终获得了易于正、逆运动学求解的只包含3个驱动关节坐标与动平台3个绝对位置坐标的约束方程组。最后，运用基于Moore—Penwse广义逆的牛顿迭代格式编制了MATLAB运动学正向求解程序，并进行了运动学正向求解数值仿真，结果表明求解程序快速有效。     

螺栓预紧力的球磨机筒体应力有限元分析

球磨机是在建材、冶金和选矿等许多行业中广泛使用的一种机械。球磨机筒体隔舱之间通常采用螺栓联接,螺栓预紧力对筒体强度有重要影响。针对φ(7.32×11.28)m溢流型球磨机,在考虑螺栓预紧力影响的情况下,采用现今比较成熟的有限元方法对球磨机筒体进行实体建模,通过采用直接加载法、等效应变法和不考虑螺栓预紧力等三种方法施加螺栓预紧力并进行计算分析,将三种方法的计算结果与实验结果进行对比,研究了考虑施加螺栓预紧力对于筒体模型计算结果的影响。     

非平衡磁控溅射La-Ti/WS2 自润滑薄膜的摩擦磨损行为

要满足航天器机械转动部件在恶劣工况下的工作,需研制高硬度、低摩擦系数的固体润滑薄膜。采用非平衡磁控溅射法分别制备了纯WS₂薄膜、Ti掺杂WS₂复合薄膜和La-Ti掺杂WS₂复合薄膜。分析了薄膜的微观形貌、成分、硬度和摩擦学性能。结果表明,与纯WS₂薄膜和Ti/WS₂复合薄膜相比,La-Ti/WS₂复合薄膜的微观结构更加致密。La-Ti/WS₂复合薄膜的硬度H和弹性模量E也显著提高。此外,La-Ti/WS₂复合薄膜的摩擦系数减小,并且H/E比值增大,La-Ti/WS₂复合薄膜的磨损率降低。结果表明,La的掺杂有助于在摩擦接触表面形成稳定的转移膜,提高La-Ti/WS₂复合薄膜的耐磨性和承载能力。     

磁控溅射（AlCrNbTiVCe）N涂层的高温摩擦学机理

高熵合金涂层作为航空发动机轴承防护涂层有重大的潜在应用价值,鉴于其服役环境日益严苛复杂,进一步提高涂层的高温摩擦学性能是十分必要的。通过非平衡射频磁控溅射技术制备含Ce元素的（AlCrNbTiVCe）N涂层,利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱仪（XPS）表征涂层磨损后的微观形貌、物相和价态,用纳米压痕仪、球盘式摩擦磨损试验机测试涂层的力学性能和摩擦学性能,探讨Ce对涂层微观结构、高温稳定性和摩擦磨损的影响与机制。结果表明,（AlCrNbTiVCe）N涂层主要由多元金属氮化物和单质Ce相组成。引入Ce元素改善了涂层组织结构,提高了高温抗软化能力,有助于涂层摩擦磨损性能的改善。与不含Ce的涂层相比,500℃下（AlCrNbTiVCe）N涂层的摩擦因数和磨损率分别下降27.5%和45.6%,其氧化磨损占主要磨损机制。该涂层高温摩擦学性能的提升主要是由于高温摩擦过程中涂层表面生成了氧化铈,增强了高温稳定性;氧化铈具有润滑特性,起到了减磨耐磨作用。在磁控溅射制备高熵涂层中,引入稀土元素,可为提高涂层高温摩擦学性能的提供借鉴。     

稀土Ce共溅射沉积(AlCrNbTiVCe)N涂层的高温摩擦学性能

研究了稀土Ce与AlCrNbTiV高熵合金磁控共溅射(AlCrNbTiVCe)N涂层500℃下的摩擦学性能。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)表征涂层的表面形貌、成分、物相和价态。通过纳米压痕仪、球盘式摩擦磨损试验机和白光干涉三维形貌仪测试涂层的力学性能和摩擦学性能。结果表明采用磁控溅射技术可以制备出性能良好的(AlCrNbTiVCe)N涂层,Ce的引入改善了涂层微观组织和结构,增强了涂层的硬度,提高了涂层的抗塑性变形能力和抗弹性变形能力,进而使涂层具有良好的摩擦磨损性能。在室温下(AlCrNbTiVCe)N涂层的摩擦因数和磨损率与未含Ce的(AlCrNbTiV)N涂层相比均显著降低,其磨损机制为轻微的磨粒磨损和粘着磨损;在500℃下(AlCrNbTiVCe)N涂层具有比室温下更低的摩擦因数,其磨损机制以氧化磨损为主,这是由于涂层表面存在CeO₂,起到了改善涂层摩擦性能的作用。在磁控溅射工艺中引入Ce元素,可以获得摩擦学性能优良的(AlCrNbTiVCe)N涂层。     

电沉积方式对 Ni-ZrO2 纳米复合镀层耐腐蚀性能的影响

目的改善Ni-ZrO2纳米复合镀层的耐腐蚀性能。方法分别采用普通电沉积、旋转阴极电沉积、超声电沉积和超声-旋转阴极电沉积四种方式制备Ni-ZrO2纳米复合镀层,分析镀层的ZrO2含量和微观形貌,研究镀层的耐腐蚀性能。结果普通电沉积镀层的ZrO2含量高,但晶粒粗大,组织不够致密,腐蚀速率高,腐蚀后的微观表面存在很多大的腐蚀坑洞。旋转阴极和超声辅助电沉积的镀层ZrO2含量较低,但晶粒有所细化,耐腐蚀性能提高。超声-旋转阴极电沉积的镀层ZrO2含量最低,但晶粒细化程度最高,组织致密度也最好,腐蚀速率低,表面腐蚀特征不明显。结论超声场和旋转阴极都会影响镀层的组织结构和ZrO2含量,超声波和旋转阴极协同作用下的效果最为显著,制备的纳米复合镀层耐腐蚀性能最好。     

轴承滚子不平衡量测试方法

针对轴承滚子质量小、不平衡量小、驱动难度大的特点,提出了采用激光在共振区测量滚子不平衡量的方法,很好地解决了依据不平衡量分检滚子的问题。建立了摆架的动力学模型,对摆架动力学特性进行了分析。并设计了测试系统,对该方案的可行性进行了验证。     

花键冷滚轧成形的有限元模拟

利用弹塑性有限元理论,借助商用分析软件ANSYS/LS-DYNA,通过数值模拟,实现了花键冷滚轧成形过程的可视化。根据花键成形过程的模拟结果,揭示了应力、应变的变化情况。所得结果为改进设计提供了定量依据,同时也为深入研究花键冷滚轧成形机理奠定了基础。