煤矿救援机器人可折展水弹轮式结构分析与优化

设计了一种适用于煤矿井下救援机器人的水弹轮式结构,以提高救援机器人在复杂条件下的工作可靠性和非结构化环境下的适应性。提出以平行四边形为基本单元的水弹轮式结构径向运动学建模方法,研究不同基本单元水弹轮式结构的承载特性。基于连续介质损伤力学理论对轴向压缩载荷下平行四边形水弹轮式结构的疲劳寿命进行预测,以折展比为约束条件,以极限承载力、疲劳寿命作为评价函数对关键设计参数进行多目标优化。研究结果表明,在质量相同情况下平行四边形水弹轮式结构具有较好的极限承载力,优化后平行四边形水弹轮折展比、极限承载力、裂纹萌生疲劳寿命分别提高15.8％、40.7％、55.4％,水弹轮式结构的工作可靠性得到提高,实际疲劳寿命破坏区域与理论计算结果一致,试验结果验证了分析过程的准确性和优化方法的有效性。     

斗轮堆取料机回转支承螺栓连接疲劳寿命分析

常规螺栓连接中,螺栓承受的预紧力和工作载荷是拉力,而斗轮堆取料机回转支承联接螺栓承受轴向压力而产生压缩,轴向工作载荷和变形不同于常规螺栓连接。本文在对受偏心轴向压力的回转支承高强度螺栓群进行受力分析的基础上,对螺栓群疲劳寿命进行了分析。     

基于修正L-P模型的轮毂轴承载荷分布与弯曲疲劳寿命分析

以第三代轮毂轴承为研究对象,推导了弯矩作用下滚动体与内滚道、外滚道的接触变形与接触载荷,提出了更为准确的接触载荷分布计算模型,分析了不同工况下轮毂轴承内部接触载荷和接触角的周向分布规律。在轮毂轴承内部载荷分布的一次修正基础上,考虑不同位置角的滚道材料和滚动体的接触疲劳,利用乘积定律进行统计处理,得到了第三代轮毂轴承疲劳寿命的修正L-P模型。结合ISO281—2007寿命修正计算方法,针对润滑现象进行二次修正,得到了经过润滑修正的第三代轮毂轴承疲劳寿命模型。利用旋转弯曲疲劳试验机进行了轴承的弯曲疲劳试验,试验结果显示,该疲劳寿命模型计算得到的理论值与试验值的误差在10%以内,验证了模型的正确性。     

轿车轮毂轴承载荷分布数值求解与分析

在考虑接触角的变化和轴向预载荷影响的前提下,基于静力学分析方法建立两自由度的数学模型,介绍了精确求解轿车轮毂轴承载荷分布的数值方法,同时系统分析了侧向加速度和轴向预载荷对载荷分布的影响.轮毂轴承在合适的轴向预载荷状态下工作,可以获得最大的疲劳寿命.     

谐波齿轮传动柔轮的应力和疲劳强度分析

柔轮的工作应力和寿命决定了整个谐波减速机的传动性能,对柔轮的应力和疲劳强度的研究,有利于提高谐波传动精度和柔轮使用寿命.从理论的角度计算了某型号谐波齿轮减速机的杯型柔轮空载下的应力峰值和负载时柔轮的疲劳安全系数,利用Inventor建模和ANSYS Worbench仿真软件验证了计算结果的可靠性,得到了柔轮最大等效应力...     

差载轴承用于汽车轮毂轴承的设计及其可靠性研究浅析

为了不断提高轴承的寿命与精度,目前轴承所使用的材料、设备、工艺都有了飞跃的发展.轴承加工单位在不断提高这些加工精度与研发材料达到某个极限时,不得不从轴承设计角度上对通用轴承进行创新.由于“差载轴承”属新型轴承产品,尚无详细的寿命及其精度方面的理论分析,以汽车轮毂轴承为主要事例,就该新轴承相对传统结构的轴承,有效提高了寿命与极限转速,做了表浅性研究分析,为行业提供参考和借鉴.     

转盘式双卷筒卷取机大转盘的有限元分析

分析了转盘式双卷筒卷取机大转盘的受力情况,得出大转盘轴承孔的径向载荷分布,用ANSYS软件建立了大转盘的有限元静力学模型,在4种工况下进行了有限元计算,并对大转盘的强度和结构刚度进行分析评价,为自主研发设计该类型卷取机提供了相应的理论和方法。     

某铸造起重机走行车轮组轴承寿命计算方法的研究

通过同时考虑负荷系数的修正,润滑、污染程度、偏心载荷及安装不当等因素的影响,对某炼钢厂铸造起重机大车运行机构车轮组的轮压和侧向力进行计算分析,提出了一种新的轴承寿命计算方法,并对其验证。计算表明文内提出的计算方法,能精确的计算轴承的使用寿命,并能为轴承的工程应用提供理论基础。     

轿车轮毂轴承耐久性试验载荷谱的研究

为了制定轿车轮毂轴承耐久性试验的载荷谱,在建立轿车动力学模型的基础上,分析了轿车轮毂轴承受载的情况。根据实际轿车的一般行驶状态,制定出了轿车行驶的循环周期,基于我国路况特点,确定出了在每个循环周期内每种行驶状态所占的比例。针对一个周期内不同行驶状态轮胎所受的力不同,从而制定了轮毂轴承的试验载荷谱,分析结果表明,该方法对轮毂轴承加载方式的研究具有指导意义。     

Study on Rolling Contact Fatigue in Hydrogen Environment at a Contact Pressure below Basic Static Load Capacity

A method to determine the shoulder height in an angular contact ball bearing using a 3D contact analysis is proposed. The load analysis was performed by calculating the distributions of internal loads and contact angles for each rolling element. From the results of the bearing load analysis and the contact geometry between the ball and raceways, 3D contact analyses using an influence function were conducted. The algorithm developed was applied to an angular contact ball bearing for an automotive wheel. The effects of axial load on contact pressure at the inner and outer raceways were evaluated and the critical axial loads in the present shoulder height were calculated. The critical shoulder heights were also determined when the bearing was subjected to a practical load for a steel ball bearing. The proposed methodology is generally applicable for the purpose of reducing the material cost and improving the efficiency of the bearing design process.     

载人月球车车轮设计及基于弹性车轮轮壤相互作用的力学模型研究

针对目前月球车车轮难以适应载人运输的需求,设计一种具有轮毂轮辋滑槽机构的金属丝编织筛网式的载人月球车车轮,用来保证车轮的更换便易性及减振抗冲击性。对筛网轮在月壤上行驶的过程建模,验证模型的准确性后,与同等尺寸的传统刚性轮进行对比,表明所设计的车轮结构轻便,比有轮棘刚性轮具备更好的减振抗冲击性;同时其依靠自身的弹性变形增大与地面的接触面积从而比无轮棘刚性轮具有更大的牵引力。对一般弹性车轮的轮壤相互作用应力分布模型进行改进,引入斜率因子以反映车轮的变形,在1 000 N与1 500 N的载荷下及滑转率为0.2时,把改进模型计算得到的挂钩牵引力与仿真输出值进行对比,相对误差不超过15%。引入牵引系数对所设计车轮在不同载荷下的行驶通过性评估,根据可决系数拟合出牵引系数-载荷曲线,建立拟合方程,近而对提高车轮的行驶通过性进行最佳载荷评估。     

新型推力滚子轴承的强度计算

对新型轴承的结构特点作了简单介绍,计算了各零件在工作寿命期间承受接触应力的循环次数,推导出了圆锥滚子轴承的接触应力、疲劳强度和静载强度的计算公式。同时又对滚子端面的小型推力球轴承推导出接触应力、疲劳强度和静载强度的计算公式。     

排粉风机轴承改造

介绍了电厂排粉风机在轴承改型中的实际应用，根据轴承的寿命理论计算公式，分析了轴承改型使用的理论及实际应用的合理性。     

轴线不平行度对人字齿轮齿面啮合性能的影响分析

人字齿轮传动由于加工安装误差、轴承支撑布置无法对称等条件,不可避免会产生轴线的微量不平行。因人字齿轮齿宽较大、啮合刚度高、标准渐开线齿面线接触等特点,微量的轴线不平行度就会导致严重的齿面偏载,影响齿轮传动的平稳性和可靠性。因此,采用了小轮较大轴向浮动的轴承支撑结构,并研究了小轮轴向浮动的人字齿轮齿面承载接触仿真(LTCA)方法,通过大、小轮轴向固定和小轮轴向浮动两种不同轴承支撑结构的仿真比较,说明小轮轴向自位浮动可以有效改善齿面偏载,为人字齿轮传动系统的设计提供了参考。     

负游隙对特大型双排四点接触球轴承载荷分布的影响

给出负游隙双排四点接触球轴承接触载荷分布的计算模型。采用Newton–Raphson法计算了某型号双排四点接触球轴承在联合载荷时不同负游隙下的接触载荷分布情况,分析负游隙与轴承接触载荷分布的关系,并与经验公式的计算结果进行对比。结果表明：计算模型正确合理。随着负游隙绝对值增大,发生4点接触的钢球数越多,直到所有钢球都发生4点接触;轴承中最大接触载荷随负游隙绝对值的增大先减小后增大。双排四点接触球轴承上排钢球与滚道接触的最大接触载荷比下排球与滚道接触的最大接触载荷大。     

斜盘式轴向柱塞泵转子系统动态特性分析

以滑靴副和配流副为切入点,明确了柱塞泵转子与壳体之间的作用关系;进一步借助转子动力学和有限元方法,分析了斜盘式轴向柱塞泵转子系统的动态特性。在考虑柱塞泵转子系统中柱塞-滑靴组件的非对称分布的基础上,建立了柱塞泵转子有限元模型,使用结构载荷代替转子与壳体间的作用关系,对柱塞泵转子和壳体进行切分,计算了柱塞泵转子所受的稳态激励;基于所建模型计算了柱塞泵转子的瞬态响应,分析了转子轴承刚度特性对响应结果的影响。得到了柱塞-滑靴组件对柱塞泵转子的偏心作用可等效为一恒定偏载这一规律,确定了轴承刚度变化对转子响应的频率成分影响,为进一步计算柱塞泵壳体的结构振动响应和壳体结构优化奠定了基础。     

径向力和弯矩联合作用下滚子轴承的刚度计算

滚子轴承在径向力和弯矩联合作用下的承载情况极为复杂，其刚度计算也更为困难。为了建立我国航空发动机滚子轴承的寿命评价体系，在考虑弹性流体动力润滑状态的情况下，提出了航空发动机高速滚子轴承的一种实用刚度分析方法，利用该分析方法对某航空发动机主轴承在复杂载荷作用下的刚度特性进行了分析。实例计算验证了理论分析的正确性。     

非驱动轮毂轴承单元法兰盘轴颈静强度计算及试验

针对轮毂单元静强度计算及试验验证问题,根据第三代非驱动轮毂轴承单元的受力情况,提供了一种用CAE仿真分析方法以外的简便数值分析计算方法,即在车辆受到侧向1.2 g的临界侧向加速度下,将轮毂轴承单元受到的外部径向力和轴向力,通过轮毂轴承单元内部受力分析,转化为轴承内部双列滚道的两个载荷中心的径向力和轴向力;并将轮毂轴承单元法兰盘内侧受力轴颈简化等效为实心悬臂梁的处理方法,来计算法兰盘轴颈静强度;并用侧向静强度试验方法,通过构建适当的试验方案,来验证轮毂轴承单元法兰盘静强度,为设计优化提供简便的分析验证方法。研究结果表明,该简化模型计算结果能够与侧向静强度试验结果保持一致,为笔者利用简化计算方法来简便快速地定量选取轴径和轴颈r角大小提供了可能;该方法计算简便有效,结果可靠。     

第三代轮毂轴承游隙的分析与检测

为解决第三代轮毂轴承负游隙难以直接获取的问题,将第三代轮毂轴承游隙的间接测量方法与角接触球轴承轴向载荷-位移关系相结合,开展了轮毂轴承游隙与预紧力的分析,建立了卸载力与预紧力之间的关系,提出了装配件和装车件状态下轮毂轴承游隙的计算方法;在利用加载机构模拟锁紧力的基础上,设计了一种能应用于三代驱动和非驱动轮毂轴承的游隙检测方法以获取轮毂轴承游隙.研究结果表明,第三代轮毂轴承的卸载力与预紧力之间存在线性关系,不同初始游隙的轴承在相同锁紧力矩下导致的轴向位移趋于一致.     

考虑油膜润滑的轮毂轴承弯曲疲劳寿命预测与分析*

为精确分析预测某型轿车轮毂轴承的弯曲疲劳寿命,考虑轴承工作状态下游隙与油膜厚度的关系,以及温度对游隙和油膜厚度的影响,结合点接触弹流油膜厚度计算方法,精确计算其最小油膜厚度值;根据ISO提供的对Lundberg-Palmgren寿命模型修正方法,计算油膜参数和润滑剂黏度比,从而确定修正系数,建立改进的寿命模型。为了验证改进模型的正确性,使用旋转弯曲疲劳寿命试验机进行疲劳试验,试验结果在误差合理区间内,证明研究模型的可靠性。建立轮毂轴承载荷分布分析模型,讨论中心距对最大滚动体载荷的影响,研究轮毂轴承的疲劳寿命在不同纯弯矩载荷和不同车速下随中心距的变化规律。结果表明：弯矩载荷是影响疲劳寿命的主要因素,增加中心距可以延长轴承寿命;轴承润滑条件与轴承转速有关,在一定范围内,转速越高,其内部润滑越充分,使用寿命越长。