新型锥齿轮-滚轮平盘式无级变速器摩擦效率及温度场研究

针对摩擦式无级变速器摩擦生热和温度场的研究，以自行设计的新型锥齿轮-滚轮平盘式无级变速器为例，对传动过程中的滑移率、功率损失和摩擦效率进行理论研究，并用ANSYS软件对滚轮平盘摩擦生热温度场进行仿真分析。结果表明：随着转速的提高滚轮和平盘的温度上升，随着压紧力的增大，摩擦功率损失提高，摩擦效率降低；压紧力的提高，滑动速度会随之增大，产生更多摩擦热，同时也会增大接触面积，摩擦发热的面积更大，因此对温升影响更明显；新型锥齿轮滚轮-平盘式无级变速器具有较高的摩擦效率，其摩擦升温也较小。     

点接触弹流润滑性能及应用分析

牵引式无级变速器的传动零件间处于点接触状态，在某一传动比时，相对自转速度为零。本文研究了该状况下各种工况参数如滑动率、滚动速度和载荷等对点接触的弹流润滑性能的影响。研究表明：随着滑动率的增大，摩擦因数增大，油膜最大温升增大；在相同滑动速度下，随着滚动速度的增大，油膜厚度增大，但摩擦因数减小；随着载荷的增大,油膜厚度减小,摩擦因数增大，油膜最大温升增大。     

渐开线齿轮传动齿面滑动摩擦耗散功率研究

基于齿轮系统的功能传递原理和摩擦耗散机理,分析了齿轮传动过程中单齿和双齿啮合的特性,求解了齿面滑动速度和齿面法向正压力分配系数,建立了齿轮系统瞬时啮合耗散功率计算的数学模型,并以某NGW型行星齿轮减速器为例计算了组成系统的各对齿轮传动的瞬时摩擦耗散功率和传动效率。结果表明:单齿啮合区齿面滑动摩擦耗散功率较小,双齿啮合区齿面滑动摩擦耗散功率较大;齿面滑动摩擦耗散功率和啮合传动效率具有周期性和时变性,并且具有很大的突变性;外啮合齿轮副齿面摩擦耗散功率大于内啮合齿轮副;各行星轮和中心轮的啮合状态之间的相位关系对瞬时摩擦耗散功率和传动效率影响很大,对行星轮系传动的平稳性有一定影响。     

金属带式无级变速器摩擦功率损失研究

为了提高金属带式无级变速器的传动效率,将金属带组件的功率损失确定为四部分,考虑滑动对功率损失的影响并得出了功率损失计算公式。以传动比分别为0.85、1.00、2.35为例,对各项功率损失进行了计算。分析结果表明,金属块与带轮间的摩擦是造成CVT功率损失的主要原因。总的摩擦功率损失随着传动比的增大而先减小后增大,效率随着传动比的增大而先增大后减小。传动比为1.00时CVT效率最高。     

半环型锥盘滚轮式无级变速器的传动特性研究

分析了半环型锥盘滚轮式无级变速器基本结构、工作原理及在半接触角和摆动角变化时诸如传动比、滑动率、接触区的自转角速度、传动效率、滑滚比、牵引系数等牵引传动特性。研究表明，存在一个半接触角使得无级变速器在整个速比范围内，滑动率较小，自转角速度的绝对值较小，传动效率也较高，滑滚比较小，牵引系数较大，牵引力较小。随着动力滚子半接触角的增大，接触区的压力随着摆动角的增大而减小，传动比会减小，速比范围也有所减小。     

高温下轴向柱塞泵滑靴副干滑动摩擦磨损性能*

采用Rtec摩擦磨损试验机模拟不同温度、载荷和转速等工况,研究轴向柱塞泵滑靴副在高温下干滑动的摩擦学规律。通过试验测得的摩擦因数、磨损体积和借助白光干涉三维表面轮廓仪所测得的表面形貌以及磨痕截面曲线,分析其润滑行为及摩擦磨损规律。结果表明：高温下滑靴副的摩擦因数随温度和转速的增大逐渐减小,随载荷的增大而增大;磨损体积随温度的升高先增大后减小,随载荷的增大逐渐增大,随转速的增大先减小后增大;温度和载荷对高温下磨痕的深度影响显著,转速对磨痕的深度和宽度都有影响。研究表明：在高温条件下,在温度为300 ℃、载荷为50 N、转速为75 r/min工况下滑靴副的减摩抗磨效果最好。     

液黏传动可控启动过程混合摩擦转矩特性研究

为了研究矿用重型刮板输送机可控启动装置中液黏传动可控启动过程混合摩擦阶段的转矩特性，基于雷诺方程建立了油膜承载力和剪切转矩数学模型，并根据G-W模型建立了微凸峰接触转矩模型，最终以刮板输送机实现S形曲线，得到了可控启动过程中摩擦副的承载特性和转矩特性。结果表明，可控启动过程中，摩擦副间油膜厚度按反S曲线随时间增大而减小；摩擦副的承载力和转矩不断增大，其中微凸峰为总承载力和转矩的主要承担部分，并且不断增大，而油膜承载力和转矩则只占据小部分并不断减小。研究结果为可控启动装置可控启动过程转矩特性预测和控制部分设计提供了理论依据。     

基于弹流润滑的无级变速器滑移控制安全区域分析

针对无级变速器滑移模式下传动失效概率增大的问题，基于弹流润滑理论分析了不同传递转矩和相对滑动速度情况下，从动轮摩擦副油膜压力、厚度及其剪切应力变化情况，建立了安全裕度模型，基于油膜极限剪切应力与最大剪切应力计算了摩擦副的安全裕度，并确定了滑移控制的安全工作区域，为滑移控制策略的制定与优化提供了依据。研究结果表明：随着从动带轮传递转矩、相对滑动速度的增大，摩擦副的安全裕度逐渐减小；当传递转矩小于130 N·m时，在所有相对滑移速度范围内均可保证摩擦副油膜处于安全状态;当传递转矩大于130 N·m时，随着相对速度的增大，摩擦副油膜失效概率增大。     

空间用导电滑环真空高低温摩擦力矩特性分析

为研究空间用导电滑环在热真空试验过程中的摩擦力矩特性,根据滑动电摩擦理论和摩擦学理论,从同真空和温度两方面对导电滑环的环-刷摩擦副和轴承摩擦副的摩擦力矩特性进行分析。分析结果表明:真空环境主要影响环-刷摩擦副的摩擦界面特性,造成摩擦副摩擦因数增大,从而导致摩擦力矩增大;高低温环境主要影响轴承的预紧力,在高温环境下影响较小,在低温环境下导致预紧力增大,摩擦力矩显著增大。通过搭建摩擦力矩测试系统,对理论分析结果进行了验证。试验结果表明:真空和高低温环境下滑环摩擦力矩分别约为常温常压下摩擦力矩的1.2和1.4倍;滑环摩擦力矩受轴承摩擦力矩影响较大,环-刷摩擦副对摩擦力矩影响较小。     

齿形联轴器传动效率探讨

齿形联轴器在传动过程中，由于内、外齿啮合面的相对滑动，会引起摩擦功耗。随着联轴器传递的功率日益增大，减小摩擦损失，提高传动效率，成为急待解决的课题。本文阐述了齿形联轴器的运动特点、载荷分布及齿面相对滑动规律；分析探讨了因齿廓形状、偏斜角及转速等因素引起的润滑状态变化；提出了减小摩擦功耗，提高传动效率的措施。     

高温氧气条件下CrNiMo钢的摩擦磨损特性研究

以CrNiMo钢和H96黄铜组成配副,利用QG-700型高温气氛摩擦磨损试验机,研究了高温氧气气氛环境中滑动速度、接触压力等对CrNiMo钢摩擦学特性的影响.采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对磨损表面进行表征.结果表明:在高温氧气气氛中,随着滑动速度和接触压力的增大,摩擦因数逐渐减小,磨损率逐渐增大.在滑动速度和接触压力逐渐增大的过程中,CrNiMo钢的主要磨损机制由粘着磨损转变为氧化磨损.     

摩擦条件对磁轨制动器极靴材料与钢轨材料间摩擦因数的影响

将磁轨制动器极靴用铸造Q235B钢和油淬硬化45钢组成销-盘摩擦副进行摩擦试验,研究了滑动速度(10～100 km·h-1)、法向载荷(10～80 N)和润滑条件(干摩擦、水润滑)对摩擦因数和磨损机制的影响.结果表明:随着滑动速度的增大,摩擦副的摩擦因数均在3s内达到稳定;稳定摩擦因数随滑动速度的增大先增大后减小,但变...     

Al_2O_3连续增强铝基复合材料的干摩擦磨损特性

通过摩擦磨损试验对比研究了含质量分数18%SiC颗粒和不含SiC颗粒的Al2O3连续增强铝基复合材料与NAO(无石棉有机材料)配副的干滑动摩擦磨损行为。结果表明:复合材料在较低的滑动速度(0.628m·s-1)下,最大启动摩擦因数随正压力的增大而降低;在较高的滑动速度(2.512m·s-1)下,最大启动摩擦因数随正压力的增大呈先减小后增大的趋势;正压力一定时,最大启动摩擦因数随滑动速度的增大先减小后增大;含SiC的Al2O3连续增强铝基复合材料比不含SiC的Al2O3连续增强铝基复合材料具有更高的摩擦因数和更好的耐磨性。     

液黏传动摩擦副软启动过程承载特性研究

以刮板输送机可控启动装置液黏传动软启动过程为研究对象,考虑摩擦副表面粗糙度及工作油的离心力,基于平均流量模型求解了油膜厚度及油膜压力的变化规律。基于Greenwood-Tripp接触模型建立了摩擦副粗糙接触压力和转矩方程,利用转矩平衡原理对软启动过程中摩擦副承载特性的时变性进行了分析。结果表明：当启动时间10 s,额定输出转速45 r/min,启动过程遵循S形曲线变化时,油膜厚度按照反S形曲线逐渐减小,并趋于恒定值;油膜压力随时间先增大后减小,且沿径向的分布与启动时间密切相关;摩擦副间压力按照S形曲线增大;负载越大,启动时油膜越薄,摩擦副间压力越大。研究结果为准确地分析摩擦副热特性提供了先决条件,同时也为控制策略的制定奠定了理论基础。     

SiCp增强铝基复合材料与芳纶纤维增强摩擦材料摩擦副摩擦学特性与模型研究

对 Si Cp含量为 2 0 % (vol% )的铝基复合材料和芳纶纤维增强摩擦材料组成的摩擦副在干摩擦条件下的摩擦学特性进行了试验研究。试验表明 :摩擦副的摩擦系数受 Kevlar增强摩擦材料的热分解温度所控制 ,当温度低于2 0 0℃时 ,摩擦系数随滑动速度和温度增大而增大 ,并处于较高水平 ;当温度高于 2 0 0℃时 ,摩擦材料发生热分解 ,摩擦系数急剧下降到较低水平。摩擦材料具有磨损量和磨损率随滑动速度增加而减小的明显特征 ,摩擦副具有良好的耐磨性。建立了描述该摩擦副摩擦特性的数学模型。并用其解释了实验中的摩擦学现象。     

工业机器人谐波减速器迟滞特性的神经网络建模

谐波减速器中柔性环节与传动的非线性摩擦,导致谐波传动出现了不可避免地影响传动精度的复杂迟滞特性,为了描述谐波减速器的迟滞特性,本文构建了一个结构简洁的神经网络迟滞混合模型。该模型由类迟滞特性预处理环节和动态RBF神经网络两部分组成:对输入信号进行类迟滞预处理,处理后的信号与输入信号之间具有类迟滞特性;充分利用动态RBF神经网络实现类迟滞到谐波减速器迟滞特性的高精度映射。根据本文搭建的实验平台,在不同实验条件下获得的数据进行建模验证,在不同频率输入信号、不同负载,实现相同建模精度下,神经网络迟滞混合模型的验证精度为0.449 6(MSE),远高于经典RBF神经网络模型的3.032 1(MSE)精度,证明了所构造的神经网络迟滞混合模型的有效性和适应性。     

脂润滑条件下表面织构对滑动表面承载性能的影响

为了研究脂润滑条件下表面织构对滑动表面承载性能的影响,设计球缺形、等边三角形、椭球缺形、圆台形、等腰梯形和直角三角形等6种不同形状的表面织构,利用CFD软件分析6种表面织构在相同深度和面积占有率下的承载性能,发现等边三角形织构的承载能力最强。针对等边三角形织构,探讨织构深度、面积占有率以及摩擦副表面间隙对其承载力的影响,结果表明:在一定的织构面积占有率范围内,承载力随着面积占有率的增加而增大;在相同面积占有率的条件下,承载力随织构深度大致呈现出先减小、后增大、再减小的变化规律;摩擦副表面间隙越小,其承载力越强。     

基于PXI轮边减速器结构参数优化设计

行星轮边减速器传动比大、结构紧凑且具备较强的承载能力。基于二级行星轮边减速器结构特点,保持总传动比不变,将齿数、模数及齿宽作为变量,在相同输入功率、转速下,当齿面接触强度和齿根弯曲强度达到一定安全系数时,寻求最优变量,使整体功率损失最小,进行优化设计;基于Simulink建立了最优解轮边减速器模型,并导入Labview,在Labview+PXI环境下实现模型实时仿真,对动态特性进行分析。结果表明,优化后,功率损失率由3. 87%降低至3. 31%;优化后轮边减速器各级齿轮传动啮合变形是混沌的,齿轮副啮合变形大小由其传递的力矩决定,受齿轮啮合时变刚度影响在稳定值周围波动,表明了优化设计的可靠性。     

机器人RV减速器传动误差的测量与分析

为准确测量机器人RV减速器的传动误差,分析测量过程中负载和输入转速的影响,指导机器人RV减速器的测量和应用,通过选型关键测试部件搭建了由驱动模块、加载模块、控制模块、测量模块、软件模块和机械模块组成的机器人RV减速器综合试验台,测量了RV-40E和RV-320E不同条件下的传动误差值,得到了传动误差曲线图。基于实验数据拟合出负载、输入转速、不同型号和传动误差之间的关系,分析了负载、输入转速、刚度对于传动误差的影响。结果表明,机器人RV减速器的传动误差随着负载和输入转速的增大而增大,随着刚度的增大而减小,负载对传动误差测量值的影响为3阶次,对其影响较大。     

偶件表面粗糙度对PTFE材料摩擦磨损性能的影响

为了研究干摩擦条件下偶件表面粗糙度对聚四氟乙烯(PTFE)密封材料摩擦磨损性能的影响,利用MMW-1立式万能摩擦磨损试验机,在不同载荷和转速下研究由PTFE材料制作的试验环分别与316L不锈钢和45#钢配副时的摩擦磨损性能,并利用粒形分析仪对PTFE试验环试验前后端面的形貌进行观测;利用触针式轮廓仪对摩擦配副钢环的端面粗糙度进行精确测量,分析表面粗糙度对PTFE试验环摩擦磨损性能的影响。试验结果表明:在干摩擦条件下,摩擦配副钢环的表面粗糙度过高或者过低都会引起PTFE试验环磨损量的增加;定载荷时,PTFE试验环磨损量随摩擦配副钢环表面粗糙度的增大先减小后增大,随转速的增大而增大;定转速时,PTFE试验环摩擦因数随摩擦配副钢环表面粗糙度的增大稍减小后而后增大,随载荷的增大先减小后增大;在相同工况下,316L不锈钢对PTFE试验环的切削和犁沟作用比45#钢更加明显。