齿轮参数对滚齿齿根沉切量的影响

采用多因素试验法,选取齿轮参数中的模数、压力角、螺旋角、齿顶高系数、齿根高系数、变位系数和配对齿轮齿顶高系数来设计正交试验,研究齿轮参数对渐开线起始圆沉切量的影响。结果表明,对滚齿齿根沉切量影响较为明显的齿轮参数是齿根系数、配对齿轮齿顶高系数、模数和压力角。通过优化后的齿轮参数实际验证了该结论,产品设计初期为提高齿轮可制造性提供理论依据。     

刀具几何参数对钛合金铣削力和表面完整性的影响

针对TC18钛合金铣削过程,采用正交试验研究了硬质合金刀具几何参数对铣削力和表面完整性的影响,建立了铣削力经验模型,并分析了铣削力对刀具前角、后角和螺旋角的绝对灵敏度和相对灵敏度;采用田口法分析了刀具几何参数对表面粗糙度和表面残余应力的影响。结果表明：大前角、小后角、大螺旋角的条件下铣削力较小,铣削力对刀具螺旋角的变化最敏感,对后角次之,对前角最不敏感;铣削表面均为残余压应力,刀具螺旋角对表面粗糙度的影响显著,刀具后角对表面残余应力的影响显著。     

车刀几何参数对高温合金切削力的影响规律研究

为了降低高温合金切削过程的切削力,采用有限元仿真与切削试验相结合的方法,研究了车刀的几何参数(前角、后角和刀尖圆弧半径)对高温合金切削力的影响规律;试验发现:在几何参数的研究范围内,随着刀具前角、后角和刀尖圆弧半径的增大,刀具切削力均呈现逐渐减小的趋势;由此获得切削力最小时的车刀几何参数:前角约4°,后角约14°,刀尖圆弧半径为1. 2mm。     

摆线轮齿廓各参数对其传动性能的影响

通过将渐开线齿轮中的模数概念引入到摆线轮中,使摆线轮各参数的作用更加细化。对各参数的作用加以分类,找出影响传动能力的参数有模数和短幅系数;影响传力性能的参数有短幅系数、针齿半径、传动比。用matlab绘出各参数变化时的摆线轮齿廓压力角的分布图,得到最小压力角随各参数的变化规律,得出短幅系数对摆线轮最小压力角的影响最大,针齿半径影响较小,传动比对最小压力角的影响最小。这些规律使摆线轮的设计思路更加清晰,也对以后系列化产品中的摆线轮的设计提供理论基础。     

V形内锥流量计关键参数对流出系数的影响

将计算流体动力学仿真试验和实流物理试验相结合,剖析V形内锥流量计的流出系数特性,探索不同等效直径比β、前后锥角以及雷诺数等对流出系数的影响规律。湍流模型为RNG k-ε模型。针对100 mm口径,设计了β值分别为0.50、0.65、0.85,前锥角分别为40º、45º、50º,后锥角分别为120º、130º、140º,共27种组合的V形内锥体,仿真介质为水,温度为293 K。经过数值模拟试验,获得了27条内锥流量计流出系数特性曲线。为进一步验证仿真试验结果,在已有实流试验系统的基础上,建立针对V形内锥流量计的专用自动标定平台。两类试验数据比较发现：内锥流量计的流出系数不仅和雷诺数有关,还与等效直径比β及前后锥角相关。首先,β值越大,流出系数越小,且β值越大,流出系数更易受雷诺数的影响;其次,β值相同时,前锥角对流出系数具有决定性的影响,而后锥角对流出系数的线性度具有一定程度的影响;第三,较大的前锥角可减弱雷诺数对流出系数的影响。数值模拟试验预测平均误差约5%,最大值小于10%。     

高速重载斜齿圆柱齿轮传动的参数对性能的影响研究

基于刀具进行齿轮参数选取的传统设计方法,对于高速重载齿轮传动很难满足振动冲击小、质量轻等性能要求。基于齿轮传动的性能要求,建立了高速重载齿轮传动的参数直接设计方法。采用动载系数、最大接触应力和滑移率描述齿轮传动的性能指标,考察齿顶高系数、压力角、螺旋角、齿数比以及变位系数对齿轮性能的影响,为进行齿轮直接设计方法和参数优化奠定了理论基础。结果表明,增大齿顶高系数和螺旋角、减小压力角可以减小动载系数使得齿轮传动中的噪声和冲击减少;增大齿顶高系数、压力角和螺旋角可以减小齿面接触应力;减小齿数比可以减小滑移率;减小齿面接触应力和滑动率并在等滑移率曲线上选取变位系数能够避免齿面胶合和传动失效。     

板材弯曲回弹的多参数随机特性研究

研究板材材料及几何参数对板材卸载后弯曲半径和回弹角的影响。建立了基于双线性硬化材料模型的板材弯曲的理论力学模型,并建立了包含屈服应力、刚性模量、弯曲半径、弯曲角的随机性的板材弯曲回弹的概率分析的理论模型,此外,基于蒙特卡罗扩展法建立了其显式—隐式的概率有限元模型,得到了弹性模量、泊松比、弯曲角度等参数对板材卸载后弯曲半径和回弹角的影响规律,回弹角对弹性模量最敏感,卸载后板料的弯曲半径对原弯曲半径最敏感,应用该方法为板材弯曲回弹分析提供了方法和依据。     

刀具几何参数对CFRP材料铣削力的影响

为了提高CFRP材料铣削加工时的刀具寿命,优化此类零件加工时的刀具结构,设计了刀具几何参数(前角、后角、螺旋角)与CFRP材料铣削力之间的正交试验,得到了刀具几何参数对CFRP材料铣削力的影响规律。结果表明:刀具几何参数对X向切削力的影响程度由大到小依次为:前角、螺旋角、后角;对Y向切削力的影响程度由大到小依次为:前角、后角、螺旋角;对Z向切削力的影响程度由大到小依次为:螺旋角、后角、前角。当刀具前角增大时,三向切削力F_x、F_y、F_z整体呈减小趋势,而且减小的幅度相差不大;当刀具后角增大时,F_x和F_z先减小后增大,F_y一直减小;当刀具螺旋角增大时,F_z迅速升高,但F_x和F_y缓慢减小。     

高速硬态切削参数影响的有限元分析

研究了切屑分离、刀屑摩擦等关键技术,建立了轴承钢GCrl5高速切削的有限元模型.根据实际切削加工状况选择适当的切削参数,建立了正交试验表,利用有限元软件进行了有限元模拟,研究了刀具负前角和切削参数对切削力、温度、应力应变等的影响程度和趋势.该有限元模型可以用于分析切削参数对切削过程的影响,为下一步参数优化研究奠定了基础.     

离心泵叶片出口修锉参数对扬程系数影响分析

采用灰色理论分析离心泵叶片出口修锉参数对扬程系数的综合影响，提出了这些参数对泵扬程系数的影响排序结果。叶片工作面出口边修锉角δp对扬程系数影响最大，叶片工作面出口相对修锉量ep／l影响最小，叶片背面出口边修锉角δs和叶片背面出口相对修锉量es／l影响依次地处于它们之间。     

基于单杆矢量的机构复合分离位置函数综合

提出用单杆相对运动差单元构建平面机构函数综合方程式。首先建立单杆的相对位置运动差及高阶运动差通用单杆矢量公式,再通过引入变量和增加单杆矢量附加方程,消除了方程式中非独立的未知角变量及未知高阶角变量。然后用单杆矢量及其附加方程直接建立有限分离、无限接近分离及复合分离位置函数综合的统一通用的多项式方程组,且方程总次数低。讨论了在平面铰链四杆机构函数综合中的复合五位置问题及复合四位置问题上的应用,用实例计算了“实现函数”与“预期函数”的误差并作出误差波动图,结果表明在无限分离精确点及无限接近分离点上可以精确实现预期函数,但按高阶运动特性要求设计的机构不一定能使“实现函数”在所有0阶位置上更逼近“预期函数”。该方法比双杆组、三杆组法简单,模块性非常好,便于计算机自动建模与求解。     

液体润滑剂的黏度对边界滑移影响的实验研究

为了了解微纳米间隙中流体的流动特性,采用原子力显微镜对微纳米间隙中的固体和液体边界滑移进行了实验研究,主要研究了液体润滑剂的黏度对边界滑移的影响。实验中采用的固体样品为SiO2,液体样品为两种不同黏度的季戊四醇油酸酯,分子式为C77H140O8,黏度分别为32mm2/s和150mm2/s。采用相对速度法对实验数据进行了处理,结果表明,不同黏度的季戊四醇油酸酯和SiO2表面作用时都会发生边界滑移,黏度大,产生的滑移大。其原因是,随着黏度升高,邻近固体表面的液体分子与和固体表面相接触的液体分子之间的剪切力增大,可更加容易地克服固液界面间的作用力,更加容易产生边界滑移。     

高速数控加工中NURBS曲线拟合及插补技术的研究

通过分析现代数控系统中自由曲面插补算法的特点,提出了基于最小二乘法的NURBS曲线拟合算法和基于弧长参数补偿的NURBS插补技术。采用最小二乘法拟合NURBS曲线,能获得光滑的刀具加工路径,并且在一定范围内能复原曲线的设计轮廓。参数补偿的NURBS插补方法,以泰勒展开法得到的插补参数作为临时插补点,利用该插补法能显著减小速度波动,可将速度控制在理想的范围内,可进一步提高加工精度并减小数控机床的振动。仿真实验表明：该算法简明高效、易于实现,能够满足现代数控系统的要求。     

基于硅模具的Zr基非晶合金微零件吸铸制备

基于硅模具提出了一种吸铸成形Zr基非晶合金微零件的方法。采用真空氩弧熔化吸铸炉进行了非晶合金微零件吸铸成形实验,用红外热像仪测量了合金熔液温度,发现合金熔液在1116℃下能够完全复制宽3μm、深3μm的硅方形微槽结构且具有较好的表面形貌。随后分别采用带有多型腔和双层型腔的硅模具进行了吸铸成形实验,成功制备了模数为50μm的非晶合金微齿轮零件,微零件的硬度及弹性模量分别为6.49GPa和94.9GPa。实验结果表明,基于硅模具吸铸成形Zr基非晶合金是一种制备高精度、高表面质量、高性能微零件的有效方法。     

柴油机进气门晚关系统关键参数对进气性能的影响研究

针对DK4A柴油机电液进气门晚关机构,建立了柴油机的数值模型,分析最大升程限位下进气迟闭角对柴油机进气质量流量的影响,研究了附加升程限位与进气迟闭角对进气状态参数的影响。研究表明,最大附加升程限位对进气质量流量影响很小,相同进气迟闭角度下的进气流量变化率均小于3％,且随着进气迟闭角度的增大,进气流量减小;进气迟闭角增大有利于增长滞燃期,降低压缩终了的压力和温度,而最大附加升程限位对压缩终了温度和压力影响很小,在相同进气迟闭角下的温度和压力的变化率均小于5％。     

无偏差最小二乘法伺服控制系统参数辨识

为准确辨识伺服控制系统参数,针对高性能运动控制算法的要求,在分析典型伺服控制系统结构模型基础上,基于“库仑摩擦+黏性摩擦”模型,设计了无偏差最小二乘方法,研究其在“工控机+运动控制卡”数控系统平台上的实现方法。实时采集电机角速度数据,利用设计的方法估算伺服系统转动惯量、黏性摩擦和库仑转矩,通过角速度重构,对比理论计算和实际测量角速度,验证参数辨识的有效性和准确性。理论分析和实验结果表明,所设计的参数辨识方法能够准确辨识系统参数。     

气压砂轮光整加工的振动分析及预测

为了有效抑制气压砂轮光整加工过程中的振动问题,对气压砂轮的加工过程进行了振动分析和预测。采用D-H法对六自由度机器人进行了运动学建模,求解了任意姿态下机器人各关节转角,获得了机器人的刚度矩阵,在气压砂轮受力分析基础上求解了气压砂轮位移,对比气压砂轮位移和振动测试结果,建立了振动预测模型。该模型为规避刚度过低的加工姿态提供了理论依据。     

中型卡车胀压成形桥壳预成形管坯的设计及成形分析

基于圆形管坯压制成异型截面的变形分析,提出了中型卡车胀压成形桥壳预成形管坯的设计准则。针对载重5t卡车桥壳,介绍了胀压成形的工艺过程,设计30组前盖半径、后盖半径不同的预成形管坯,使用ABAQUS软件进行整个成形过程的有限元模拟。通过对预成形管坯液压胀形过程和压制成形过程的成形性分析,确定了前盖系数Km、后盖系数Kn的取值范围。选取基准回转体及一种典型的非对称预成形管坯,分别进行胀压成形实验,结果表明：前者压制成形阶段后盖处胀裂,后者成功地试制出样件,成形状况好,而且成形过程中管坯壁厚值与模拟值基本吻合。     

压电驱动器非线性机电耦合动力学求解与验证

基于压电非线性效应和位移非线性效应建立了压电驱动器非线性机电耦合动力学方程,应用Linz  Ted-Poincaré法对弱非线性自由振动、接近共振时受迫振动及亚谐波振动响应方程进行推导,比较了压电驱动器在非线性及线性条件下响应的区别,使用四阶Runge-Kutta数值法和实验对理论推导进行了验证。结果表明:在两种非线性效应中,压电非线性对压电驱动器振动响应的影响是主要的;非线性数值解与解析解吻合较好,实验频率更接近非线性共振频率。     

基于微分几何的离合器接合过程速度跟踪滑模控制

针对离合器控制系统中存在的非线性、外部干扰和参数不确定问题,提出了基于微分几何的离合器接合过程速度跟踪滑模控制方法。考虑系统参数的不确定性和外界干扰等不确定因素,建立了单个离合器起步动力学模型;基于微分几何的反馈线性化方法,得出系统的控制律;采用基于趋近律的滑模控制方法,设计了存在不确定干扰的离合器控制系统滑模控制器。利用Lyapunov理论对系统的稳定性进行了证明。仿真结果表明该控制器使离合器接合过程的速度跟踪精度高,且鲁棒性好。