七沟道球笼式等速万向节沟道接触应力的计算及优化设计

通过对七沟道球笼式等速万向节星形套和钟形壳圆弧形沟道曲率的解析,根据Hertz接触理论分别计算出2种沟道与钢球接触时的接触应力,进而探讨该类万向节优化设计的规律。得出:增加钢球直径及相应的球组节圆直径,特别是减小沟道截面曲率半径系数,可显著提高七沟道球笼式等速万向节的承载能力和寿命。     

等速万向节椭圆轨道设计与星形套有限元分析

文中阐述了球笼式等速万向节的结构和工作原理,根据球笼式等速万向节椭圆形轨道与钢球接触的共轭特性,建立了轨道与钢球接触的数学模型.该数学模型给出了球笼式万向节轨道设计的新方法.此方法适合油膜形成的沟底间隙作为设计参数,克服了常用万向节椭圆形轨道设计中曲率系数f的近似取值对啮合间隙的影响.同时,采用该设计方法给出了BJ型等速万向节椭圆轨道的设计参数,并利用三维造型软件Pro/E对BJ125型等速万向节星形套进行了三维建模,而且还采用有限元分析软件ANSYS分析了星形套的接触应力,验证了设计、选型的合理性,为万向节的设计和选型提供了新的思路和方法.     

球笼式万向节保持架偏心窗孔的应用

球笼式等速万向节在生产过程中 ,常常由于加工和测量等方面的原因而造成装配后的成品性能达不到设计要求。按照常规 ,应该重新投料加工星形套与钟形壳匹配 ,这样既浪费材料又影响生产进度 ,可以通过采用保持架偏心窗孔来解决这一问题。1　装配原理球笼式等速万向节如图 1所示 ,它主要由钟形壳、保持架、星形套和钢球四部分组成。按设计要求 ,当钟形壳的偏心距 (沟道和球面的偏心距离 ,简称偏心距 )和星形套的偏心距保持一致时 ,才能保证装配后的万向节的各项技术指标达到设计要求。图 12　经验体会经过多年生产实践和研究表明 :当星形套的偏…     

球笼式等速万向节结构轻量化设计

为了实现球笼式等速万向节的结构轻量化设计,以球笼式等速万向节最大接触应力、接触总变形和塑性变形为依据,分别对钢球数量为6和8的两种结构的球笼式等速万向节进行了初步研究.对球笼式等速万向节的主要结构尺寸即钢球中心圆直径与钢球直径之比、万向节外径与内套花键分度圆直径之比,以及球笼式等速万向节的偏心距与钢珠中心圆半径之比进行了优化选择和比较.研究结果初步表明,对于球笼式等速万向节,当钢球数量由6增加为8时,由于钢球直径的减小,不但其外形尺寸可以减小12%、质量可以减少近20%,而且万向节的承载能力反而可以得到少许提高.因此,增加球笼式等速万向节的钢球数量是实现其结构轻量化设计的一种有效方法.     

BJ型等速万向节应力计算与结构设计

计算了球笼等速万向的接触应力，确定了球笼等速万向节的钢球直径，并用实例说明了钟形壳、星形套和保持架的尺寸设计过程。     

汽车球笼等速万向节钟形壳数控滚道磨床

钟形壳是球笼等速万向节的主要零件，球面内滚道的磨削是保证该零件质量的关键工序之一。我们研制的等速万向节钟形壳数控滚道磨床，可对定心外径为Ф5～Ф100，滚道数为3～12范围内的球笼等速万向节钟形壳滚道进行磨削加工。     

高效能球笼式等速万向节的沟道设计

针对沟道全部偏置的球笼式等速万向节内部摩擦阻力较大的问题,将球笼式等速万向节的沟道设计为有偏置和无偏置的混合结构,在保持万向节的等速运动和扭矩传递性能的同时,可以极大地减小万向节运转时的内部轴向力,从而降低万向节的内部运动阻力,提高球笼式等速万向节的工作效率。     

万向节星形套滚道偏心距的测量与计算

星形套是球笼式等速万向节至关重要的零件。如图1所示,它的空间几何形状是在外径球面上周向等分地开有六素线为圆弧形的窝面滚道外沟槽。设外径球面曲率中心为O,滚道素线曲率中心为O_1,显然存在着一个偏心距h=O_1O,这是星形套一个显著的结构     

七沟道球笼式等速万向节受力及仿真分析

基于球笼式等速万向节钢球的受力模型,推导了一个钢球在星形套内沟道和钟形壳外沟道内运动时,沟道对钢球的周向力、沟道对钢球的法向接触力、保持架窗口对钢球的法向接触力的表达式。在此基础上,基于Herzt接触理论,对上述受力进行了Adams动力学验证。结果表明:仿真结果和理论计算基本吻合,七沟道球笼式等速万向节的周向力、法向接触力、钢球与星形套的摩擦力、与保持架的摩擦力均小于六沟道,并且随着摆角的变化而变化。     

双偏心球笼式等速万向节的结构设计

根据双偏心球笼式等速万向节的结构特征,系统、深入地探寻两轴转角时的运动机理,解析出钢球在相应的星形套和钟形壳沟道内的径向位移量;推导出该万向节结构主参数及零件主要尺寸的设计与计算方法,并举例说明。这一运动机理与设计计算方法是对该类产品基础理论和结构设计的重要突破。     

轿车等速万向节星形套冷挤压成型过程有限元模拟

采用大型有限元软件MSC.Marc对轿车等速万向节星形套冷挤压成型过程进行了有限元数值模拟,详细讨论了有关数值模拟技术问题,得出了挤压力在加载过程中的变化曲线、工件随时间变化的温度场分布云图、工件等效塑性应变云图及模具内圈的应力分布云图,较好地解释了模具疲劳破坏的原因.研究结果有助于对轿车等速万向节星形套成型工艺及模具结构进行优化设计.     

轴一套类零件配合尺寸公差最优设计的研究

公差设计的优劣不仅直接影响产品零件装配精度的实现,而且对产品制造成本亦将产生重大影响。文章对轴－套类零件制造（加工与装配） 成本的各因素进行了分析,提出了达到装配精度要求的最优装配方法的判定准则,建立了生产成本最低的轴－套类零件最优公差设计的数学模型,并用实例验证了该模型在实际中的正确性与有效性。     

旋转导向钻具导向节轴承圆周间隙角研究*

导向节轴承是旋转导向钻井工具可控弯接头中传递扭矩和钻压的关键部件,导向节轴承中钢球与沟道之间的间隙将影响可控弯接头中导向轴偏置角的准确性和稳定性。根据导向节轴承的结构组成及钢球与沟道的结构特点,建立钢球与沟道截面的几何模型和沟道曲面的曲面方程及数学模型;根据钢球与沟道截面的几何模型,利用MATLAB软件计算导向节轴承中壳内钢球和套内钢球与沟道之间的圆周间隙角的大小。结果表明:导向架内、外球面沟道面为椭圆曲面,无论导向轴朝哪个方向偏置都不影响钢球的圆周间隙角大小;导向轴偏置角为0时,钢球总的圆周间隙角恒定不变且最大,偏置角不为0时,圆周间隙角随转角的增大呈周期性变化并呈现出波动性;套内钢球与沟道之间的圆周间隙角的波动性大于壳内钢球的圆周间隙角的波动性,圆周间隙角的波动性是导致导向轴转动过程中产生振动和噪声的重要原因。     

一种划桨测力装置结构优化设计

为了提高划桨测力装置的检测精度,对其结构的关键几何参数进行了优化设计.由于划桨的结构、材料和制造工艺特殊性,特别是在加装测力装置后,划桨结构的力学特性复杂,传统的优化设计方法难以解决.应用有限元分析软件ANSYS,建立了划桨测力装置结构的参数化模型和优化计算的数学模型,对划桨测力装置的套筒结构关键几何参数进行了优化设计.结果表明,经优化设计的划桨测力装置套筒直径比原设计尺寸减少了4.9mm.并辅助以相关的物理实验,使优化结果比较可信.     

轧辊磨偏心套的磨削

介绍了一种高精度大长径比,且具有较大偏心距的偏心套筒类零件的磨削,详细地论述了该零件在加工过程中,会遇到的技术问题以及解决方法。通过对该零件工装的选择、设计、制造工艺进行的讨论,使该零件的精度要求在技术上得到了有效的控制。     

Abrasive jet machining for the microprofile control patterning of herringbone grooves

Fluid bearings have features of high speed and high rotation accuracy, and therefore, they are used in spindle motors of hard disk drives, cooling fans of central processing units, and other devices. Further, these bearings have microherringbone grooves on the shaft or sleeve inner surface that help generate dynamic pressure in the lubricant fluid around the shaft. Although the depth of the groove is constant, dynamic pressure can be increased by decreasing the depth from both ends to the central corner of each groove on a micron scale. This study aims to verify the effect of sloped herringbone grooves using computational fluid dynamics (CFD) analysis and to develop a new microfabrication method for manufacturing microsloped herringbone grooves on the shaft surface using abrasive jet machining. The generated dynamic pressure is analyzed using CFD; the results indicated that the sloped herringbone grooves result in an increase in the dynamic pressure at the groove tips and cause a decrease in the fluctuations in dynamic pressure in the circumferential direction.     

增压器压气机三维弹塑性接触的研究

以某柴油机涡轮增压器的压气机为例,采用由参变量变分原理导出的有限元参数二次规划法,并结合多重子结构技术分析求解叶轮与轴套、轴套与轴的三维弹塑性接触问题,针对不同的过盈量、转速和轴套壁厚进行了大量计算,获得了叶轮、轴套与轴之间接触应力的相应分布规律。分析表明随着叶轮与轴套间过盈量的减小,轴套的外表面与内表面的接触应力是线性减小的,而且内表面的接触应力减小较为迅速。因而在采用压力组装法时应严格控制轴套与轴的过盈量,使得轴套和轴间有足够的压力保证叶轮、轴套和轴不会相互脱离,又满足结构强度的要求,并使其产生的不良影响减至最小。当转速一定时,叶轮与轴套接触点的法向相对位移与叶轮的质量分布存在着明显的联系。建议采用非均匀的初始过盈量,以保证不发生相对位移和接触应力的均匀性。这些对于确定合理过盈量,改进设计和提高压气机的寿命,具有实际参考意义。     

套管螺纹全参数化几何模型的建立

根据圆锥螺旋面形成理论,推导出了构成ＡＰＩ圆套管螺纹四段圆锥螺旋面的方程,建立了套管螺纹全参数化的几何模型,以此模型研制了接箍和套管内外螺纹旋合过程的计算机仿真系统,可用于研究套管螺纹设计参数的变化对接箍和套管内外螺纹旋合几何接触性能的影响。     

高频电液激振冷挤压数值模拟及其减载实验研究

针对冷挤压成形过程中流动应力大、零件成形所需压力高的问题,提出了一种新的挤压工艺,设计了一种新的电液高频轴向振动激励冷挤压试验平台及相应冷挤压模具。利用Deform-3D软件建立了有限元分析模型,分析了在轴向振动激励下该模型的成形过程降载效果,精确地模拟了万向节轴套的冷挤压成形过程的挤压力的变化,比较了传统挤压形式下和轴向振动激励形式下的成形压力值,通过挤压试验验证了模型模拟的准确性。试验结果表明,该新的挤压成形工艺能使万向节杯套成形压力降低21.78%,减载效果明显。研究结果表明,这种新的成形工艺可以为一些难成形零件的冷挤压成形加工打下良好基础。