弧齿锥齿轮双重螺旋法切齿原理及齿面接触分析研究

弧齿锥齿轮双重螺旋法具有高效、可实现干切削的特点,是Gleason制弧齿锥齿轮的先进加工方法。为揭示双重螺旋法的切齿原理,以大轮成形法加工的弧齿锥齿轮双重螺旋法为研究对象,以啮合原理和微分几何学为基础,根据刀盘、机床、工件之间的运动位置关系,利用矢量法、基于齿面3个参考点建立切齿数学模型,推导机床调整参数的计算过程;然后,以齿槽中点作为参考点,修正弧齿锥齿轮副的齿坯几何参数;另外,以小轮产形面方程代替其共轭齿面方程,提出新的齿面失配设计新方法,与传统方法相比简化计算过程。以一对7×43的准双曲面齿轮副为例进行设计计算和切齿加工,齿面接触分析与滚动检查结果验证所提出的双重螺旋法切齿原理的正确性,并根据该切齿原理开发弧齿锥齿轮双重螺旋法的设计软件,为该方法在国内的推广提供理论基础与技术支撑。     

螺旋双面法加工小模数准双曲面锥齿轮的切齿计算

利用啮合原理,通过对Gleason双重螺旋运动法的分析,提出了双面法加工小模数准双曲面锥齿轮的切齿计算方法,并推导了相关公式。经实践,该计算方法为数控铣齿机的双重双面法加工小模数弧齿锥齿轮提供了齿面修形的理论研究基础,具有理论指导意义。     

小模数螺旋锥齿轮的加工方法与加工机床的选用

在分析小模数螺旋锥齿轮加工方法的基础上,指出基于格里森齿制的双重双面切削法是小模数螺旋锥齿轮的主要加工方法;全面分析机械式铣齿机和数控铣齿机加工小模数螺旋锥齿轮优缺点;指出机械式铣齿机适合于单一、大批量螺旋锥齿轮加工,数控铣齿机更适应于小批量、多品种螺旋锥齿轮加工,且两者加工精度相同;指出数控铣齿机是小模数螺旋锥齿轮加工的主要趋势。     

小模数弧齿锥齿轮半滚切切齿加工方法研究

为了大幅度提高齿轮传动性,解决传统机械结构弧齿锥齿轮滚切双面法铣齿加工（即双重双面法）齿面啮合质量难以控制的问题。这里提出了小模数弧齿锥齿轮半滚切加工方法,详细地介绍了加工的相关理论计算和机床的刚性改造,分析了机床带有对刀装置的结构能保证均匀的齿切加工余量。通过生产实践,结果表明：该加工方法将有助于提高小模数弧齿锥齿轮加工效率,提高齿面啮合质量,降低生产能耗,对小模数弧齿锥齿轮的加工有一定的借鉴作用。     

等螺旋角球面渐开线弧齿锥齿轮设计及滚轧实验研究

提出弧齿锥齿轮一种新的加工方法——滚轧加工。为实现该工艺,提出了采用等螺旋角球面渐开线弧齿锥齿轮齿形并给出了理论推导公式,推导了滚轧用齿坯的计算公式,给出了滚轧工具轮设计原则。通过自制的弧齿锥齿轮滚轧加工设备进行了滚轧实验,验证了该工艺的可行性。     

压力淬火对弧齿锥齿轮齿形影响仿真研究

针对压力淬火的外模压力对弧齿锥齿轮齿形精度影响,以齿面变形为研究对象,采用UG对弧齿锥齿轮进行建模,运用有限元分析软件DEFORM对压力淬火过程进行仿真;依据现有热处理工艺,在仿真计算求得最佳油温基础上,研究了不同压强参数对齿形变化的影响。仿真计算考虑相变和潜热影响,分析了热处理过程中热应力、组织应力和外加载荷之间的相互作用,结果显示:外模压力较小时,轮齿中部在组织应力作用下向上隆起;外模压力增大到一定数值时,隆起得到有效抑制;压力继续增大,端面齿顶开始下沉。     

弧齿锥齿轮双重螺旋法加工数学模型及齿面偏差修正研究

建立了弧齿锥齿轮双重螺旋法加工的数学模型。基于齿轮啮合原理,完成了弧齿锥齿轮双重螺旋法加工齿面的数字化表达及离散化齿面点的构建,分析了各加工参数误差对齿面拓扑结构的影响程度;建立了齿面修正模型,通过算例验证,结果表明,齿面偏差得到了有效减小。     

弧齿锥齿轮摩擦功率损失影响因素分析

建立了弧齿锥齿轮摩擦功率损失计算模型,采用正交试验法分析了压力角、中点螺旋角、大端端面模数、齿宽、输入转速和输入功率对弧齿锥齿轮摩擦功率损失的影响及各因素的影响程度。结果表明,中点螺旋角和压力角影响最大,并得到使功率损失最小的优化参数组合。     

批量弧齿锥齿轮热处理变形齿面偏差的自助法统计模型

针对齿轮材料、数控铣齿方法和热处理规范均相同的同一批次的弧齿锥齿轮,基于自助法对少量齿面偏差样本数据进行自助再抽样,得到大量的样本数据,建立了批量弧齿锥齿轮齿面偏差的自助法统计模型;计算了齿面测量顺序点的概率特征值,利用k-s检验了其是否符合正态分布,并选取估计真值、估计区间等参数,描述了其统计规律和结果;通过三次NURBS曲面拟合方法,得到了整批次齿面偏差变化规律,实现了整批次齿面精度的有效评价。该自助法统计模型为指导齿面加工参数修正和高效稳定生产提供了理论依据。     

小模数弧齿锥齿轮的切齿理论及铣齿试验研究

传统的小模数弧齿锥齿轮的加工方法为双重双面法铣齿加工,采用专用的小模数铣齿机。大、小轮均采用双面法铣齿加工,加工效率高,但齿面啮合质量难以控制,从根本上限制了其传动性能的提高。针对双重双面法加工小模数弧齿锥齿轮接触区不良的情况,研究利用TCA技术,修正和优化齿轮加工参数,进而改善齿轮齿面的接触情况,提高齿轮副的啮合质量。这样既保证了使用双重双面法加工小模数弧齿锥齿轮的生产效率,又可以提高了齿轮副的啮合质量。     

铝材压缩变形表面的摩擦和润滑的研究

通过对铝材进行各种条件下的压缩试验，用数学解析方法，把表面形貌作为时间序列的随机函数，借助于计算机数据处理技术来分析研究塑性变形表面的形态，并阐述了塑性变形表面的的摩擦和润滑机理。     

承压设备强度设计公式的适应性与可靠性研究

为给选择合适的承压设备强度设计公式提供依据,以及为建立承压设备强度设计的可靠性方法,将扁平绕带容器爆破压力实际值与公式计算值之比视为随机变量,应用数理统计和概率论知识,讨论了随机变量统计样本的有效性与同质性,分析了随机变量的分布规律,构建了随机变量的分布参数的比较方法.从精度和稳定性两个方面,建立了公式工程适应性的评价指标与方法.以扁平绕带模拟容器爆破压力的15组实测数据与扁平绕带工业规模容器爆破压力的5组实测数据为例,分析比较了与4个爆破压力计算公式对应随机变量的分布规律和分布参数,评价了相应公式的工程适应性.研究结果表明:(1)4个公式相应随机变量的统计样本在双侧置信度为99％时具有有效性与同质性;有3个随机变量在显著度为0.05时基本符合正态分布,双侧置信度为98％时,得到其分布参数的取值区间.(2)在3个基本符合正态分布随机变量中,其中2个随机变量的分布参数无显著差异,但与另外1个的分布参数存在显著差异.     

我国液压模锻锤的研究、开发与展望

分析了液压模锻锤的特点和国内外液压模锻锤的研究历程与发展概况。介绍了新一代C83系列程控液压模锻锤的结构、原理和性能。讨论了我国液压模锻锤发展和推广中存在的问题及对策,指出了液压模锻锤是我国锤类设备的发展方向。     

滑片式空气压缩机压力和功率的分析与试验

对滑片式空气压缩机工作时的压力状态和功率组成进行分析研究,并通过与应用压力温度传感器和电流表的检测方法得到的试验数据进行比较来验证研究结果。在理论分析中,压力平衡状态被分成6个主要部分,功率组成分成4个主要部分,对每部分的压力和功率过程进行分析,建立理论计算模型,分别求解得到各个部分的参数:为验证理论分析的有效性,对两种不同类型压缩机在正常工作条件下的内部工作状态进行测试;将计算结果与试验数据进行比较后的结果表明,两者有较好的一致性,因此研究结果可用来预测滑片式压缩机的工作状态。     

球囊扩张式冠脉支架的动静态扩张过程的变形机理研究

研究冠脉支架在压握收缩、压握卸载、自由扩张、球囊卸载等植入过程的静态扩张变形强度和在冠脉内受到脉流循环载荷时的疲劳强度。建立冠脉支架系统的有限元模型,全面考虑冠脉支架、压缩壳、球囊和冠脉血管之间的相互作用,定量评价冠脉支架的静态强度和疲劳强度。为了检验冠脉支架受到脉流循环载荷时的疲劳强度,将冠脉支架植入到人工血管中,实施加速寿命疲劳试验。试验结果表明,支架结构完整,支架表面无破损和裂纹等失效形式。所提出的冠脉支架系统的有限元建模方法,将为冠脉支架的优化设计与失效评价提供可靠的科学依据。     

高压气动容积减压分级控制原理与特性

为了提高容积减压能量补偿效果,提出分级控制容积减压的概念。通过高压气动系统定压补偿分级减压的能量原理和减压过程中的能量特性分析,证明了分级减压是一种有效的节能减压方法。通过建立控制系统的数学模型和进行仿真分析,研究了两级控制容积减压系统控制特性;两级控制容积减压系统的试验研究结果表明：建立的理论模型是符合实际的;一级减压的设定压力只要高于二级减压设定压力的临界输入压力值,就能得到稳定的控制压力输出。     

直圆型柔性微动回转机构设计及性能研究

采用边界元法对等截面梁进行静态弯曲变形分析,利用机械系统无坐标变换刚性结合法将多个等截面梁合成变截面梁,解析出直圆型柔性铰链刚度方程;基于直圆型柔性铰链的导向及传动原理,设计出一种可将直线位移转换为回转位移对称驱动导向及转换的微动回转机构,并对机构进行自由度分析;利用有限元法对该机构进行静力学分析,结果显示机构最大模拟应力远小于材料许用应力;采用有限元法对该机构进行动力学自由模态分析,并完成机构的模态分析试验,二者最大误差为6.52%,结果证明机构具有较高的前6阶固有频率且在精密宏微驱动回转系统运动过程中不会引起共振。机构性能分析及试验结果显示微动回转机构单自由度驱动、可靠性强、模态性能好。     

卧式柴油机主轴润滑特性及参数影响分析

针对卧式两缸柴油机,在AVL Excite pu软件中建立其主轴承弹性动力润滑仿真模型,在考虑主轴瓦及轴颈粗糙度因素下,分析了在最大扭矩工况条件下(1 600 r/min)主轴承的润滑特性并对主轴承结构参数进行了优化。研究结果表明:各主轴承最小油膜厚度,最大油膜压力符合设计限值;第二主轴承最大油膜压力接近150 MPa的车用柴油机油膜压力极限值,其轴心轨迹有明显偏向运动,表明该轴承存在明显的轴承弯矩;以轴承弯矩为分析目标,采用试验设计方法得到对轴承弯矩影响的主轴承结构参数顺序为主轴承宽度、轴承间隙、油槽宽度、进油口位置。     

FLEXURAL VIBRATIONS BAND GAPS IN PERIODIC BEAMS INCLUDING ROTARY INERTIA AND SHEAR DEFORMATION EFFECTS

With the idea of the phononic crystals, the beams with periodic structure are designed. Flexural vibration through such periodic beams composed of two kinds of materials is studied. The emphasis is laid on the effects of rotary inertia and shear deformation. Based on the vibration equation, plane wave expansion method is provided. The acceleration frequency responses of such beams with finite structure are simulated by the finite element method. The frequency ranges of sharp drops in the calculated acceleration frequency response curves are in good agreement with those in the band structures. The findings will be significant in the application of the periodic beams.     

基于Matlab的打击气压对液气锤动态特性影响的研究

打击气压是液压锤打击参量中影响动态特性的关键因素,为了提高设备的控制精度,以液气锤为研究对象,分别建立液气锤打击过程在未发生塑性变形阶段和塑性变形阶段的拉格朗日动力学模型,利用Matlab/Simulink数值计算方法研究液气锤打击过程的运动规律,深入分析打击气压变化对锻打系统动态特性的影响,为后期设备调试提供理论依据,以达到精确控制的目的。经现场试验研究表明,控制系统可以满足液气锤精确打击工艺的要求。