基于润滑特性分析的配气凸轮设计

平底从动件配气凸轮在桃尖附近容易出现润滑危险区,磨损较大,需要进行润滑特性分析。研究表明:配气凸轮桃尖附近润滑系数应满足Nr≥0.5或0.15≤Nr≤0.25,改变凸轮桃尖附近加速度值或凸轮基圆半径,配气凸轮机构获得较好的油膜润滑特性。保证凸轮与从动件之间满足润滑特性要求,能够有效降低配气凸轮机构磨损,当0≤Nr≤0.25或Nr≥0.5,可以增大基圆半径以改善润滑情况;当0.25Nr≤0.5,应根据凸轮尺寸和接触应力要求增大或减小基圆半径,以满足润滑要求。     

配气凸轮基圆半径的选择及接触应力计算

在配气凸轮机构设计过程中,根据预定的从动件运动规律,利用MATLAB编程计算,能够方便地得到不同转角下凸轮的最小基圆半径和不同基圆半径下的接触应力曲线,为配气凸轮基圆半径的选择和接触应力分析提供了依据。     

对心直动滚子盘形凸轮机构的优化设计

本文提出了以曲率半径、压力角、平均效率、接触应力、弹性流体动压润滑(简称弹流润滑)膜厚比等为约束条件,以凸轮轴线至导路上端长度为目标函数,来设计凸轮的基圆半径、滚子半径和导路长度的优化设计方法。通过实例上机计算,结果表明所设计的对心直动滚子盘形凸轮机构的各项性能指标均满足设计要求,且凸轮机构体积最小。     

基于MATLAB配气凸轮接触应力计算

配气凸轮表面的接触应力很大时,将引起配气凸轮轮廓表面过早地产生接触疲劳破坏和磨损,致使配气机构的使用寿命缩短,配气性能降低。以赫兹理论为依据,考虑配气凸轮从动件惯性力对接触应力的影响,使用MATLAB软件编写接触应力计算程序,得到不同发动机转速下的接触应力曲线。由接触压力曲线可知:最大的接触应力值出现在配气凸轮桃尖处。仿真结果表明:最低发动机转速(如怠速)时,配气凸轮最危险。可根据怠速时的最大接触应力进行接触强度校核。     

浮动平底推杆-凸轮组合机构的第Ⅱ类机构综合问题

平底从动件凸轮机构工程应用广泛,其综合的理论方法具有特殊性.文中以浮动平底推杆-凸轮组合机构为研究对象,求解得到其压力角公式并给出了压力角条件和凸轮轮廓保真条件的判据.借助计算机离散化搜索功能,对平底从动件位置等间距/离散化搜索,求解得到平底从动件在连杆方位线上的容许区段、凸轮基圆半径的许用取值范围和平底长度.文末,给出了机构综合的一个算例.     

基于点接触的凸轮机构润滑油膜分析

将几种常用弹流润滑最小油膜厚度公式进行了比较,并在点接触模型的基础上给出了新的计算方法.对油膜几个重要参数的影响进行了分析,计算了从动件不同运动规律下凸轮机构的最小油膜厚度.结果表明:凸轮的基圆半径和转速对于最小油膜厚度有较大影响,基圆半径越大、转速越高,则油膜越厚,因此设计时应尽量采用较大的基圆半径.     

凸轮机构混合弹流润滑特性分析

针对凸轮机构在混合弹流润滑状态下容易过早形成胶合和磨损等问题,对处于混合弹流润滑状态下的凸轮机构润滑特性进行研究。基于载荷分担思想,联立凸轮机构参数方程和弹流润滑理论方程,采用数值解法对凸轮机构推程中的摩擦因数、膜厚和油膜承载占比进行求解,得到6种运动规律凸轮机构的摩擦因数、膜厚和油膜承载占比随凸轮转动的变化曲线,并探究基圆半径、当量弹性模量和转速对凸轮机构混合润滑特性的影响。研究结果表明:增大基圆半径和转速有利于降低推程中的摩擦因数,且使膜厚和油膜承载占比增大,从而有利于改善润滑状况;增大当量弹性模量对推程膜厚影响不大,但会增大摩擦因数,使油膜承载占比减小,从而不利于润滑状况的改善。     

船用柴油机凸轮动态摩擦学分析及型线优化设计*

柴油机配气凸轮工作环境较为恶劣,工作过程中配合界面间载荷、速度及曲率半径等工况周期性变化,导致润滑接触条件苛刻,磨损情况恶劣。以某船用柴油机配气凸轮机构典型工况为算例,针对凸轮-挺柱常见的磨损问题,研究凸轮-挺柱动态接触特性;采用余弦-等速段和高次五项式对凸轮型线进行优化设计,并对凸轮-挺柱副动态接触及弹流润滑状态进行数值分析。结果表明:原凸轮磨损的原因是凸轮-挺柱副在运动周期内动态接触应力出现明显波动,最大值超过许用应力值;经型线优化设计后,凸轮-挺柱动态接触应力降到许用值以下,改善了动态接触特性,凸轮型线具有较好的润滑特性,运行过程中可保持较稳定的油膜润滑状态;凸轮转速和接触载荷的改变会直接影响凸轮-挺柱的润滑状态,尤其是随凸轮转速增大,润滑膜厚增大,压力减小,润滑接触状态明显改善。     

微机辅助平底摆杆凸轮机构的结构尺寸设计

<正> 平底摆杆凸轮机构是机械工业、仪器工业中广泛运用的一类凸轮机构,其结构尺寸(凸轮回转中心和平底摆回转中心间距离a、凸轮基圆半径r_b、平底摆杆长度L)的选取对凸轮机构的运动精度和动力性能都有很大影响。因此,需要对此类凸轮机构的结构尺寸提出正确可行的设计方法。     

滚子凸轮机构的基本尺寸的优化设计

通过分析讨论滚子凸轮机构基本尺寸的取值与凸轮基圆半径、机构最小压力角及高副接触应力等因素的关系,提出了凸轮机构最小基本尺寸的选择原则,并建立了优化设计数学模型及求解方法。     

基于摩擦学的顶置凸轮轴式配气机构改进设计

分析了某顶置凸轮轴式配气机构凸轮与摇臂之间的作用力,计算了凸轮与摇臂之间的接触点的综合曲率半径变化和凸轮与摇臂之间的动态局部接触应力;计算了凸轮与摇臂之间的动态润滑油膜厚度;分析了凸轮与摇臂之间润滑油卷入的特点.将凸轮轮廓型线改为非对称的设计,降低了凸轮与摇臂之间接触压力角,改善了润滑状态,解决了凸轮与摇臂之间早期擦伤问题.     

基于弹流知识的球轴承设计

基于点接触弹流知识与赤兹接触理论,对球轴承设计参数沟道半径系数和滚动体直径与节圆直径的比进行了分析,结果表明,沟道半径系数对微型轴承其取值范围较大;对小的沟道半径系数,滚动体直径与节圆直径的比的大小对形成油膜的能力影响较小,并且最大接触压力随沟道半径系数的变化大,而随滚动体直径与节圆直径的比的变化不大。     

N次谐波凸轮-挺柱副的润滑特性分析

将线接触弹流润滑理论应用于发动机配气机构，计算了某N次谐波凸轮-挺柱副润滑的稳态最小膜厚、膜厚比等参数，分析了凸轮．挺柱副稳态润滑在设计转速下随凸轮转角的变化特征，比较和讨论了发动机转速变化对润滑性能的影响。结果表明，凸轮桃尖区多为部分弹流润滑状态和边界润滑，工作段其它部分多为部分弹流、完全弹流和动力润滑状态。曲轴转速提高一般情况下对增加稳态最小膜厚有利，但由此导致的载荷波动量增加对最小膜厚的稳定性不利，从而使表面摩擦和磨损的可能性增加。     

凸轮弹性流体动力润滑油膜厚度计算的新方法

本文先给出了全膜线接触弹流膜厚计算的统一公式，应用弹性流体动力润滑理论，探讨了凸轮油膜厚度的计算方法，利用MATLAB软件编制的程序可计算凸轮弹性流体润滑油膜厚度，凸轮膜厚比λ，从而能判断摩擦副之间的润滑状态，并对判断凸轮表面损伤坏形式，减少两接触表面的磨损，凸轮参数优化设计和使用寿命预测等具有重要意义。     

对数修形圆锥滚子轴承接触副径向刚度分析

以Hertz弹性接触理论为基础,推导出对数修形圆锥滚子与滚道之间的接触变形公式,依据弹流润滑理论,建立对数修形圆锥滚子轴承滚子-滚道接触副等效刚度分析模型,通过实例对对数修形圆锥滚子轴承进行有限元静力学接触分析,得到滚子、滚道接触变形分布。结果发现:接触变形随滚子有效长度和等效曲率半径的增大而减小;等效接触刚度随着接触载荷的增大而增大,等效接触刚度随着滚子有效接触长度增大而呈线性增大,随着修形量增大变化很小。     

弧面分度凸轮机构分度期润滑状态及油膜研究

以弧面分度凸轮机构为研究对象,研究弧面分度凸轮机构在分度期啮合过程中的润滑状态及产生的弹流润滑油膜厚度。利用空间包络面共轭原理和旋转变量法建立机构的数学模型,根据Hamrock-Dowson最小油膜计算公式,分析得出机构稳态工况下卷吸速度、诱导主曲率以及接触应力是影响润滑油膜形成的关键因素。通过空间共轭原理提出机构接触应力的新算法并进行可行性验证。对不同转速下机构的接触应力、油膜厚度和膜厚比进行仿真。结果表明,机构低速传动过程中,啮入段和啮出段极难形成弹流润滑油膜,为优化机构润滑性能提供了理论依据。     

基于ANSYS的轮轨摩擦滑动接触应力分析

以Hertz接触理论为依据,利用ANSYS建立2D有限元计算模型,模拟原地打滑、完全制动等轮轨滑动摩擦接触行为。分析了轮轨静接触和滑动接触时接触应力分布情况,研究了接触状态、轴重、滑动速度、载荷类型和钢轨轨顶圆半径对接触应力的影响。结合Hertz接触理论计算结果、剥离损伤理论和自激振动理论进行了轮轨损伤分析。     

航空发动机主轴圆柱滚子轴承弹流动态性能仿真

基于现代弹流理论和弹性力学理论建立了圆柱滚子轴承等温稳态、非等温时变及其接触面粗糙的热弹流分析模型和应力分析模型,用数值分析方法对模型进行了求解,并对圆柱滚子轴承弹流动态性能和滚动体接触应力进行了仿真。仿真结果表明,轴承速度、载荷、粗糙度是影响轴承弹流性能的主要因素;在不考虑其它因素情况下,接触区内中部的接触应力最高。     

内燃机凸轮-滚轮型接触副弹流润滑分析

基于某内燃机凸轮-滚轮型机构,建立相应的接触副弹流润滑数值模型,得到凸轮旋转周期内运动副的完整润滑状态,并分析滚轮凸度、润滑油黏度及凸轮-滚轮间打滑现象的影响。结果表明：一个周期内,凸轮-滚轮接触副的润滑状态可分为波动期和平稳期,与凸轮升程的改变规律相对应;滚轮凸度会影响接触副的润滑状态,且接触区压力分布对其十分敏感;提高润滑油黏度在一定程度上可以起到优化接触区压力分布,改善润滑状态的效果;凸轮-滚轮间打滑现象则会降低接触区成膜厚度,尤其是对润滑油温升和摩擦因数的影响更为显著。