过盈配合接触界面的研究

通过W-M函数建立具有分形特征的等效粗糙表面与刚性平面的接触模型,模拟压缩机叶轮与轴过盈配合下界面的接触。将接触模型导入到有限元软件Ansys中,分析接触模型接触面积、接触压力、滑移面积、粘着面积与变载荷的关系和表面路径上的应力与变形。结果表明,接触时只有个别较高的微凸体发生接触,微凸体肩部区域的应力较大,微凸体中心位置变形量最大,接触界面在一定的法向载荷下接触面积减小,粘着面积增大,配合件发生了宏观的变形。     

工程机械故障链轨野外拆卸修复办法

履带式工程机械如推土机、挖掘机、装载机等,在使用过程中,可能发生链轨链节碎裂、销套碎裂故障,由于链节的销孔与销轴、套孔与销套均为过盈配合,且过盈量较大,一般在0.15～0.35之间,再加上链轨的结构特点,因此对     

空心轴过盈配合结构循环微动磨损的仿真研究

基于Archard磨损模型建立空心轴过盈配合结构的微动磨损模型,通过有限元计算得到两种过盈量空心轴在微动循环周次的变化下配合面磨损轮廓和接触压应力、摩擦切应力、滑移幅值等微动参量,并与其中一种过盈量的实心轴过盈配合结构相应计算结果进行对比。结果表明,在相同过盈量和外载条件下,空心轴过盈配合结构的微动磨损程度大于实心轴过盈配合结构;在微动磨损对配合面形貌的影响下,空心轴配合面上的微动参量随循环周次增加的变化规律与实心轴结构基本一致:循环周次增加,接触压应力、摩擦切应力和滑移幅值随之增大;接触压应力峰值位置向配合中心移动;摩擦切应力峰值由粘着-滑移交界处向磨损-未磨损交界处转移,并向配合中心移动;增大空心轴过盈配合结构的过盈量能减小空心轴微动磨损的程度。     

汽车发动机正时链试验中的纳米摩擦

在汽车发动机正时链系统工作性能试验中,通过对链条滚子、套筒、销轴等表面SEM形貌失效分析,发现在间隙配合的中链板与销轴之间的工作结合面出现了细小的皱纹,而同一销轴两端与两个外链板过盈配合的结合面却不存在这种现象。这种接触表面的形成,是位移在纳米条件下,并且在垂直交变载荷与表面切向力的合力所导致的结果,最终导致配合面的微小变形。这表明微动磨损在纳米级别的微动磨损初期应首先是表面的晶界变形,而不一定微动磨损的结果就是接触表面的破坏。这种大面积接触的微动不同于一般小面积接触的微动,试验中出现的微动磨损现象也是纳米摩擦学中的另一典型的初期特征。     

船用柴油机曲轴减震器过盈配合应力分析

以某柴油机曲轴减振器圆锥过盈配合连接为对象,基于弹性力学理论推导均布载荷作用下曲轴和主轮毂的应力计算公式。在建立曲轴和主轮毂圆锥过盈配合有限元模型基础上,利用ANSYS分析不同过盈量和转速载荷作用下曲轴和主轮毂接触表面应力分布规律。结果表明:理论计算和数值分析结果吻合较好,过盈量和转速载荷对主轮毂内孔表面等效应力和径向应力分布影响较大,在曲轴减振器圆锥过盈配合结构和装拆工艺设计中需综合考虑。     

飞行器对接框接触界面的等效模型及刚度特性

针对空间飞行器对接框结构工作时拉压载荷特点,采用周向双弹簧等效接触模型进行对接框接触界面刚度等效,建立对接框结构在压力载荷和弯矩载荷作用下结构的接触界面刚度计算解析模型。基于弹性力学和Hertz及分形理论分别推导了对接框锁钩与接触面等效弹簧刚度,研究了变载荷作用下对接框接触界面刚度的变化特性,并利用对接试验平台对刚度模型进行了验证。结果表明:对接框在受压力载荷时刚度随载荷非连续增加,在载荷与预紧力相等时接触界面刚度发生突变;弯矩载荷时刚度随载荷的增加而接近于线性增大。该结果可为空间飞行器动力学特性分析中接触界面刚度等效提供参考。     

自卸车桥壳过盈配合预应力影响分析

应用弹性力学知识研究了过盈配合问题,得出了过盈量与法向应力的关系式;模拟桥壳的台架试验建立了汽车桥壳和半轴套管过盈接触的CAE模型,并对计算结果进行了分析。建立轴端的柱面坐标系,对后处理结果分析,在柱面坐标系下对接触区的节点的应力状态,位移变化做了详细的分析,总结了外载荷对接触区的影响。     

滚子链外链节压出力计算与分析

外链节的压出力是影响滚子链质量的重要指标之一,它与销轴和链板孔之间的过盈量有关。以往外链节压出力的分析中,只考虑了弹性变形的问题,在此基础上,将链板销轴组合简化为厚壁圆筒组合,运用弹性力学和塑性力学知识,进一步分析过盈量与压出力的关系,计算出各种型号外链节开始发生塑性变形的弹性极限过盈量。根据米塞斯屈服条件,推导出在弹塑性变形状态下压出力和过盈量之间的计算方法和计算公式。根据公式计算了多种型号链条外链节的有效弹性极限过盈量。     

分离指结构对膜片弹簧载荷变形特性的影响

研究了分离指结构对膜片弹簧载荷变形特性的影响。利用有限元软件求解膜片弹簧的载荷变形特性和应力变化云图,发现分离指根部窗孔结构影响膜片弹簧的载荷变形特性。对不同窗孔形式的膜片弹簧几何模型进行转化,采用三个转换参数取代不同窗孔形式的分离指结构参数。利用转化模型代替不同窗孔形式的膜片弹簧分析三个转换参数对膜片弹簧载荷变形特性的影响。研究发现了三个转换参数对膜片弹簧载荷变形特性的影响规律。研究结果可用于膜片弹簧设计。     

空心轴与实心轴过盈配合结构微动磨损与疲劳的仿真分析

为了分析空心轴与实心轴过盈配合结构微动磨损与疲劳行为的差异,建立了两种过盈配合结构的微动磨损-微动疲劳联合仿真模型。该联合仿真模型基于Archard磨损方程和有限元软件ABAQUS的自适应网格技术实现了循环微动磨损的仿真,基于线性累积损伤理论和修正的SWT临界平面法实现了微动疲劳寿命预测。分析结果表明：空心轴的微动磨损比实心轴严重,微动磨损显著降低了过盈配合边缘附近的应力集中,同时在配合内部引起了新的应力集中,并导致微动裂纹萌生位置出现在配合内部。受到微动磨损的影响,空心轴的微动疲劳寿命仅约为实心轴的40%,但两种结构的微动裂纹萌生位置几乎一致。     

“转化支承法”在夹具设计中的应用

目前,目内对于工件以圆柱孔,在间隙配合的轴(销)上定位时,其定位误差的分析计算方法很值得商榷。现介绍一种新方法——“转化支承法”,仅供参考。一、轴(销)孔间隙配合定位误差分析国内很多资料,在分析轴(销)孔间隙配合定位误差时,以轴(销)放置位置的不同,把轴(销)与孔的接触情况分为两类。一类是当轴(销)水平放置时的固定单边接触;另一类是垂直放置时的任意边接     

孔销式少齿差行星增速器的压力角计算方法及其影响因素

针对孔销式少齿差行星轮增速器的工作原理和结构特点,分析了运动传递过程中不同结构参数时销轴与行星轮上销孔的接触情况。根据接触传递过程中的几何关系,推导出了销孔对销轴的压力角计算公式。选取不同的几何结构参数,计算并绘制了压力角的变化曲线,进而找出压力角与转轴偏心量、销孔回转半径、销轴直径以及销孔直径对系统压力角的影响关系。计算方法与分析结果可用以指导少齿差行星轮增速器传动机构的设计,优化系统传力特性。     

高强度销孔配合件的冷冻装配

本文通过对我公司生产精梳机上高强度销孔配合件的冷冻装配工艺研究，解决了销轴与孔过盈配合零件在高强度运转中的松动问题，确定了同类型组合零件的冷冻装配工艺。     

发动机链条的微动接触有限元分析

为分析外链板和销轴接触面的过盈量与摩擦因数对配合表面微动磨损的影响,应用Ansys有限元软件对其接触面应力进行有限元分析,分别计算不同过盈量和不同摩擦因数下,接触面上可能最先发生微裂纹的接触线上的接触状态(黏着区、滑移区和张开区)和应力分布情况.结果表明,接触线上拉应力与剪应力在接触线的黏滑交界点处都达到极大值,使得微动裂纹更易于在此处萌生与扩展;通过改变接触面摩擦因数与过盈量,可以对黏滑交界点的位置(微动裂纹萌生扩展的位置)进行调整.     

机械传动中的过盈配合

在机械传动中常用键、销和叠接等来传递由轴到齿轮、滑轮等上的力矩。过盈配合也能用来传递力矩。并且费用较低,因为它免去了连接设计和键槽、销孔,叠接齿机械加工。采用过盈配合时,齿轮、棘轮的装配孔直径要比轴径小一些,因此可采用压入或热胀的方法套装在轴上。为了防止滑动,驱动轴和齿轮或棘轮之间的过盈量必须随着传递力矩的增加而增加。当过盈量大时,则装配件产生的内应力也大。从而有可能导致驱动结构的损坏。所以必须按照限定的应力小心地设计部件的几何尺寸和过盈量。     

试论滑动副间隙的驱动油液压缸铰接耳的设计

对合有间隙的滑动副的驱动油液压缸进行了分析,得出了不同载荷类型、不同销轴布置方式下的液压缸的受力模型,得出了当作业单元受单向侧向载荷时,液压缸两端铰链的销轴应平行布置,且销轴轴向与载荷方向垂直;当液压缸两瑞销轴轴向与载荷方向不垂直或者作业单元受双向侧向载荷时,应在液压缸销孔与销轴之间安装关节轴承,或者按文中得出的相关公式增大液压缸销孔的公称尺寸.     

浅谈机械设计孔与轴的配合

机械工程师在机械设计的过程中,最常遇到的孔与轴的配合问题,三种常用配合分别为间隙配合、过渡配合、过盈配合。虽有设计手册的参考指导,但在实际运用中,仍然不可避免地会遇到选择困难。一般工程师在过盈配合时不会出现选择问题,因为可靠性要求基本就会排除过渡配合,只能选过盈配合;而最容易出现问题的是对间隙配合与过渡配合的选择。这是初学者经常遇到的问题,很多资深工程师如果不仔细研究,也会在该问题上对装配难度、载荷问题、寿命问题等难以敲定。本文就针对孔与轴的间隙与过渡配合结合作者的实践经验,对一些案例展开详细分析,以期对该问题有疑惑的工程师有一些启迪。     

偏载工况下深沟球轴承力学性能和疲劳寿命分析

考虑偏载和过盈量建立深沟球轴承力学分析模型和有限元模型,以6012深沟球轴承为研究对象,通过2种模型计算的球与内圈的接触载荷和轴承径向位移对比,验证了有限元模型的正确性,并分析了径向载荷、偏载角和过盈量对球与内圈的接触载荷和接触应力、轴承径向刚度和疲劳寿命的影响,结果表明：随径向载荷增大,球与内圈的接触载荷、接触应力和轴承径向刚度均增大,轴承疲劳寿命减小;随偏载角增大,球与内圈的接触载荷变化较小,0°方位角附近的球与内圈接触应力明显增大,其余位置增大缓慢,轴承径向刚度减小,轴承疲劳寿命先增大后减小;随过盈量增大,0°方位角附近的球与内圈的接触载荷和接触应力减小,其余位置增大,轴承径向刚度先减小后增大,轴承疲劳寿命增大。     

履带链轨节极端工况下的应力分析

为了分析外界工况对压装完毕的链轨节单元体应力的影响,对履带机械的3种极端工况做了理论分析,使用多体动力学软件RecurDyn建立履带底盘虚拟样机以获得3种工况下的外载荷值,在ANSYS中建立链轨节装配单元体仿真模型并将3种工况下的载荷值分别导入,得到了链轨节单元体的应力和变形结果。研究表明：链轨节销轴孔在同一装配过盈量下,外载荷作用下链轨节的等效应力比无载荷时平均高出225 MPa,因此建议装配时销轴过盈量为0.10～0.19 mm,销套过盈量为0.13～0.26 mm。该结果对通过优化链轨节压装工艺来降低外载荷下的应力响应,提高链轨节力学性能具有一定的参考意义。     

带式输送机改向滚筒有限元分析

建立了轴和轮毂过盈配合的带式输送机改向滚筒的有限元模型，基于国际通用有限元分析软件ANS YS分析了过盈配合产生的预应力，以及在工作载荷作用下改向滚筒的应力及变形，讨论了滚筒的结构参数对滚筒应力和轴最大挠度的影响。