跨座式单轨走行轮轮胎工作模态与偏磨关系研究

跨座式单轨列车在重庆推广运营过程中出现了严重的偏磨损现象并引发一系列安全、环境、运行成本等问题。为探索其偏磨机理及控制方法,采用ABAQUS软件建立了走行轮轮胎的有限元模型,通过轮胎模态试验验证了其建模方法的有效性,并基于行波理论,利用有限元方法计算了考虑走行轮轮胎滚动效应的工作模态,同时探索了走行轮轮胎工作模态与偏磨的关联关系。并根据轮胎结构与模态的内在关系,提出了通过改变轮胎结构参数来控制走行轮轮胎偏磨的控制方法。分析结果表明:通过合理改变0°带束层弹性模量可以降低走行轮一阶扭转前后行波差,有效降低跨座式单轨走行轮的偏磨。     

基于降低走行轮偏磨损的单轨车辆结构参数优化研究

针对跨座式单轨车辆走行轮偏磨损严重问题,建立了具有三向附着接触对的跨座式单轨车辆空间耦合动力学模型,以单轨车辆走行轮至转向架结构中心距、导向轮与稳定轮定距作为设计变量,确定了使车辆具有良好通行性和运行稳定性的约束条件,建立了以与走行轮偏磨损成正比的走行轮侧倾角和侧偏角为双目标的优化数学模型。以第二代非劣排序遗传算法为优化方法,在单轨车辆曲线通过工况下,进行了以降低走行轮偏磨损为目的的双目标优化研究,并从参数优化匹配角度,提出了抑制走行轮偏磨损的控制方法。优化结果表明:在满足给定约束条件下,当单轨车辆走行轮至转向架结构中心距、导向轮及稳定轮定距等参数达到最优解时,各走行轮侧倾角、侧偏角及侧偏力均有一定幅度的下降,从而改善了走行轮偏磨损情况。     

电动轮驱动电动汽车用减速器的发展与挑战

电动轮驱动技术颠覆了传统汽车的驱动方式,代表着未来电动汽车的发展方向,尤其是带有减速装置的电动轮,因其具有结构紧凑、输出转矩大、效率和比功率高等优势,有着巨大的发展潜力。简述了电动轮驱动电动汽车用减速器(轮边减速器和轮毂减速器)的概念、工作原理、技术特点以及适合类型。简述了国内外轮边、轮毂减速器的应用研发现状。给出了3种常见电动轮减速驱动汽车的性能指标以及减速器形式建议。归纳了阻碍轮边、轮毂减速器发展的共性问题,并针对轮边减速器发展瓶颈问题总结出相应的解决对策。展望了轮边、轮毂减速器未来的发展方向与面临的挑战。     

跨座式单轨牵引车自动牵引停车系统研究与分析

跨座式单轨列车采用橡胶轮胎,其转向架的换轮维护须在专用的转向架分离设备(换轮装置)上进行。本文研究了一种单轨列车转向架在换轮作业时的自动牵引定位方法,并用ADAMS与MATLAB进行联合仿真,对系统进行验证。     

基于ANSYS的柔轮应力与应变的有限元分析

通过Pro/E建立了8组不同厚径比的柔轮和波发生器的三维实体模型,并导入到ANSYS中建立有限元模型.在波发生器外圈与柔轮内圈问建立面-面接触对,模拟波发生器与柔轮接触的边界条件.在柔轮装入波发生器的条件下,进行了8组不同厚径比柔轮的应力和应变分析,得出了柔轮的厚径比β=0.008～0.020时柔轮受到的应力值最小,同时还分析验证了柔轮的应力和应变在轴向和周向的分布规律.     

基于MATLAB的摆线轮齿廓修形参数检测与反求

针对生产实践与实际检测对摆线齿轮修形参数获取的实际需要出发,基于摆线齿形的基本方程式分别建立了摆线轮顶根距M和跨棒距L参数与摆线齿形的移距修形量Δrp及等距修形量Δrrp间的几何关系。在此基础上应用MATLAB软件,编制了以顶根距M及跨棒距L作为已知参数反求摆线轮移距修形量Δrp及等距修形量Δrrp的计算程序。以某型号的摆线齿轮为例,通过检测的顶根距与跨棒距计算出对应的修形量,再基于求得的修形量正向计算出顶根距及跨棒距,其误差不超过1μm,符合工程实践的需要。     

装载机驱动桥轮边减速机构行星轮支承方式的比较分析

装载机驱动桥轮边减速机构主要存在行星轮的跨置和悬臂支承方式,分析了这两种支承方式下的系统变形导致的齿轮啮合错位,利用Romax传动系统设计分析软件,对齿轮副进行了TCA分析,说明了系统变形导致的齿轮载荷分布和强度差异,提出了行星轮跨置支承的优势,在考虑齿轮强度时,除齿轮自身宏观参数之外,还需从系统角度考虑机构变形的影响。     

跨坐式单轨车辆走行轮车轴有限元分析与研究

走行轮车轴是跨座式单轨交通车辆转向架的重要部件,其强度和刚度关系车辆的行车安全。利用有限元分析方法,建立车轴有限元模型,通过求解器进行车轴承载情况下的有限元计算。分析4种不同工况下走行轮车轴的强度和刚度,得到走行轮车轴的应力、应变云图,为跨座式单轨走行轮车轴再优化提供依据。     

金属V-带推块型CVT的研究(Ⅰ)——传递转矩和带轮推力间关系

本文在金属Ｖ－带推块型ＣＶＴ上,测出了主、从动带轮的传递转矩和推力以及峡谷带轮间的轴向力。绘出了不同速比下主,从动带轮间相对于转矩比的比线图并作相互比较。发现推力比与速比几乎和带轮转速及正常转矩下的最大可传递的转矩无关,该推力比是速比的函数,它和转矩比及推块与带轮间的摩擦系数有关,还导出了带轮推力经验平衡方程式,该式以显函数形式表示。它可以简化并可适用于电控ＣＶＴ。     

跨座式单轨车辆小半径曲线通过性能分析

基于多体动力学理论建立38自由度跨座式单轨列车系统动力学模型;给出了线路参数方程及车辆动力学方程,分析了缓和曲线长度、圆曲线半径等参数对跨座式单轨车辆曲线通过性的影响。结果表明:在一定范围内,车体侧滚角、轮重减载率、走行轮侧偏角、导向轮径向力等指标峰值均随缓和曲线长度,圆曲线长度的增加而明显降幅,车辆曲线通过性能增强,安全性和平稳性提高。     

Evaluation of wheel life by grinding ratio and static force

A degree of sharpness in wheel grains affects the surface roughness and dimensional accuracy in the grinding process. If a wheel with dull grains is used, the grinding force is increased and the surface roughness is deteriorated. In ovder to produce a precision component economically, the magnitude of the wear amount in the grinding wheel has to be limited. In this study, experimental evaluation of a wheel life varying with the grinding ratio and static grinding force was conducted. The grinding ratio and grinding force were measured to seek the grinding performance of the WA wheel. The relationship between the grinding ratio and static grinding force was presented.     

Experimental study on wear and spalling behaviors of railway wheel

The current researches of the wear and spalling behaviors of wheel/rail materials focus on the field investigation rather than the mechanism. However, it is necessary and significant for clarifying the mechanism and relationship between the wear and spalling damage of railway wheel to test and reproduce the wheel damages in laboratory. The objective of this paper is to investigate the wear and spalling damage behaviors of railway wheel using a JD-1 wheel/rail simulation facility, which consists of a small wheel serving as rolling stock wheel, and a larger wheel serving as rail. The damage process of wheel roller is explored in terms of the creep ratio, axle load, and carbon content by means of various microscopic examinations. The experimental results show that the wear volume growth of wheel roller is proved to be proportional to the increase of the creep ratio and normal load between simulating wheel and rail. The increase of carbon content of wheel material causes a linear reduction in the wear volume. The microscopic examinations indicate that the rolling wear mechanism transfers from abrasive wear to adhesive and fatigue wear with an increase of tangential friction force, which results in the initiation of fatigue crack, and then aggravates spalling damage on the wheel roller surface. The surface hardness of material depends strongly upon its carbon content. The decrease of the carbon content of wheel material may alleviate spalling damage, but can cause a significant growth in the wear volume of wheel roller. Therefore, there is a competitive relationship between the wear and spalling damage of wheel material. This research proposes an important measure for alleviating or preventing the wear and spalling damage of railway wheel material.     

Investigation on using high-pressure fluid jet in grinding process for less wheel loaded areas

Wheel loading entails chip accumulation in porosities between grains or welding to the top of cutting grains. It is considered one of the most prevalent problems in grinding nickel-based super alloys. Utilizing separate jet cleaning systems can significantly reduce wheel loading. In this study, a separate high-pressure coolant was supplied through a nozzle towards the wheel surface to flush out the chips. The effects of various wheel cleaning parameters on the loaded area to wheel surface ratio in relation to grinding performance were examined. It was observed that the lowest wheel loading was achieved at a nozzle standoff distance of 70 mm from the wheel’s surface. Nozzle stream direction had no significant effect. Increasing flow rate and jet speed led to a significant decrease in wheel loading and corresponding specific energy until a threshold value was reached. Furthermore, the loaded area to wheel surface ratio was reduced by 100 % and the corresponding specific energy by up to 30 % when the wheel cleaning system was employed.     

差动传动比精度与斜齿圆柱齿轮公法线长度变动量关系

通过实验研究的方法,寻找出差动传动比精度与斜齿圆柱齿轮公法线长度变动量的关系,为斜齿圆柱齿轮的加工提供一种可以控制斜齿圆柱齿轮公法线长度变动量的有效方法。     

树脂基圆弧金刚石砂轮的在位精密成形修整技术

针对球面、非球面及自由曲面超精密磨削加工用树脂基圆弧形金刚石砂轮难以精密修整的问题,提出基于旋转绿碳化硅(GC)磨棒的在位精密成形修整技术。在分析GC磨棒和圆弧砂轮几何关系的基础上,确定修整过程中圆弧插补轨迹的补偿方法及GC磨棒运动轨迹的设计方案。采用KEYENCE激光测微仪采集砂轮圆弧特征点,表征圆弧砂轮的修整状况。研究不同粒度的GC磨棒、进给深度和圆弧插补速度对圆弧金刚石砂轮修整率和修整精度的影响规律。研究结果表明,该修整方法可根据加工曲率半径要求实现不同圆弧半径砂轮的精密在位修整,修整后可自动消除砂轮垂直方向的位置偏差;采用400#和800#的GC磨棒对D3和D7砂轮均有较高的修整率(0.7~6.7);与400#和1500#的GC磨棒相比,800#GC磨棒更适合粒度为D3和D7圆弧金刚石砂轮的精密修整;相比圆弧插补速度,进给深度对砂轮的圆弧半径尺寸误差和形状误差影响更大,进给深度越小,圆弧半径尺寸误差和形状误差越小;修整后两种砂轮的圆弧半径误差均可控制在5%以内,D3砂轮的形状误差可控制在3μm/4 mm以内,D7金刚石砂轮可控制在6μm/4 mm以内,修整后比修整前形状误差提高14倍左右。     

平面包络内啮合蜗杆传动关键参数对接触区域的影响分析

为了研究关键设计参数对平面包络内啮合蜗杆传动接触性能及承载能力的影响。基于齿轮啮合原理,构建平面包络内啮合蜗杆传动的空间齿面接触线方程,利用数值计算方法求得空间齿面接触线,并将其映射到蜗轮齿面,通过分析中心距、传动比、母平面倾角、蜗轮回转轴倾角、蜗轮转角、蜗杆分度圆系数、主基圆系数等不同参数对蜗杆齿面接触区域的分布情况,找出合理的设计参数范围,此外,根据初步分析结果,选取一组较为合理参数生成了平面包络内啮合蜗杆传动的三维模型。研究表明,传动比、母平面倾角、蜗轮转角对平面包络内啮合蜗杆传动的接触区域有较大影响,母平面倾角在18°~36°、蜗轮回转中心轴倾角在30°~54°、蜗轮转角在90°~138°之间取值时,平面包络内啮合蜗杆传动的具有较好的接触区域。研究结果为平面包络内啮合蜗杆传动的后续研究奠定了理论基础。     

基于等效滑移率变化率的汽车防抱制动系统模糊直接自适应控制

针对汽车防抱制动系统(Antilock brake system,ABS)车轮角减/加速度和滑移率逻辑门限值控制方法以及常规汽车ABS模糊控制方法的滑移率控制精度不高的缺点, 提出汽车ABS模糊直接自适应控制。针对通常将滑移率跟踪误差变化率,或车轮角加/减速度跟踪误差作为汽车ABS模糊控制器输入量其计算值不够准确的缺点,提出车轮等效滑移率变化率的概念和算法,采用车轮滑移率跟踪误差和等效滑移率变化率作为ABS模糊控制系统的输入量,设计出常规ABS模糊控制器,作为ABS闭环控制系统的模糊逼近控制器;采用直接自适应控制方法设计出ABS模糊补偿控制器;它们组成ABS闭环控制系统模糊直接自适应控制器。仿真研究和实车试验表明,该控制器应用于汽车ABS系统取得良好的控制效果,且算法简单、具有实际应用价值。     

磨削力与砂轮磨损的关系

本文综述了国内外砂轮磨损检测技术的发展概况。重新建立了磨削力经验公式。通过对磨削力两分比值变化的分析与试验,提出院用磨削力两分力比值来评价砂轮磨损的方法。最后,用磨削力两分力比值的变化作为砂轮磨损的评价标准进行了利用Intel-8086微处理机监控磨削过程的试验,结果是令人鼓舞的。     

大速比摩擦传动中的柔轮精度分析

大速比摩擦传动,是一个具有传动精度高传动速比大的新型传动装置。柔轮是大速比摩擦传动结构中的关键件之一。在负载作用下,柔轮会发生微小变形。本文分别用弹性力学理论和有限元分析方法对柔轮建模,并用ANSYS软件分析了柔轮在不同载荷作用下的变形量;设计并制作了测量柔轮变形量的装置,在微小变形情况下,用0.2角秒电子水平仪测量了柔轮在不同载荷作用下的角度变形量,给出了一组柔轮理论变形量与实际变形量的对比数据。本文最后认为,柔轮变形的理论计算值可以设置在驱动系统的控制程序中,通过软件消除变载时的扭曲变形误差,从而提高传动系统精度。     

汽车ABS系统的PID控制策略及仿真分析

运用汽车动力学理论,建立了PID控制器模型、制动时整车动力学模型、车轮模型。提出了以滑移率为控制目标的ABS系统的控制仿真分析,将PID控制器应用于单个ABS系统控制研究,以车轮滑移率为控制目标,通过轮速与车速传感器采集汽车速度、车轮转速,计算出汽车各轮胎实际滑移率,与期望滑移率进行比较后,将二者的偏差作为PID控制器的输入量,反复调节控制器的控制参数,使其实际滑移率始终处于最佳滑移率附近,通过PID控制最终使汽车在最佳滑移率所对应的地面制动力下进行制动。