基于概率有限元法的准LIGA齿轮系统研究

以一对LIGA法加工的微小齿轮啮合系统为研究对象,基于概率有限元分析方法,建立了齿轮啮合的概率有限元模型,通过与赫兹接触理论计算结果的比较,验证了有限元模型的准确性;研究材料特性参数和所受载荷为正态随机分布时,以上随机参数对微小齿轮系统的运行性能的影响。通过研究保证了该系统运行的可靠性,为该系统的加工制造和热处理工艺提供了参考依据。     

微机电系统的尺度效应及其影响

评述了MEMS系统中,尺度效应对材料性能、器件的机械特性、流体系统以及摩擦和粘附等方面的影响,微尺度效应是在微机电系统的设计过程必须考虑的问题,也是MEMS产品从实验室走向市场化商品的关键理论基础。     

关于微型齿轮尺度界定的讨论

微型齿轮并非传统宏观齿轮的简单几何缩小,当齿轮微小化后将面临微尺度效应的难题.提出微尺度应该与微尺度效应相对应,对微型齿轮的尺度进行界定,并按尺度对微型齿轮进行分类的观点.以前人的试验和研究的结论为依据,探索将微尺度划分为微小尺度、微细尺度、微纳尺度、超微纳尺度.对渐开线标准直齿圆柱微型齿轮进行尺度界定,按尺度将微型齿轮分为微小齿轮、微细齿轮、微纳齿轮、超微纳齿轮,指出各类微型齿轮在研究设计时应主要考虑微尺度效应.     

弹性阶段扭转尺度效应的研究

在非均匀有限弹性变形理论的基础上,推导出考虑一个微旋转的扭转新弹性理论公式,并对在弹性变形阶段的扭转尺度效应进行了预测,探讨了微杆扭转动、静态的尺度效应的问题,研究表明在弹性变形阶段微杆扭转存在着很大的尺度效应.     

微细切削的尺度效应研究

重点阐述了微切削中尺度效应对切削力和加工表面粗糙度的影响 ,通过切削试验测定了在微切削过程中切削用量对切削力和表面粗糙度的作用规律 ,并绘制了相应的曲线。在对数据分析的基础上 ,初步验证了微切削中的尺度效应理论。     

弹性阶段扭转尺度效应的研究

在非均匀有限弹性变形理论的基础上，推导出考虑一个微旋转的扭转新弹性理论公式，并对在弹性变形阶段的扭转尺度效应进行了预测，探讨了微杆扭转动、静态的尺度效应的问题，研究表明在弹性变形阶段微杆扭转存在着很大的尺度效应。     

纳米尺度下流体的流变及尺度效应

应用表面力仪研究了流体在纳米尺度下的流变及尺度效应。试验发现，体相状态时表现为典型牛顿流体的16 烷，在纳米膜厚状态下，出现了等效粘度随切应变速率的增大而减小的剪切稀化现象，并且等效粘度依赖于振动剪切的频率。随着膜厚从宏观量级进入到纳米量级，流体的特性具有了显著的膜厚相关性，其表现为等效粘度明显增大，流体出现了弹性特征，摩擦力表现出复杂的非牛顿特性。其他流体也表现出类似的特性，这些流变特性的改变，说明纳米尺度下流体具有与体相状态完全不同的特性。     

弹性阶段弯曲下尺度效应的研究

微观尺度下的尺度效应的研究在塑性变形下已经有了很高的层次,但是尺度效应在弹性阶段是否存在却没有一个很完善的说法,在非均匀的有限弹性变形理论的基础上,讨论了弯曲的弹性阶段的尺度效应问题,推导了新弹性理论的弯曲公式,并结合塑性变形的应变梯度理论,分析了三点弯曲的弹性阶段尺度效应的问题。从分析结果看,在弹性阶段,当物体尺寸和特征尺寸相当时,存在很强的尺度效应。     

弹性阶段弯曲下尺度效应的研究

微观尺度下的尺度效应的研究在塑性变形下已经有了很高的层次,但是尺度效应在弹性阶段是否存在却没有一个很完善的说法,在非均匀的有限弹性变形理论的基础上,讨论了弯曲的弹性阶段的尺度效应问题,推导了新弹性理论的弯曲公式,并结合塑性变形的应变梯度理论,分析了三点弯曲的弹性阶段尺度效应的问题.从分析结果看,在弹性阶段,当物体尺寸和特征尺寸相当时,存在很强的尺度效应.     

基于系统辨识算法的齿轮传动动态性能研究

将系统辨识方法正确地应用于实际工况下齿轮传动动态性能的研究,通过研究齿轮箱中直齿圆柱齿轮传动周向振动和噪声之间的关系,建立了系统辨识差分方程模型。此模型能够比较准确地描述齿轮传动系统的动态特性,为齿轮传动系统的修形、减振、降噪和优化设计提供了一种新的建模方法,有利于将齿轮传动动态性能的研究成果在实践中推广应用。     

极端运行条件下风电行星齿轮传动系统动态特性研究

结合风力发电机实际运行环境,根据bladed强大的风况模拟效果,对风力机运行状态进行模拟,获取了稳态风、启动工况、停机(刹车)条件下风载荷。以外部风载荷为激励,建立了风电行星齿轮传动系统弯扭耦合动力学模型。通过求解模型,分析得到了系统动载荷,以及稳态风、启动工况、停机(刹车)工况条件下的系统响应特性。结果显示:稳态风条件下,内部激励仍对系统起主要作用。但在风机启动时,系统转速与动载荷振动幅值均逐渐增大,变桨操作介入后,产生瞬时过载,系统振动响应幅值急剧增大至26.7%;停机工况下,刹车及变桨的双重作用,使动载荷与转速迅速减小直至停止工作。     

基于Simulink轮边二级减速系统动力学特性分析

以电动轮矿用自卸车二级轮边减速器为研究对象,对行星齿轮传动系统中的非线性因素进行分析。运用集中质量法建立纯扭转非线性动力学模型,并在推导构件相对位移基础上,运用牛顿力学方程得到运动微分方程,选取合适的坐标变换,获得系统的非线性统一微分方程,并采用刚体位移消除法,获得方程的无量纲数学模型。基于Simulink搭建二级减速系统非线性模型,结果表明:齿侧间隙、时变啮合刚度和综合啮合误差的存在使系统出现跳跃现象等典型非线性特征。齿侧间隙在车辆载荷较小时,是影响系统动力学特性的主要因素,而当载荷较大时,其对系统的动态特性影响很小;啮合刚度不能改变系统的冲击特性;齿轮副的传动误差最大幅值随着系统阻尼系数的增大逐渐减小,达到一定值时,其振动幅值的跳跃现象则消失。采用试验对理论分析进行验证,表明理论分析的准确性,可作为设计参考依据。     

基于虚拟样机的齿轮传动控制系统研究

基于Pro/E和ADAMS建立了自行研制的混合型齿轮传动的动力学模型,采用ADAMS/View控制工具箱建立了齿轮传动的输出角度位移PID双环控制系统模型,由齿轮传动动力学模型及其输出角度控制系统模型构成了齿轮传动控制系统虚拟样机模型.典型输入信号的仿真分析结果表明,建立的齿轮传动控制系统虚拟样机具有有效的工程应用性,齿轮传动输出角度控制系统能够满足工程控制目标要求.     

基于Abaqus弧齿锥齿轮动态特性研究方法

以CATIA二次开发建立的弧齿锥齿轮三维模型为研究对象,利用Abaqus软件对弧齿锥齿轮进行仿真分析,仿真了在不同载荷下弧齿锥齿轮的动态性能,进行了接触分析,提取了传动误差曲线。结果表明,随着载荷的增大,齿轮的传动误差波动幅值随之减小,但偏离零线的幅度随之增大,表明弧齿锥齿轮在载荷增大的情况下传动更加平稳,传动精度随之降低。     

基于轮齿随机误差的齿轮系统动力学分析

基于影响齿轮动力学的误差主要是齿轮副中大齿轮的基节误差和齿形误差的结论,将每对齿轮副中大齿轮的基节误差和齿形误差合成为啮合误差,啮合误差幅值运用统计学的方法产生.在齿轮系统动力学方程中引入啮合误差,计算系统的幅频响应,并与未考虑随机误差的结果进行比较.     

风力机齿轮故障对传动系统的影响研究

建立风力机组齿轮传动系统的三维模型,利用ADAMS的模拟信号和实验信号对比分析,分别研究了不同转速时定轴齿轮断齿的单一故障及定轴齿轮齿根裂纹-行星齿轮断齿耦合故障,对传动系统上不同测点的影响。定轴齿轮断齿对各测点影响明显且频域分布特征基本一致,转速的变化不影响频域的分布,在高速级啮合频率、中速级啮合频率及2倍频附近有较强边频带;耦合故障时定轴齿轮裂纹对各测点高频区影响明显,行星轮断齿对故障源附近低频区影响明显,行星轮故障特征为啮合频率及其2、3倍频振幅明显,且存在明显边频;角加速度信号与实验信号主要特征频率分布基本吻合。     

基于嵌入式实时操作系统的汽车转向器性能及寿命试验

传统的单片机系统应用于工业测试技术是用的前/后台系统方式,在实时性要求较高的场合有很大的缺陷。本文介绍将实时内核μC/OS-II应用于汽车转向器性能及寿命试验台,使得试验台性能大大提高。     

新型谐波齿轮主动转向系统性能的仿真研究

为了提高整车的操纵安全性,从转向系统的改进出发,用谐波齿轮作为主动转向系统的核心部件实现改变转向系统传动比的功能。根据谐波齿轮主动转向系统的结构原理建立相关数学模型,采用电机电压控制方法与PID控制方法对系统进行控制,在Simulink中建立整体仿真模型进行仿真研究。结果表明,车辆在低速时转向响应较快、高速时转向响应较慢,实现了车辆低速转向轻便灵活、高速转向稳定的效果。     

液压动力转向器性能测试系统

为了提高汽车液压动力转向系统的工作性能,文中建立了汽车液压动力转向器测试的试验系统,并介绍了对转向器性能测试系统的总体设计方案,利用压力、扭矩、角度和温度传感器检测系统性能状况,通过数据采集卡将采集到的信息及时反馈工控机,并应用Lab VIEW软件开发平台对数据进行分析。实现了对转向器性能的在线检测,为新型液压动力转向产品的研发奠定基础。