斯特林发动机可变倾角斜盘传动非正交锥齿轮设计与强度分析

非正交锥齿轮是四缸双作用斯特林发动机可变倾角斜盘传动装置关键部件,在斜盘倾角调节过程中承受较大的斜盘倾角维持力矩。为保证发动机可靠有效工作,锥齿轮的设计及精细强度分析尤为必要。基于此,针对大功率四缸双作用斯特林斜盘驱动发动机,依据可变倾角斜盘传动装置传动布局要求,开展了斯特林发动机非正交锥齿轮传动系统参数设计研究,建立了精细锥齿轮接触强度分析三维模型。其次,利用有限元分析软件Workbench进行了仿真分析,检验非正交锥齿轮传动系统性能。在此基础上,探讨了几何参数变化对锥齿轮啮合性能的影响。结果表明,在满足斯特林发动机整机结构参数设计要求情况下,齿轮最大形变量以及最大应力均随齿数在一定范围内增加而减小。这一结论将为非正交锥齿轮参数设计及动态分析提供一定的理论依据,为四缸双作用斯特林发动机可变倾角斜盘驱动系统的优化及性能提升提供理论参考。     

斜盘发动机摆盘机构参数对动力性能影响分析

为了研究斜盘发动机摆盘机构相关参数对发动机动力性能的影响,通过对斜盘发动机摆盘机构相关参数的推导,建立了其设计参数与发动机动力学性能之间关系的数学模型;结合该数学模型,采用控制变量法,研究摆盘机构缸数的变化对输出转速及斜盘质心位移的影响,并进行了Adams仿真分析。结果显示,当选择缸数为自变量时,斜盘倾角从29.93°逐渐减小至14.26°,且缸数为7缸时的转速平均偏差最小,为0.005 4 r/min;斜盘质心在x轴、y轴上的位移平均值也最小,分别为-0.005 9 mm、-0.016 7 mm;在z轴上的位移平均值为0.038 8 mm,虽不是最小值,但偏移幅值更小。结果表明,发动机缸数为7缸、斜盘倾斜角为16.35°的结构时,主轴转速稳定性及斜盘的稳定性均为最优。研究为斜盘发动机的参数设计提供了参考。     

ANSYS载荷工况在CK6132主轴分析中的应用

有限元方法是在工程分析中广泛应用的数值方法.CK6132主轴承受弯矩、转矩和拉压载荷,属于组合变形,介绍了利用ANSYS的载荷步建立CK6132主轴应力分析模型,通过载荷工况(Load Case)对CK6132主轴力载荷步和转矩载荷步求和,分析计算CK6132主轴的最大应力的方法.对构件组合变形时的应力和变形的ANSYS分析有一定的指导作用.     

某型汽车驱动盘轴向冲击疲劳计算分析

汽车驱动盘是连接汽车发动机曲轴和液力变矩器的重要零件,其性能好坏直接影响发动机的动力输出和运动平稳。基于疲劳分析的相关理论,利用ANSYS软件建立某型驱动盘有限元模型,根据静力分析结果找到驱动盘承受轴向冲击载荷下的危险点,再通过ANSYS-Fatigue疲劳分析模块对盘体进行疲劳寿命分析,计算结果表明其满足设计要求。     

低气压对发动机轴承性能的影响

以立式单缸柴油发动机为研究对象,分析了低气压对发动机主轴承和连杆大端轴承工作情况的影响。首先建立了考虑气压影响的单缸发动机模型,然后通过实验测得发动机在不同环境气压下气缸内的燃气压力,将此压力作为载荷加载到单缸发动机模型上,利用AVL公司提供的商用软件EXCITE Designer计算得出主轴承和连杆大端轴承的载荷、偏心率和摩擦功率损失。计算结果表明：随着环境气压的降低,发动机的主轴承和连杆大端轴承载荷减小,转速越高载荷减小幅度越大;在转速较低时,随环境气压减小,偏心率的形状变小,轴承工作更稳定,在转速较高时,随环境气压减小,偏心率的形状反而变大,工作不稳定;主轴承和连杆大端轴承摩擦功率损失随着气压减小略有减小。最后,通过实验对计算模型进行了验证。     

SIU250T卧车主轴静压轴承受力分析

由于机床采用恒压力静压轴承,即供油压力一定、通过节流器的调节使得主轴在承受外载荷的情况下处于轴承中心。静压轴承系统无法提供足够的油膜刚度以克服主轴的抗弯曲刚度,使得轴承与轴之间没有刚性的油膜进行支撑,进而造成主轴与轴承摩擦。所以对主轴静压轴承进行受力分析、校核计算,可确定其改造方向。     

RV减速器摆线轮轴承的受力分析与寿命校核

以RV减速器为研究对象,对RV减速器的传动转矩、曲柄轴、输出轴、摆线轮进行受力分析,确定摆线轮与针轮啮合的齿数,并对修形齿形摆线轮与针轮啮合时各齿的接触变形量及啮合作用力进行计算。对RV减速器摆线轮轴承的承载能力进行计算与分析,得到圆锥滚子轴承和保持架组件的径向载荷。根据圆锥滚子轴承的外载条件,应用Romax Designer软件对圆锥滚子轴承进行内部载荷分析与寿命校核,进而全面掌握摆线轮轴承在RV减速器中的承载能力和工作性能。研究结果表明,摆线轮轴承的载荷工况及可靠性对RV减速器的传动性能有重要影响。通过对RV减速器传动系统的载荷进行计算与分析,可以得到摆线轮轴承的内部载荷、接触应力、寿命,能够有效指导摆线轮轴承的设计。     

计入轴瓦弹性变形的内燃机主轴承润滑分析

以某四缸柴油机的主轴承为研究对象,从曲轴-轴承系统的角度出发,采用变形矩阵法研究了计入轴瓦弹性变形时内燃机主轴承润滑分析问题。得到的结论是:计入轴瓦弹性变形时,在固定轴心位置条件下,主轴承最大油膜压力下降,最小油膜厚度增加;但在额定载荷作用下,计入曲轴-轴承系统动力学效应时,主轴承最大油膜压力上升,最小油膜厚度减小。     

有限元静态特性分析在主轴上的应用

1．构建几何模型 CKS6125主轴是一种阶梯轴,具有中空、多支承的特点。主轴承受多种载荷,在四个轴承支承下高速旋转,因此,该主轴是一个较复杂的超静定梁结构。虽然主轴轴承的刚性不是一个定值,而是轴承所受载荷（主轴支反力）的函数,但由于主轴的结构对称,形状简单,为了方便计算,将其作为空间弹性梁处理。     

双转子轴系五主轴轴承试验机系统设计

双转子轴系五主轴轴承试验机系统通过模拟发动机主轴轴承的转速、工作载荷、工作温度,能同时进行双转子轴系5个主轴轴承的结构性能、耐久性、寿命试验以及相关的预先研究试验.系统结构设计合理、运行可靠,提供了双轴系多轴承试验机系统设计的有效方法.     

2MW风力发电机低速轴轴承寿命分析

轴承是支撑轴转动的重要部件,其使用寿命关系着整个机器的运行安全。依据某2MW风力机传动系统中低速轴为例,通过BLADED软件分析出的60s载荷图,根据疲劳损伤累积原理和雨流计数方法,绘制出风力机主轴载荷谱,并根据行星轮传动原理和理论力学等基本知识得出低速轴载荷谱。采用圆柱滚子轴承NU0000型为算例,由载荷谱计算出轴承寿命,选用一般轴承寿命计算和SKF轴承寿命公式计算两种方法分别计算。其结果表明轴承的寿命满足要求,并且可以用于一般轴承的寿命计算方法。为以后风力发电机研究和相关机械的设计提供理论依据。     

RV减速器用新型交错滚子主轴承承载能力分析与试验研究

以一种集成于RV减速器针齿壳和行星架输出机构的交错滚子主轴承为研究对象,综合考虑其在轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩综合作用下的变形协调条件,建立新型交错滚子主轴承的静力学模型,给出了新型一体式设计的交错滚子主轴承承载能力的精确计算方法,通过与有限元模型计算结果进行比较,验证了静力学模型的正确性;针对RV减速器主轴承的服役工况,综合考虑轴向游隙与径向游隙,分析了交错滚子轴承的载荷分布与承载能力特性,分析结果表明外加载荷下轴向游隙对许用倾覆力矩影响较大,而径向游隙对许用径向载荷影响较大;试制一体化交错滚子轴承支撑结构的新型RV减速器,对其性能指标进行了试验测试,试验结果表明,采用交错滚子主轴承结构的新型RV减速器在承受扭矩输出的同时,亦可承受较大的轴向载荷和倾覆力矩,且更有利于提升减速器的精度保持性,降低扭转刚度和回差的衰减.研究成果可为RV减速器的选型与设计提供理论基础.     

某无人机用涡喷发动机主轴疲劳寿命计算

涡喷发动机主轴所承受载荷十分复杂,扭矩、轴向力、离心载荷和陀螺力矩等载荷共同作用于主轴,在高温区还承受热负荷。在这些交变载荷共同作用下,疲劳断裂失效是其主要失效模式。根据无人机的任务剖面,编制该无人机用涡喷发动机主轴的疲劳载荷谱;并用工程估算方法得到该涡喷发动机主轴的S-N曲线,基于ANSYS建立有限元模型并进行疲劳寿命分析,给出了该涡喷发动机主轴的寿命。     

汽车发动机主轴承滚动化可行性分析

以剖分滚动轴承为研究对象,探究汽车发动机主轴承滚动化的可行性。在某发动机真实工况下,计算了滚动轴承主要受力滚子的应力、变形和轴承的载荷分布及寿命,同时分析了滚动轴承疲劳寿命的影响因素,最后在倒拖试验台架上对主轴承滚动化前后的摩擦损失进行了测试和对比。综合结果表明,发动机主轴承滚动化后具有非常显著的减摩效果,但是疲劳寿命将是影响其产业化应用的最大制约因素。未来通过提高滚动轴承设计和工艺水平,改善轴承处的润滑及运行条件,有望实现发动机主轴承的滚动化应用。     

风电主轴双支承圆锥滚子轴承疲劳寿命计算

针对直驱式风电机组主轴双支承圆锥滚子轴承组合，建立了一种轴承疲劳寿命理论计算方法。首先，在笛卡尔坐标系中对轴承滚道进行数学描述；其次，运用坐标变换原理建立滚子-滚道接触变形与套圈位移之间的数学关系，借助于变形协调条件和受力平衡条件解决滚子载荷分布的静不定求解问题，通过对模型的数值求解得到轴承内部每个滚子的载荷；然后，运用有限长线接触理论建立修形滚子与套圈滚道之间的弹性接触模型，计算得到滚子与滚道之间的接触应力分布和滚道边缘应力修正函数；最后，通过边缘应力修正函数修正当量滚子切片载荷，进而准确计算轴承疲劳寿命。实例分析结果表明：滚子素线修形量对滚子与滚道之间的接触应力分布和轴承疲劳寿命有显著影响，轴承疲劳寿命随滚子凸度系数增大先急剧上升，达到最大值后缓慢下降。     

双支承阶梯主轴优化设计

本文介绍应用有限元法计算双支承阶梯主轴的静刚度及最佳支承距。文中选用两节点C{sup}1连续的插值函数,将轴的变形看成是支承处为零位移时产生的弯曲变形和支承处为指定位移时轴母线的整体变形的叠加,并给出了阶梯主轴在各种载荷下计算最佳支承距的一般电算解法。     

轴承动态刚度测量方法及测量设备研究

作为机床主轴的核心零件,轴承的动态刚度对机床加工精度至关重要。为模拟机床主轴轴承的工况,测量轴承运转过程中的动态刚度,设计了一种能够对多种组配形式的轴承轴向或径向动态刚度进行测量的轴承动态刚度测量仪。该测量仪有柔性驱动系统驱动、伺服电缸加载、直线旋转运动轴系传递载荷和旋转,测量系统能够实时监测轴承转速、载荷和被测轴承变形量等数据,从而计算出被测轴承的动态刚度。阐述了测量仪的工作原理、测量主体、柔性驱动系统、加载系统等关键系统的结构和工作方式,介绍了测量仪的技术特点,并通过试验验证了测量仪的可靠性。     

柴油机铸造机体主轴承座结构强度分析及优化

为验证某款新开发的直列4缸柴油发动机主轴承座设计的可靠性,建立了包括气缸体、主轴瓦、轴承盖、曲轴及连接螺栓的发动机主轴承座有限元强度分析模型,运用Abqus和Femfat软件从应力分布、安全系数、轴瓦背压、主轴承孔变形等四个方面进行了强度计算。针对计算结果中主轴承座安全系数不足的问题,提出了结构改进方案,并重新对改进后的主轴承座进行应力和安全系数计算分析,结果表明,改进方案对疲劳安全系数的提高有明显的效果,满足设计要求。     

汽车主减速器圆锥滚子轴承的最佳轴向预紧量

轴向预紧量会直接影响轴承的力学性能和使用寿命,以汽车主减速器用圆锥滚子轴承为研究对象,通过分析主减速器输出轴传动系统受力得到不同载荷工况下的齿轮载荷,并基于Romax建立主减速器输出轴-轴承系统模型,以齿轮载荷作为外载荷,分析轴向预紧量对轴承内部接触状态和疲劳寿命的影响。得出结论:随预紧量增大,受载滚子数增多,滚子与套圈最大接触载荷先减小后增大,最大接触应力先减小后增大;轴承寿命随预紧量的增大先增大后减小;最佳预紧量随径向载荷的增大而增大。     

电动汽车传动系统高速斜齿轮动载荷谱研究

与传统燃油汽车相比,电动汽车传动系统构件时常运行在高频、强冲击、超长周次的动态载荷作用下,更易诱发变速器齿轮发生接触疲劳破坏。为了准确计算电动汽车高速斜齿轮实际工况下的动态载荷,获取其动态载荷谱,建立车用永磁同步电机的矢量控制模型,基于循环工况对模型进行仿真,得到驱动电机的动态转矩输出;以电机的动态转矩作为变速器驱动转矩,计算齿轮接触应力-时间历程,采用雨流计数法对应力-时间历程进行循环计数和统计分析,获取循环工况下电动汽车传动系统高速斜齿轮的疲劳载荷谱。研究结果为纯电动汽车传动系统疲劳寿命预测和可靠性分析奠定了基础。