渐开线斜齿圆柱齿轮热弹流润滑的计算分析

本文在充分考虑斜齿轮啮合特性的基础上,运用多重网格法,通过联立求解Reynolks方程、弹性变形方程、油膜厚度方程、载荷平衡方程、润滑油粘度,密度方程、能量方程和界面温度方程,获得了不同啮合位置下的油膜形状,压力分布,固体表面和油膜内的温度场分布以及接触区内的摩擦系数,这对于发展和完善高强度的齿轮设计,提高齿轮的抗胶合承载能力,有一定的指导作用和参考价值。     

基于有限元法的弧齿锥齿轮接触性能研究

弧齿锥齿轮在接触啮合过程中会产生啮合冲击和振动，基于有限元显示求解对齿轮副进行动力学分析，探究主动轮转速、加速时间等因素的改变对齿轮接触啮合性能的影响。根据从动轮角速度变化曲线及接触力变化曲线来确定齿轮的接触性能，以振动位移和振动加速度为响应，探究齿轮传动初期的啮合冲击。结果表明：主动轮转速、加速时间、惯性载荷等因素会影响齿轮的传动性能；主从动轮在轴向与径向表现的振动特性不同，轴向方向主动轮表现出更大的振动位移和振动加速度，径向方向从动轮表现出更大的振动位移和振动加速度。     

谐波齿轮传动轮齿润滑研究

本文通过研究谐波齿轮传动柔轮和刚轮在啮合过程中的啮合状态、齿面速度和齿间载荷分布规律,分析计算了轮齿间油膜厚度和润滑状态。结果表明,对于动力传递用谐波齿轮传动减速器,其齿轮能形成正确渐开线啮合的范围很小,在啮合过程的大部分时间内是处于尖点啮合状态。在正确啮合区内有可能形成弹流油膜,但膜厚比一般小于3;在尖点啮合区内则几乎不存在流体润滑或弹流润滑效应。因此,谐波齿轮传动中轮齿的润滑状态主要为边界润滑或混合润滑。台架试验如铁谱分析结果也表明,轮齿润滑确实为边界润滑或混合润滑。     

圆柱齿轮齿面接触线载荷分布的研究

通过分析轮齿刚度和齿面接触线载荷分布的新方法──齿面接触线法向刚阵法，建立了齿面接触线上节点力与法向变形的关系。加入相应的变形协调条件和静力平衡条件，对多对齿同时啮合状态下载荷沿击面接触线分布、齿间载荷分配及轮齿瞬时啮合刚度（另文发表）作了分析计算。并用有限元法编制了计算载荷分布的专用软件，给出了分析计算实例，绘制出考虑多齿对啮合，刚度差异以及边界效应时，载荷沿齿面接触线的分布曲线。     

基于差齿面拓扑的轮齿承载拟赫兹接触分析

基于齿条曲面多项式与齿轮公切共轭产形原理,建立了数值齿面、差齿面ease-off模型;通过ease-off曲面映射,解析了齿面接触路径、传动误差、接触线等轮齿啮合特性信息。利用势能法、变形协调方程与拟赫兹接触分析解决了齿面载荷计算、边缘接触应力求解问题,获得了轮齿啮合刚度、传动误差、齿间载荷分担、载荷分布、接触应力等齿面啮合的时变历程特性。计算结果与第三方软件的计算结果具有较好的一致性。     

渐开线齿轮热弹性流体动力润滑分析

本文考虑流体的可压缩性和齿轮传动重合度对轮齿载荷的影响，采用完全数值法对渐开线直齿轮进行了热弹流分析，获得了两齿轮在啮合线不同点处的油膜压力分布、油膜形状、温度分布、摩擦系数以及沿整个啮合过程的最小油膜厚度。     

斜齿圆柱齿轮的三维接触应力分析

本文提供了一种能在微机上实现快速求解三维弹性接触问题的有限元—线性规划法及计算程序。并首次分析了一对斜齿轮啮合时,在对载荷分布不加任何假设的条件下,载荷沿斜齿接触带内的分布。局部加密后,求出了接触区内的真实应力分布。分析了螺旋角对接触区表层下最大剪应力的影响。所得部分结果与已有光弹实验和ISO 标准进行了比较。这对进一步了解斜齿轮接触应力的真实情况具有实际意义。     

齿轮内啮合传动的重合度及载荷修正系数的计算(Ⅱ)--载荷修正系数数据表

在获得齿轮内啮合传动的齿侧间隙计算公式以后，结合齿对刚度的计算公式，推导出齿轮内啮合传动的加载重合度及载荷修正系数。通过对具有不同模数、齿数、齿数差、变位系数及载荷的齿轮内啮合传动模型的计算，发现载荷及齿数(传动比)的变化对载荷修正系数的影响较大，齿数差及变位系数的变化对载荷修正系数的影响较小，齿轮的精度对载荷修正系数的影响最大。载荷修正系数在0．30至1．00之间变化。     

少齿差行星齿轮传动实际接触齿数及载荷分配的研究

在考虑内外啮合齿轮副齿廓理论间隙、制造误差及轮齿弹性变形的基础上，建立少齿差内啮合行星齿轮传动实际接触齿对数及各齿间载荷分配的理论分析模型；分析计算了在额定载荷工况下的实际接触齿对数及各齿上的载荷分配；并利用应变测试方法进行了相应的实验研究；验证了理论分析计算的结果，为少齿差行星齿轮传动承载能力的估算，齿轮几何参数的确定及零部件的强度分析计算提供了理论依据。     

掘进机主轴承载荷谱编制方法研究

掘进机主轴承作为掘进机的关键核心部件，对性能和可靠性要求极高。获取准确有效的载荷谱用于主轴承工况试验，是保证主轴承设计满足可靠性要求的前提条件。为解决主轴承载荷谱编制难题，文中根据实际工况下主轴承承载特点，在掘进机中安装监测系统，通过监测与主轴承后端相连伸缩油缸的压力获取主轴承所受轴向力及倾覆力矩，监测电机扭矩获取主轴承所受驱动扭矩，以及将主轴承前端结构件重力的函数值作为主轴承所受径向力。采用雨流计数法对获取的原始载荷-时间历程进行处理，建立载荷幅值、载荷均值的分布函数；然后，通过波动中心法将分级的载荷幅值叠加至载荷均值的加权平均值之上获取八级载荷；最后，通过载荷分布函数获取各级载荷作用次数，实现主轴承轴向力、径向力、倾覆力矩及驱动扭矩八级载荷谱的编制，为主轴承设计开发、工况模拟等工作奠定了坚实基础。     

非驱动轮毂轴承单元法兰盘轴颈静强度计算及试验

针对轮毂单元静强度计算及试验验证问题,根据第三代非驱动轮毂轴承单元的受力情况,提供了一种用CAE仿真分析方法以外的简便数值分析计算方法,即在车辆受到侧向1.2 g的临界侧向加速度下,将轮毂轴承单元受到的外部径向力和轴向力,通过轮毂轴承单元内部受力分析,转化为轴承内部双列滚道的两个载荷中心的径向力和轴向力;并将轮毂轴承单元法兰盘内侧受力轴颈简化等效为实心悬臂梁的处理方法,来计算法兰盘轴颈静强度;并用侧向静强度试验方法,通过构建适当的试验方案,来验证轮毂轴承单元法兰盘静强度,为设计优化提供简便的分析验证方法。研究结果表明,该简化模型计算结果能够与侧向静强度试验结果保持一致,为笔者利用简化计算方法来简便快速地定量选取轴径和轴颈r角大小提供了可能;该方法计算简便有效,结果可靠。     

Meshing stiffness property and meshing status simulation of harmonic drive under transmission loading

The multitooth meshing state of harmonic drive (HD) is an important basic characteristic of its high transformation precision and high bearing capacity. Meshing force distribution affects the load sharing of the tooth during meshing, and theoretical research remains insufficient at present. To calculate the spatial distributed meshing forces and loading backlashes along the axial direction, an iterative algorithm and finite element model (FEM) is proposed to investigate the meshing state under varied transmission loading. The displacement formulae of meshing point under tangential force are derived according to the torsion of the flexspline cylinder and the bending of the tooth. Based on the relationship of meshing forces and circumferential displacements, meshing forces and loading backlashes in three cross-sections are calculated with the algorithm under gradually increased rotation angles of circular spline, and the results are compared with FEM. Owing to the taper deformation of the cup-shaped flexspline, the smallest initial backlash and the earliest meshing point appear in the front cross-section far from the cup bottom, and then the teeth in the middle cross-section of the tooth rim enter the meshing and carry most of the loading. Theoretical and numerical research show that the flexibility is quite different for varied meshing points and tangential force amplitude because of the change of contact status between the flexspline and the wave generator. The meshing forces and torsional stiffness of the HD are nonlinear with the torsional angle.     

渐开线直齿轮啮合过程中载荷及应力的计算机模拟

基于有限元法,提出了一种渐开线直齿轮在啮合过程中参数化模型的表达方法,建立了能随啮合过程变化自动调整接触区和整体模型的啮合轮齿有限元分析模型,采用有限元弹性接触分析方法对轮齿从啮入至啮出整个啮合周期的接触载荷分配及分布、应力分布的变化等进行了研究。采用该方法可实现用计算机模拟齿轮在啮合过程中载荷及应力的变化。     

提高带式烧结机星轮承载能力的研究

针对带式烧结机的星轮与台车辊轮啮合时出现的齿面塑性变形、飞边等损伤,应用赫兹接触理论对齿面接触应力进行了计算。分析了星轮承载能力低的原因,并从辊轮结构的确定、齿形压力角的选择、齿面摩擦的降低等三方面给出了提高星轮齿面承载能力的措施。采用非线性有限元方法对理想接触工况及实际接触工况进行了模拟,进一步揭示了齿面损伤产生的原因,并证明了提高齿面承载能力所采用措施的有效性。     

子午线轮胎静态侧倾性能有限元分析及试验研究

采用三维非线性有限元分析方法,在模型中考虑了轮胎的几何非线性、材料非线性以及轮胎接触非线性,计算了子午线轮胎195/60R14在不同角度侧倾接地时的变形情况,与试验结果进行了比较。分析了轮胎在静态不同角度侧倾接地状况下载荷-下沉量变化、接地区压力分布、接地区摩擦力分布、侧倾侧向力-侧倾角变化关系;采用连续加载-卸载方式,开展了轮胎侧倾接地试验,实时记录了轮胎受力与变形关系,采用压力敏感膜测量了轮胎侧倾接地时的接地区压力分布状况。结果表明,轮胎侧倾接地状况下的变形及接地区压力分布趋势的计算结果与试验测试结果一致。     

Load sharing and stress analysis of single enveloping worm gearing considering transmission errors

A procedure, known as the slicing method, which has been developed earlier by the authors to estimate the load share of single enveloping (cylindrical) worm gear drives and to calculate the instantaneous tooth meshing stiffness and stresses, is extended in this study to investigate the effect of transmission error on loading and stresses. Tooth composite deflection caused by bending, shearing, contact deformation and initial separation due to profile mismatch are determined in the analysis as well as tooth stiffness variation during the course of contact of both the worm and the wheel. The elasticity theory was used to calculate fillet stresses and deformation of both the worm and wheel. Numerical examples are presented to illustrate the response of worm gear set in the presence of transmission error and under given loading conditions. The procedure was proven to be safe and reliable in rating the load capacity and useful in the design of worm gear drives with compact size and high power transmission.     

磨削加工时磨削液的流体动压效应

根据流体动压润滑理论,分析了平面砂轮磨削液的流体动压效应,并考虑砂轮渗透度的影响,推得了有限宽线接触条件下磨削液三维流动的Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程,用数值分析方法,得出了砂轮磨削区内磨削液动压力的分布曲线和液膜举起力。然后进一步分析讨论了砂轮渗透度、砂轮与工件间的相对速度及相对间隙对液膜举起力的影响。数值计算结果与实测数据基本吻合。     

高重合度摆线内齿轮副时变啮合刚度计算与齿间载荷分配研究

高重合度摆线内齿轮副时变啮合刚度计算和齿间载荷分配是其动力学分析和强度设计的基础,由于是多齿啮合,齿间载荷分配非常复杂,属于静不定问题。结合现有文献,考虑了真实的过渡曲线和精确的轮齿建模,采用更为准确的齿面赫兹接触刚度计算方法,基于势能法建立了与摆线齿形相适应的单轮齿对啮合综合刚度模型,针对该齿轮副的传动特点,构建了其变形协调方程,提出了多齿啮合齿间载荷分配模型。为验证所建模型的正确性并提高仿真分析效率,在ABAQUS中利用Python脚本编程进行二次开发,实现了精确化建模、参数化分析和自动化操作,根据齿轮加载接触分析结果和基于有限元法的轮齿对受载啮合刚度计算方法,得到了不同负载转矩作用下单轮齿对、多轮齿对的啮合综合刚度和轮齿啮合力。对比表明,计算结果趋势吻合、数值接近,验证了建模分析的正确性,可为动力学分析和强度计算提供基础。     

第三代轮毂轴承游隙的分析与检测

为解决第三代轮毂轴承负游隙难以直接获取的问题,将第三代轮毂轴承游隙的间接测量方法与角接触球轴承轴向载荷-位移关系相结合,开展了轮毂轴承游隙与预紧力的分析,建立了卸载力与预紧力之间的关系,提出了装配件和装车件状态下轮毂轴承游隙的计算方法;在利用加载机构模拟锁紧力的基础上,设计了一种能应用于三代驱动和非驱动轮毂轴承的游隙检测方法以获取轮毂轴承游隙.研究结果表明,第三代轮毂轴承的卸载力与预紧力之间存在线性关系,不同初始游隙的轴承在相同锁紧力矩下导致的轴向位移趋于一致.     

纳米结构WC/12Co涂层精密平面磨削表面残余应力有限元模拟与试验

对金刚石砂轮精密平面磨削纳米结构WC/12Co涂层的磨削表面残余应力进行有限元模拟,忽略相变影响,基于ANSYS平台,利用ANSYS参数设计语言完成建立模型、给定材料属性、划分单元、加载和求解整个过程。对纳米结构WC/12Co涂层表面磨削残余应力进行试验研究,通过改变磨削条件得到不同磨削条件下残余应力的变化规律。将试验结果与相同磨削条件下的有限元模拟结果进行对比,发现试验结果与有限元模拟结果是一致的,证明了有限元模型的正确性。