永磁涡流耦合器传递转矩计算方法研究

永磁涡流耦合器作为一种传动装置,传递转矩的有效计算是评价其传动性能的重要指标.针对一台6磁极对数、额定输入转速1450r/min的永磁涡流耦合器,首先,根据耦合器几何结构,采用有限元方法对磁力线走向进行了仿真分析,获得永磁涡流耦合器的磁路分布,进而通过分析漏磁边界条件得到了泄漏磁阻和有效磁动势;其次,建立导体盘涡流的坐标系,根据趋肤深度和安培环路定律,考虑磁场分布的连续性和对称性,构建了耦合器的磁感应强度方程;然后,根据导体盘涡电流密度和电导率的数学关系,同时考虑三维端部效应,得到了传递转矩的解析结果;最后,建立样机试验平台和三维有限元模型对该方法进行验证.结果表明,在一定的转速差范围内,所提计算方法具有较好的精度,相对误差在6%以内.采用该方法对永磁涡流耦合器的设计优化提出了一些合理化建议.     

渐开线齿轮动态啮合力计算机仿真

为了获得渐开线齿轮啮合传动过程中的动态啮合力,提出了一种在MSC-ADAMS平台上的计算机仿真方 法．考虑了齿轮高速、大转矩啮合传动以及渐开线齿轮工作过程中齿廓啮合点位置不断变化的实际情况,基于 Hertz弹性接触理论,建立了仿真用齿轮刚度系数的计算公式及渐开线齿轮啮合传动的仿真模型,并以某车用变速 器的一对渐开线齿轮为研究对象,应用机构动力学仿真分析软件,计算得到了在3种不同工况下的齿轮动态啮合 力．研究结果表明:渐开线齿轮在啮合传动过程中含有明显的动载荷,动载荷的波动并非对称循环,其均值大于静 载荷;随着传动速度的增大,动载荷及其作用时间所占比例均增大．     

电磁耦合调速风力发电机组的运行特性

电磁耦合调速风力发电机组与传统风力发电机组不同,通过电磁耦合器借助电磁转矩将风力机齿轮箱输出功率传递给直接并网的同步发电机。采用变频器供电的电磁耦合器具有快速灵活调节其电磁转矩的能力。该文提出了在传递风力机输出转矩的基础上,附加额外的转矩控制,以此来减小系统扰动对同步发电机的影响。搭建了风力发电机组单机无穷大电网的系统模型,探讨转矩调节控制策略与手段。在MATLAB Simulink环境下,对系统干扰甚至故障状态下的动态特性进行分析,仿真结果表明:与只有励磁和风力机输入功率调节机组相比,增加了附加转矩控制的系统暂态稳定性和动态响应过程有较大的改善,充分满足低电压穿越要求,增强了对电网电压的支撑能力。     

磁力耦合器在真空设备上的应用和设计

介绍了一种磁力耦合器在超高真空实验设备—滑动摩擦系数测定实验机上的具体应用和设计;并结合应用扼要介绍了磁力耦合器的工作原理、主要功能、磁力传动转矩的计算、磁路的排列形式、结构特点等,以及在制造中需要注意的工艺问题。     

基于轴转矩补偿的永磁伺服系统机械谐振抑制

柔性传动装置会在交流永磁伺服系统中引发机械谐振,并降低系统的动态性能和控制精度,为此提出一种基于卡尔曼滤波器的轴转矩补偿谐振抑制方法.该方法通过卡尔曼滤波器获得柔性传动装置的轴转矩估计值,将其转化为电流信号并补偿到电流环给定,由此消除柔性传动对电机转速的影响,同时提高了系统的动态性能.最后通过仿真验证了该方法的有效性.     

基于电磁耦合器调速的新变速恒频风力发电机组

为改善风力发电机组对电网电压的支撑和故障穿越能力,提出了基于电磁耦合器调速的新型风电机组。在其传动链中,电磁耦合器的两端分别与变速齿轮箱的高速轴和恒速同步发电机的输入轴连接,两个轴系之间的转速差由电磁耦合器及变频器控制。基于电磁耦合器的工作原理,分析了风力机和电磁耦合器的转矩特性,提出了电磁耦合器的设计方法,在Matlab/simulink平台上搭建了整个系统的仿真模型,并完成了系统并网运行时的稳态性能仿真。结果表明:基于电磁耦合器调速的风电机组只需配备机组功率15%左右功率容量的电磁耦合器和变频器即可实现变速恒频运行,而且该类风电机组具有与常规火力发电机组相似的电网支撑和故障穿越能力。     

内齿行星齿轮机构的弹性动力学仿真

建立了内齿行星齿轮传动运动副及零件的弹性变形协调条件和弹性动力学分析方程．利用模态叠加法和封闭算法对动力学方程进行了仿真，仿真中对截断模态对系统动力学响应的影响进行了拟静态修正，计算了机构中输入轴行星轴承、输入轴箱体支承轴承、支承轴行星轴承和支承轴箱体支承轴承的载荷，以及在两个所谓“死点位置”的载荷．结果表明，在这两个位置，轴承载荷并不很高，即“死点冲击”并不存在．还计算了传动系统的固有频率．     

输出偏心载荷的滑动螺旋传动计算方法研究

在热发射领域需要锁弹机构锁紧和推动导弹,通常采用自锁型滑动螺旋传动。在以往的研究设计中,螺旋传动的输出载荷一般通过螺旋传动中心,缺少输出偏心载荷时滑动螺旋传动的计算方法。通过建立某锁弹机构的受力模型,利用理论力学分析方法得出了输出偏心载荷时螺旋传动输出作用力与驱动力矩之间的计算公式,并通过有限元仿真计算和原理样机试验验证了该计算方法的正确性。研究成果表明,对于输出偏心载荷的滑动螺旋传动,必须考虑载荷偏心所带来的附加力及其摩擦影响,可以利用理论力学和有限元仿真的计算方法,为机构设计时判断驱动力矩与输出载荷提供支持,对相关专业产品具有借鉴意义。     

船用液力调速系统动力学特性仿真分析

基于船用轴发系统工作原理及液力调速系统传动特性,通过研究行星变速机构与导叶可调式液力变矩器配合关系得到液力调速系统传动的功率流向,分析液力调速系统用于轴发系统实现变速恒频的工作原理.运用动力学仿真研究该系统中行星变速差动轮系的动态特征,结合其实际工作时转速转矩随机输入,仿真计算得到差动轮系在变速变矩条件下传动的应力应变分布情况.     

基于多轴联动控制的内齿珩轮强力珩齿齿向修形工艺研究

齿向修形可以显著改善载荷沿齿宽方向分布不均的现象,从而提高齿轮的传动精度.文章在已有研究的基础上提出在珩轮轴向运动过程中不断调整珩轮的附加径向运动量,通过多轴联动的方式对齿轮进行齿向修形加工.首先建立内齿珩轮齿面数学模型求解珩轮齿面方程;根据修形量与附加径向运动量的关系得到修形过程中的附加径向运动量;再根据珩齿修形加工...     

小角度交错轴变厚齿轮齿根应力及影响因素分析

为了准确计算小角度交错轴渐开线变厚齿轮啮合过程中的齿根弯曲应力,采用空间齿轮啮合原理和有限单元法,分别建立了渐开线变厚齿轮齿面模型及空间小角度交错轴渐开线变厚齿轮啮合模型,提出了基于齿根及过渡圆弧精确建模的渐开线小角度交错轴变厚齿轮副齿根弯曲应力数值计算方法,对其齿根弯曲应力进行了分析,研究了关键设计参数顶隙系数、扭矩载荷、中心距误差、轴交角误差、小齿轮轴向误差以及大齿轮轴向误差对齿根弯曲应力的影响。结果表明,顶隙系数的增加使得齿根最大弯曲应力减小;轻载下齿宽方向的齿根应力分布较为平坦,重载下齿宽方向的齿根应力呈明显的抛物线状;轴交角误差和中心距误差的存在使得最大齿根弯曲应力增大,最大弯曲应力的位置随误差的正负而分别向轮齿的两端偏移,大小齿轮轴向位置误差对轮齿弯曲应力影响较小。     

船用涡轮增压器轴强度的有限元分析

应用大型通用有限元分析软件Ansys,对船用涡轮增压器轴进行强度分析.取最大扭矩工况作为该轴计算工况,对其载荷进行计算,通过实体建模、有限元求解,分析其在最大扭矩工况下不同截面上的应力分布情况.计算结果表明:涡轮增压器轴满足强度条件,为该轴的安全工作提供可靠的理论依据.     

基于ADAMS/DRIVELINE的VDT-CVT的建模与仿真

为带有液力变矩器的金属带式无级变速器（CVT）进行分析和预判，应用软件ADAMS/DRIVELINE对CVT传动系统进行建模、仿真分析，得到了涡轮输出扭矩曲线，CVT输出轴角速度、角加速度和扭矩曲线。涡轮输出扭矩仿真结果，CVT输出扭矩仿真结果都表明，在第1和第3秒之间输出扭矩处于波谷，此时间区域输出扭矩的波动最为频繁，会使汽车舒适性降低。对比CVT扭矩输出试验结果和仿真结果，平均误差为8％，如果增大模型仿真的计算步长，误差会进一步降低。所建模型正确可信，可以对无级变速器的研究工作起预判和指导作用，是对无级变速器进行研制的方便工具，具有较大实用价值。     

微机采样数据的线性化处理

以自行开发的矩栽荷微机自动检测与数据处理系统为研究，讨论了扭矩测试的非线性误差及克服随机误差，系统误差的的软件算法。     

实况下机械零件的动态可靠性分析

考虑不同工况下载荷变化和强度退化对机械零件可靠性的影响,采用雨流计数法对工况载荷进行统计处理,运用Goodman直线修正法与线性积累损伤法则估计出零件的疲劳寿命.在此基础上,利用等时间段内最大载荷替代载荷变化,Gamma过程模拟强度随机退化的方法来建立渐变可靠性数学模型,最后由随机摄动理论和四阶矩法相结合推导出可靠性灵敏度的表达式.以采煤机扭矩轴为例,估算出扭矩轴在实际载荷下的疲劳寿命,给出各参数变量在疲劳寿命内动态可靠性灵敏度变化规律,分析了参数变量改变对扭矩轴可靠性的影响,并用Monte Carlo仿真进行了验证,结果表明所采用的动态可靠性分析过程符合实际工况,能够为实况下机械零件的动态可靠性分析提供一种方法.     

液力变矩偶合器应用于SGW型刮板输送机的探讨

液力变矩偶合器,综合了变矩器与偶合器两者的优点,克服了两者的缺点。具有起动能力大,额定工况效率高(0.84～0.96),不需要补偿装置,结构简单等优点。是解决刮板输送机满载起动较为理想的新型液力传动元件。     

基于钻柱动力学的井筒摩阻系数预测与应用

井筒摩阻系数是钻井设计和施工阶段准确预测和控制摩阻扭矩的关键因素,对比摩阻扭矩的实测值与预测值可预防钻井事故的发生。为此,基于钻柱动力学摩阻扭矩计算模型,结合近钻头多参数测量仪实测数据,开展了大斜度井实钻条件下套管段和裸眼段摩阻系数的预测方法研究,结果成功应用于同类型邻井的三开钻进阶段摩阻扭矩分析与控制。现场应用结果表明,实钻井筒套管内摩阻系数0.27~0.29,裸眼段摩阻系数0.39~0.41,均高于经验值;案例井钩载和扭矩预测值与实际值的误差满足施工精度要求,依托摩阻扭矩预测图版实时监测实钻摩阻扭矩的异常变化,保障了该井顺利施工。研究结果可为大斜度井钻机设备优选、井身剖面优化和现场钻井施工方案决策等提供科学依据。     

联轴器对中误差的表达方法

分析了机器安装过程中联轴器两轴线的公垂线与联轴器中心的相对位置关系的随机性及机器地脚支承面方位的随机性,指出了两种随机性所产生的误差,说明了国外工程界在描述联轴器对中误差时所用的4参数体系存在的不足.为改进对中误差的测量方法、判断方法及标准(公差)、调整方法,提高测量、控制精度提供了理论依据.     

多支点变刚度轴支承载荷的灵敏度

多支点轴支承载荷的分配直接影响设备的安全运行 ,各支承的标高是影响支承载荷分配的主要因素 ,只要建立了支承载荷对支承标高变化的灵敏度矩阵 ,便可方便地求得不同标高下的载荷分配 .传递矩阵推算方法需进行载荷和轴的简化才能求解 ,当载荷复杂且轴刚度变化大时便无法准确计算 .作者在不进行载荷和轴系简化的情况下 ,建立一种变刚度静不定梁的通用模型 ,推导出该梁任意截面的转角和挠度变形的一般方程 .由变形方程得出静不定梁求解的求解矩阵 ,导出支承载荷计算的灵敏度矩阵和线性公式 ,并对回转窑进行分析和计算 .研究结果表明 :该方法避免了由于载荷和轴系简化引起的计算误差 ,计算精度高 ;计算中对轴端支承形式也没有限制 ,是一种计算支承载荷灵敏度矩阵的通用方法     

有限元模拟电桥的直升机旋翼轴拉力与扭矩测量方法

为了精确地测得直升机飞行过程中旋翼轴的拉力及扭矩,通过有限元计算,模拟了现有直升机旋翼轴拉力测量中惠斯通电桥的输出,研究了旋翼轴现有测量方式中各向载荷对电桥输出的影响,分析了旋翼轴拉力、扭矩与各向载荷的耦合情况。结果表明,现有的旋翼轴拉力及扭矩测量的误差,主要来源于直升机飞行过程中俯仰力矩、滚转力矩传递到旋翼轴上的侧向弯矩的影响;通过耦合分析,给出了一种新的旋翼轴拉力及扭矩测量的组桥方式,并通过有限元模拟计算,验证了新方式的可行性。研究结果为后续直升机旋翼轴拉力及扭矩飞行测量提供了一种新的方法。