双圆弧齿轮齿面接触分析

应用齿轮啮合原理推导了点接触双圆弧齿轮的啮合关系和接触方程，采用无约束优化法对接触点进行求解，得到双圆弧齿轮齿面的接触迹线，并对各种误差条件下啮合迹线进行分析，实现了计算机模拟双圆弧齿轮的接触情况。     

双圆弧齿轮传动的动力学模型

本文根据双圆弧齿轮的啮合原理和传动特点，建立了包括静态传递误差、时变啮合刚度、阻尼等影响因素的双圆弧齿轮传动的动力学模型，为开展双圆弧齿轮传动的动态特性研究提供了参考     

双圆弧齿轮轴线平行度误差对传动误差影响的分析及应用

应用圆弧齿轮的啮合原理,研究了双圆弧齿轮传动的轴线平行度误差和其传动误差之间的关系,据此分析了不同方向的轴线平行度误差、螺旋角等对其传动的影响情况,进而指导实际应用。     

单圆弧齿轮的啮合刚度接触迹间载荷分配系数K1

应用自动研制开发的三维弹性力接触问题分析软件３ＤＢＥＭＣ，对４种螺旋角参数，４种载荷参数的ＪＢ９２９－６７型单圆弧齿接触问题进行了计算，得到１６组圆弧齿轮的变形计算结果，在此基础上，回归出单圆弧齿轮的啮合刚度公式，还分析了影响圆弧齿轮接触迹间载荷分配的各种误差，推导了单圆弧齿轮接触迹间载荷分配系数Ｋ１，为单圆弧齿轮的强度计算提供了一个重要的载荷系数。     

圆弧齿轮副轴线误差对传动精度的影响

根据圆弧齿轮啮合原理,在深入研究圆弧齿轮传动副轴线误差与传动误差之间关系的基础上,推导出由齿轮副轴线平行度误差导致传动误差的定量表达式,用该表达式可方便地计算出相关误差值.     

线啮合圆弧齿轮

线啮合圆弧齿轮是我们几年来研究的一种新型齿廓齿轮。它既具有渐开线齿轮的线啮合特性,又具有圆弧点啮合齿轮的凹凸齿廓接触的优点。本文是第一篇有关线啮合圆弧齿轮的理论分析报告。文章分析了齿形曲线实现线啮合的条件,论证了线啮合圆弧齿轮的优越性能,最后,扼要地报告了该齿轮的试制试验结果。     

双重螺旋法圆弧刀廓加工齿轮副的齿面啮合特性分析

为了预控双重螺旋法加工齿轮副的啮合特性,研究基于圆弧刀廓的双重螺旋法加工齿轮副齿廓修形对齿面接触性能的影响。首先推导采用圆弧刀廓、双重螺旋法加工的齿面方程,基于Ease-off分析圆弧刀廓加工对齿面失配量的影响;采用有限元法进行加载接触分析,得到不同刀廓加工齿轮副的接触位置及形状、传动误差、接触压力,对比分析不同刀廓加工齿轮副啮合性能对安装误差的敏感性。研究结果表明:圆弧刀廓修形可改善接触区位置和形状,避免边沿接触,减小传动误差,提高传动平稳性;显著降低工作与非工作齿面最大接触应力,以及边沿接触对安装误差的敏感性,有利于提高齿轮副承载性能和磨损寿命。     

诱导法曲率对圆弧齿线双圆弧齿轮接触强度的影响

根据齿轮啮合原理,分析并比较了圆弧齿轮双圆弧齿轮与普通双圆弧齿轮啮合特性,通过推导这种新型齿轮齿面诱导法曲率,分析了接触强度得以提高的原因。同时用切齿法进行研究后得出,该齿轮还具有较高弯曲强度。     

法向圆弧齿轮在有中心距偏差和切深偏差时的啮合

本文讨论了法向圆弧齿轮在有中心距偏差及切深偏差时的啮合。本文指 出，在有上述误差下，瞬时传动比仍保持不变，但接触部位要发生改变。本文 给出了计算接触部位的公式。讨论了中心距偏差和切深偏差相互补偿问题。文 中还讨论了双圆弧齿形保持双啮合线的条件。     

双曲型法向圆弧齿轮传动的动力学分析

为探究啮合刚度、传动误差及侧隙对双曲型法向圆弧齿轮传动动态响应的影响,建立齿轮副的动力学方程,并在数值计算的基础上进行仿真分析。运用有限元方法,计算接触位置处的载荷及变形,并对时变啮合刚度、静态传动误差和侧隙进行量化分析。仿真结果表明：对振动位移响应影响最大的是侧隙,其次是时变啮合刚度;对动态啮合力影响最大的则是时变啮合刚度和侧隙。     

堤坝型堆积体接触应力分布规律的数值研究

将堤坝型堆积体分为三类情形,基于有限差分法求解了三种情形下的接触应力分布规律及其影响因素,得出以下结论:同三棱柱堆积体类似,堤坝型堆积体的法向接触应力,并非人们认为的线性分布,而是呈曲线分布,堤坝高度开始出现变化的附近(对应三棱柱堆积体的中心)存在应力凹陷的现象;当相比于三棱柱堆积体,堤坝型堆积体的应力凹陷程度受到缓解(因堤坝自身的反压),同时应力凹陷的延伸范围也仅限于0.5~1倍堤坝高度的范围;对比底边有无水平约束两类情形,说明了接触面上的切向应力加重了应力凹陷的程度;下伏岩土体的刚度(弹模)也将影响到应力凹陷的程度,刚度相较上覆堆积体越大,应力凹陷越严重。     

风力机轮毂和轴承螺栓联接接触分析

采用大型有限元软件MSC.Marc/Mentat,对风力发电机组轮毂和叶片轴承螺栓联接部分进行接触分析,得到实际工况下的应力,找出了受力最大螺栓;对受力最大螺栓进行螺纹接触分析,得到了螺栓、轴承、轮毂的精确应力,有限元接触分析结果与理论计算结果吻合,材料的强度满足要求,结构安全。     

旋转支承钢轮应力分析

以Hertz弹性接触理论和曲梁理论为基础,分析了回转支承空心钢轮的圆周应力对轮轨接触von Mises应力峰值及其位置的影响,通过采用平面应变有限元的进一步分析表明,降低钢轮截面梁高可以提高钢轮的径向柔度,同时圆周应力可以有效地抑制接触正应力,提高钢轮接触强度,但可能使钢轮接触区内yon Mises应力峰值点从中间向两侧分离,导致应力循环次数翻倍,影响疲劳强度.至于对接触区内钢轮的剪应力和钢轨的von Mises应力,截面梁高的变化对峰值和位置的影响则不大.     

三维弹性摩擦接触分析的边界元柔度矩阵法

将边界元柔度矩阵法用于求解摩擦接触问题,论述了求解方法和收敛判定准则,并开发了计算程序·该方法集中了边界元法和柔度矩阵法的优越性,建模简便、求解精度高、迭代求解过程简捷、速度快·算例分析结果表明:摩擦系数对接触区大小及粘着、滑动区域分布和切向力的影响大于对法向力的影响;考虑摩擦影响时,法向力略大于忽略摩擦影响的法向力,接触区略小于忽略摩擦的接触区;摩擦系数增加时,接触区减小,粘着区相对扩大,滑动量减小,切向力和法向力增加     

踏面磨耗对轮轨接触特性影响研究

应用有限元计算方法,以实际测试接触斑验证计算模型和方法的正确性;在此基础上,分析了踏面磨耗对轮轨接触特性的影响。首先,通过实际测试得到轮对的踏面轮廓坐标数据,根据实测数据建立有限元模型。应用感压胶片现场实测得到轮对自重时轮轨接触斑的大小,与有限元仿真轮对重力作用下的接触斑进行对比,证明有限元模型和接触参数设置的正确性。应用此有限元模型,研究了随着车辆运行里程的增加,车轮不断磨耗而发生变化的车轮型面对轮轨接触斑、接触应力的影响变化规律。结果表明:初期随着磨耗的增加,轮轨型面更加匹配,接触应力逐渐减小,磨耗速度逐渐降低;当车轮磨耗到一定程度后,接触应力和磨耗速度又快速上升。     

高铁圆锥滚子轴承滚子与滚道间的接触分析

基于Hertz接触理论与滚子切片理论,对高铁圆锥滚子轴承中不同凸形的滚子与滚道间的接触问题进行了数值分析.建立了滚子-滚道接触应力与接触载荷计算模型,对CRH3型高铁用轴承进行实例分析,求解其在滚子母线方向上的应力与载荷分布,并计算对数曲线型滚子在满载情况下的最佳凸度量.结果表明:滚子的应力集中程度与所受载荷大小相关;滚子的对数曲线型只能减小并不能消除滚子的应力集中现象;滚子的最佳凸度量略小于理论凸度值.     

基于接触力学的路面构造粗糙度评价

为了给路面抗滑构造设计与优化提供指导,使得设计的隧道水泥混凝土路面具有更好的抗滑性能,针对目前路面抗滑性能评价指标的不足,基于轮胎与路面接触作用机理,从接触力学的角度提出一种轮胎有效接触界面的构造粗糙度评价方法。通过对四种不同路面的胎/路接触应力分布特性进行比较,对接触应力分布非均匀性和应力集中效应进行分析,并提出了相应的评价指标。结果表明:结合室内试验与现场路面压力胶片测试,不同路面上的轮胎接触应力分布为典型的非均匀分布状态,且具有一定的随机分布特性,可以从接触力学的角度反映路面构造分布形态。应力峰值可以表征单点构造峰顶接触应力最大值,直接反映了路面构造与轮胎的包络变形程度,而Weibull模量可以从接触界面上进行整体的应力分布均匀性评价,属于间接性面域评价指标,二者的结合能够更加全面地进行路面的构造粗糙度评价。     

离散齿谐波传动啮合力及接触应力分析

对离散齿谐波传动啮合副进行力学分析,基于变形协调方程计算作用于离散齿上的力,并根据赫兹方程求解啮合副处的接触应力.由离散齿谐波传动的周期性,通过连续取波发生器的输入角值,得到离散齿谐波传动啮合力和接触应力在刚轮齿廓、波发生器和离散齿体上的分布.对刚轮齿廓出现与未出现顶切现象,得到啮合力和接触应力在接触面上的变化趋势,以及传动中出现高啮合力和高接触应力的位置,为进一步的强度校核和结构优化设计提供依据.     

影响钢轨疲劳裂纹萌生寿命的主要因素分析

建立了钢轨3维弹塑性有限元计算模型,分析了接触斑内应力应变场特点.分析结果表明,在接触斑内钢轨处于三向压缩应力状态,有较大的静水压力;认为静水压力影响滚动接触疲劳裂纹萌生寿命.以临界平面法为基础,提出了考虑静水压力影响的滚动接触疲劳裂纹萌生寿命预测模型,分析了轮载和摩擦系数对疲劳裂纹萌生的影响.结合具体算例分析表明:随着静水压力增大,静水压力对滚动接触疲劳裂纹影响在增大;随着轮载和摩擦系数增加,滚动接触疲劳裂纹萌生寿命迅速减少.     

摩擦系数对支承辊次表层接触疲劳损伤的影响

以正交剪应力作为滚动接触次表层疲劳损伤评价的临界应力,分析了摩擦系数对滚动接触次表层正交剪应力幅及应力比的影响规律.根据疲劳损伤累积理论及非对称循环应力幅修正公式,建立了支承辊次表层接触疲劳应力与寿命计算模型,用于评价支承辊次表层接触疲劳损伤.实例分析了摩擦系数对支承辊次表层接触疲劳损伤的影响,结果表明:随着应力比及摩擦系数增大,支承辊的次表层接触疲劳损伤增大,因此,降低支承辊接触摩擦系数,可改善支承辊的疲劳损伤.