直齿圆柱齿轮三维本体温度场和热变形的研究

本文研究了直齿圆柱齿轮的本体温度场和热变形.同时对齿轮传动中双齿啮合区间两对齿之间的载荷分配问题和一对啮合齿面间的摩擦热流分配问题也进行了研究.文中实现了直齿圆柱齿轮三维本体温度场的有限元计算,探讨了齿宽、载荷、速度、端面散热系数等因素对三维温度场的影响.本文还就热变形问题进行了计算,为轮齿修形提供了依椐.计算结果表明,当载荷沿齿宽分布不均匀时,热变形有可能导致热弹性失稳.     

行星齿轮传动的齿面动态磨损特性

针对动态载荷下行星齿轮传动系统齿面磨损问题,考虑了时变啮合刚度和齿廓磨损误差激励的影响,应用势能法求解齿廓磨损情况下的齿轮副啮合刚度,采用集中参数法建立了平移-扭转多自由度齿轮动力学模型,通过Newmar k-β时域积分法求解动态啮合力,基于变形协调原理确定齿间载荷分配系数,依据赫兹接触理论确定齿面接触压力分布,采用有限元方法等转角度离散齿面,基于Archard磨损公式建立了行星齿轮传动系统动态磨损数值仿真模型。通过算例,分析了不同磨损程度的啮合齿面接触压力分布,探讨了负载转矩和磨损次数对磨损的影响以及磨损深度与齿轮系统啮合刚度间的关系。仿真结果表明:磨损后双齿啮合区齿面压力呈"∧"形分布;磨损速率与负载转矩呈正比映射关系,与磨损次数呈指数映射关系;啮合刚度与最大磨损深度呈一次函数关系。该研究结果对行星齿轮传动系统的齿廓修形设计及减磨延寿具有一定的参考意义。     

齿面磨损最小直齿锥齿轮Ease-off修形设计与分析

为了改善齿轮传动性能和可靠性,提出了直齿锥齿轮齿面抗磨设计与分析方法。该方法结合碟型刀具在摇台型机床切制直齿锥齿轮方法获得大轮齿面;通过预置传动误差及抛物线修形参数设计小轮法向Ease-off曲面,并叠加于大轮的共轭齿面表达修形齿面。结合齿面接触分析、承载接触分析、Archard磨损公式,提出考虑磨损深度影响的齿面承载接触分析数值方法,将齿面几何分析与力学分析融为一体,且充分考虑了安装误差、齿面修形和磨损的耦合性,可准确快速获得齿形重构后的齿面磨损量;以无磨损时承载传动误差幅值(ALTE)最小、齿面磨损次数最多进行修形优化设计,获得最优Ease-off曲面,并分析磨损对ALTE的影响。结果表明:相同磨损量下,随载荷的增加磨损次数逐渐减少且趋于相等;随齿形重构次数增加,主要是双齿啮合区的齿面初始间隙增加,导致承载变形增大;多载荷工况下,随磨损次数增加最小ALTE及其对应的载荷逐渐增大;共轭齿面轻度磨损后ALTE有所改善。     

Ease-off拓扑修形准双曲面齿轮齿面多目标优化设计方法

为了提高汽车驱动桥综合传动性能,提出基于ease-off拓扑修形准双曲面齿轮齿面多目标优化设计方法。预置传动误差参数及抛物线修形参数设计小轮法向ease-off曲面,小轮修形齿面表示为大轮的共轭齿面叠加ease-off曲面。结合齿面接触分析(TCA)、齿面承载接触分析(LTCA)方法及齿轮摩擦理论最新进展,得到接触线离散点的滑动速度、啮合承载变形、载荷分布及局部摩擦系数,进而确定齿面瞬时啮合效率和Block闪温。以承载传动误差幅值(ALTE)最小、齿面闪温最小和平均啮合效率最大进行多目标优化,获得最佳修形齿面,并分析齿面滑动速度与综合曲率半径的变化及重合度对啮合性能的影响。算例表明:最优ease-off修形齿面在啮入、啮出端有足够的抛物线传动误差,可有效减小ALTE并降低安装误差的敏感性;在整个齿高方向有一定的齿廓修形且接触迹线角较小时,齿轮副则有较大重合度,且齿顶、齿根载荷向节线附近集中,而节线附近的滑动速度较小,导致接触线平均摩擦系数下降,因此,啮合效率增加,齿面闪温下降;齿面适配量过大时,接触线载荷增加,摩擦功耗增大,啮合效率减小。     

基于齿面法矢量的直齿锥齿轮齿面曲面求解

直齿锥齿轮齿面曲面求解是极具有挑战性的多项选择问题,针对这一问题,提出了一种基于齿面法矢量的直齿锥齿轮齿面曲面求解方法.通过求解齿面曲面法矢量的方向角和齿面曲面的法线长,可直接求解直齿锥齿轮齿面曲面.该方法是一种通用的求解方法,可求解任意一种齿面曲面,为直齿锥齿轮齿面的主动设计和三维造型提供了一种新途径和新方法.     

圆弧等高齿弧齿锥齿轮的设计与性能分析

为了改善齿轮副的对角接触现象,将常规弧齿锥齿轮的渐缩齿改为等高齿齿形,采用0号刀齿铣齿,从理论上避免对角接触。基于齿轮的局部啮合原理、齿面接触分析(TCA)技术和承载齿面接触分析(LTCA)技术,对相同条件下等高齿设计与常规齿轮设计的实际接触区、载荷及应力应变进行了分析。分析与加工试验结果表明:理论与实际接触区位置基本相同,所受力的大小以及应力分布也基本相同。与传统的齿轮设计相比,等高齿弧齿锥齿轮设计保证了齿轮强度、齿轮啮合质量,使其接触区规范且易于调整,有利于提高加工效率。     

滚锥包络环面蜗杆传动齿面载荷分析与应力研究

采用有限元弹性接触分析与I-DEAS工程分析软件相结合的方法，在SUN-4工程工作站上对一种新型传动-滚锥包络环面蜗杆传动进行了研究。对瞬时三个齿对间啮合的滚锥包络环面蜗杆传动的齿面载荷分配、轮齿齿面接触力分布及弯曲应力分布、接触应力分布等进行了分析，为该种新型传动的进一步研究提供了理论依据。     

圆弧齿轮的齿向修形

从分析圆弧齿轮轮体和齿面变形出发,考虑齿向误差,导出了圆弧齿轮齿面载荷所应满足的非齐次线性方程组,并根据均载条件提出修形最的计算方法。     

模糊随机理论在齿板类零件有限元仿真中的应用研究

根据齿板类零件有限元静力分析的特点，结合工程实际问题的模糊性与随机性．以颚式破碎机齿板为例，首次建立了齿板组破碎力概率分布函数和齿板各齿面受力分布的隶属度函数，根据经验和多次试算，确定了各齿面的载荷值，得出齿面栽荷的隶属度函数为钟形分布，仿真结果真实地表达了齿板的受力状况．图5，参8．     

弧齿锥齿轮本体温度场及其敏感性分析

分析了弧齿锥齿轮啮合过程中轮齿的相对滑动速度和齿面摩擦因素以及摩擦热流的计算方法,建立了轮齿稳态本体温度场的有限元模型．通过具体实例,计算了弧齿锥齿轮稳态本体温度场分布,分析了本体温度场对转速、载荷和润滑油温度的敏感性．研究结果对改善弧齿锥齿轮的传动性能和润滑状况有一定的指导意义．     

偏置正交面齿轮的几何设计及三维造型

针对偏置正交面齿轮的几何设计,建立了范成法加工偏置面齿轮的数学模型,推导了偏置正交面齿轮的齿面方程,分析了偏置正交面齿轮的根切和齿顶变尖现象,得出了相应的根切和齿顶变尖条件,给出了偏置正交面齿轮最小内半径和最大外半径的精确求解方法。利用Matlab软件计算了偏置正交面齿轮的齿廓坐标,并在给定参数下完成了偏置正交面齿轮的三维造型。     

考虑传动轴变形影响的齿轮载荷分布

分析了以往齿轮弹性强度分析中有限元模型的不足,并基于子结构分析技术建立了包含传动轴的齿轮系统三维整体有摩擦弹性接触的计算模型。用有限元参数二次规划法求解非线性部分,对齿轮系统进行有限元分析。结果表明,齿轮齿宽方向载荷分布遵循折线规律,齿廓方向载荷分布呈半椭圆分布规律,齿轮系统的轴变形对齿轮齿面偏载状态有较大影响。对于齿轮系统这种重复结构多的工程结构,子结构分析技术在解题规模和计算效率上都有其优越性。     

高齿形圆弧齿同步带轮的计算机辅助设计

本文对高齿形圆弧齿同步带在不同传动条件下进行了带轮与滚刀的计算机辅助设计。在研究滚刀加工不同齿数带轮所形成的误差分布规律及误差对带与轮啮合传动影响的基础上，确定了滚刀可加工的齿数范围与参数。为加速高齿形圆弧齿同步带的推广和应用提供了理论依据。     

套筒式活齿泵的齿形理论

为了扩大齿轮泵的应用范围,在活齿传动理论与齿轮泵工作原理相结合的基础上,提出了活齿泵的结构原理,并以套筒式活齿泵为基础,分析了该泵的工作原理、结构特点及齿形理论。研究结果表明,套筒式活齿泵具有传动平稳、冲击小、排量大等特点,可替代齿轮泵而广泛应用于液压系统中。同时,由于套筒式活齿泵的等效机构为平行四边形机构,且套筒活齿均布,所以活齿架可以设计成具有凹齿结构的齿圈,并且可以取消套筒中的柱销,从而为该泵的结构优化提供了有利的条件。     

油润滑直齿轮的齿面磨损

高速重载齿轮常常工作在混合润滑状态,为了准确预测齿面的磨损程度,提出一种油润滑齿轮的磨损分析模型,使其能够在微观尺寸上对混合润滑齿面的磨损过程进行准确地描述.依据实测的齿面形貌特征生成非高斯粗糙面,将热-应力耦合分析结果作为混合润滑分析的工况条件和初始条件,研究一定工况下齿面的应力分布、润滑状态及磨损趋势,进而揭示了齿面磨损机理.结果表明:油润滑齿面磨损率受多重因素综合影响;粗糙峰的形状及分布方向会显著影响齿面的磨损程度;磨损率的预测结果与试验数据较为一致,表明混合润滑齿面的磨损预测方法具有实际工程意义.     

渗流方程的渗透率自适应权重网格粗化算法

为了提高渗流方程的计算速度和精度,将渗透率自适应网格技术应用于三维非均匀非稳态渗流方程的网格粗化算法中。对于渗透率或孔隙度变化异常的区域,采用精细网格直接求解其压力分布;而在其他区域,采用不均匀网格粗化的方法计算其压力分布。用自适应权重网格粗化算法计算了三维非均匀非稳态渗流场的压力分布。结果表明,三维非均匀非稳态渗流方程的三维不均匀自适应网格粗化算法的解在渗透率或孔隙度异常区域的压力分布规律非常逼近精细网格算法的解,在其他区域的压力分布规律非常逼近粗化算法的解。与采用精细网格算法相比,其计算速度大大提高。     

搅拌桨内部三元流动计算

对计算叶轮机械内部三元流动的任定准正交面法略加个性后，用于计算搅拌桨内部的流动。计算所得的桨叶排出流的三维速度分布与实验结果大体一致。计算结果表明，不同转速下的桨叶排出流的无因次轴向速度分布是重合的，桨叶直径，叶片安放角，盘面比，轮毂比对桨叶排出流的速度分布的均有影响。     

基于ArcEngine的灾害地质立体图图切剖面算法设计与实现

灾害地质立体图图切剖面作为立体图三维分析的一个重要部分,是进行地质灾害分析、预测和防治工作的有力工具.切出的二维剖面图与灾害地质立体图相配合,可以清晰地反映出图区内地层、灾害体、构造的空间分布特征,对于认识各种地质体和灾害体赋存的地质条件和时空分布规律,指导地质灾害预测和防治具有重要的意义.本文在前人工作的基础上,采用面向对象的开发方法,以ArcEngine为基础开发平台,利用C#.NET语言、GIS技术,基于基础地质数据,建立地质剖面图的数据模型,探索在ArcGlobe平台支持下的三维区域灾害地质图中实现自动图切剖面的技术与方法,并在QuantyView平台上,实现了方便、快速、准确的对任意地区任意地段地质剖面的自动绘制.     

HQ70钢疲劳强度统计特性研究

在对HQ70钢疲劳寿命统计特性研究的基础上,利用疲劳寿命分布与疲劳强度分布函数间的转换关系,对HQ70钢疲劳强度分布特性进行研究,并作出疲劳寿命强度概率分布的P-s-N三维空间曲面.确认疲劳强度分布并非通常假设的正态分布,而是偏态分布,其特征函数的概率分布为标准正态分布.     

基于GMS的城市地下空间三维工程地质地层建模

在广泛调查长春市工程地质勘察资料的基础上,通过对钻孔数据的系统分析,结合地层实际分布情况,对个别差异数值进行调整后建立了长春市工程地质钻孔数据,并利用GMS(GroundwaterModeling System)软件的Solids模块建立了长春市地下空间三维工程地质地层模型。通过对可视化三维地层的横剖面与纵剖面的分析比较,定性评价了长春市地下空间岩土体的工程地质分布特征;另外,与其他应用软件相比,GMS软件具有制图便捷,可视化效果良好的特点,所建三维工程地质地层模型能够较真实地反映实际情况。