渐开线圆柱蜗杆与斜齿轮传动副接触特性分析

针对渐开线圆柱蜗杆与斜齿轮传动副齿面接触问题,基于空间啮合理论和微分几何,建立传动副共轭齿面接触轨迹及瞬时接触椭圆的数学模型。以某汽车座椅水平调节器中的渐开线圆柱蜗杆与斜齿轮传动副为例,利用数值分析方法对传动副进行齿面接触模拟分析,并进行了传动副齿面接触实验。分析结果表明:调整传动副传动比、法向压力角、法向模数和螺旋角可有效控制接触区域位置和接触面积大小。研究结果对渐开线圆柱蜗杆斜齿轮传动副的设计制造有理论指导意义。     

蜗杆副传动接触线载荷的研究

建立了蜗杆副在常规的润滑与磨损传动条件下,齿面接触线载荷的计算模型,结合蜗杆副传动的润滑与磨损规律特点,阐明了蜗杆副传动中,弹性流体动力润滑油膜和齿面磨损状态对齿面接触线载荷变化规律的影响。     

圆柱度非接触测量新方法及评定研究

一种基于多孔径重叠扫描拼接技术的圆柱度非接触测量新方法,可有效地克服传统圆柱度测量技术中采样点不足缺陷,特别是对于大尺寸工件圆柱度测量困难的问题。新方法以数字光栅条纹投射技术为基础,通过采集、存储和转换各子孔径重叠区域的面形信息,完成各个单视角面形数据的精确融合,最终获得圆柱体零件面形数据,实现完整圆柱面的拼接测量。实验证明,新方法具有非接触、高效、实用等特点,为圆柱度的精确测量与评价提供可靠的依据。     

新的柔性结合部法向接触刚度和接触阻尼方程

以修正分形几何学理论和赫兹法向接触力学方程为基础,推导出了柔性结合部法向接触刚度与阻尼方程。假设峰元顶端的曲率半径为变量,提出了一种全新的求导函数而非偏导函数的求解方法,建立了单峰元与平面接触的法向接触刚度方程。数值模拟表明:峰元承担的法向弹性载荷与其顶端的变形量之间符合非线性幂函数凹弧关系;降低表面粗糙度或增加法向接触载荷都将增大实际接触面积;当表面粗糙轮廓分形维数在较小范围内时,实际接触面积随着表面粗糙轮廓分形维数的增加而增大,而当表面粗糙轮廓分形维数在较大范围内时,实际接触面积随着表面粗糙轮廓分形维数的增加而变小;降低表面粗糙度或增加表面粗糙轮廓分形维数与法向接触载荷皆将增加法向接触刚度;法向接触阻尼随着表面粗糙轮廓分形维数的增加先减小后增大;当表面粗糙轮廓分形维数小于临界值时,法向接触阻尼随着分形粗糙度的增大而增大,而当表面粗糙轮廓分形维数超过转折点时,法向接触阻尼随着分形粗糙度的增大而减小;当法向接触载荷增大时,法向接触阻尼略微减小。     

同心圆柱套筒间接触热阻研究（Ⅰ）：数学模型

建立了同心圆柱套筒表面间相互接触的粗糙单元体系的三维稳态导热数学模型，给出了数学解析方法和接触热阻的解析表达式。结果表明，单元体的稳态热传导可表达为一个由接触缝隙间流体的热阻、粗糙热阻和收缩热阻构成的模拟电网络。     

考虑表面粗糙度和几何曲率的两球体接触问题

为探讨曲面结合面的接触机理,研究了两球体的法向接触问题。计入结合面虚拟材料厚度,对两球体点高副接触时形成的圆形接触区域进行了受力分析,在分析过程中尝试联合MajumdarBhushan平面模型和经典赫兹理论;采用Hardy在任一点处处不可求导的条件,严格证明了二维Weierstrass-Mandelbrot分形函数中分形维数D的整个取值范围为1≤D2。数值模拟表明:球体广义接触面积比不大于1;内接触时的球体广义接触面积比大于外接触时的,增加压紧力或减小结合面虚拟材料厚度均会增大球体广义接触面积比;内接触时的真实接触面积大于外接触时的,真实接触面积随着分形粗糙度、材料硬度或结合面虚拟材料厚度的增加而减小;随着分形粗糙度的增加,产生指定真实接触面积所需要的压紧力增加;当分形粗糙度增加时,微凸体的法向变形量和压紧力增大;对于给定的压紧力,当分形维数从1.4增加至1.5时,狭义接触面积比随之增加,当分形维数从1.5增加至1.9时,狭义接触面积比逐渐减小;内接触时的赫兹应力小于外接触时的。此项研究可为深入研究滚动轴承中球轴承的接触强度计算提供基础,所建立的球体接触分形模型具备通用性与实用性,可望丰富机械设计中机械零件接触强度的理论。     

小模数圆柱蜗杆副传动精度概率统计特性分析

以国家标准《小模数圆柱蜗杆、蜗轮精度制》为依据，以随机过程理论为工具，研究小模数注蜗杆副传动精度内在的统计规律，提出了小模数圆柱副传动精度计算式在一定的置信概率下，给出了小模数圆柱蜗杆副空程、传动误差的分布范围。     

平行轴椭圆柱形电阻器的电阻

本文利用复变函数保角变换 ,将平行轴椭圆柱形电阻器变换为同轴圆柱形电阻器 ,并对电阻进行了计算和详细讨论     

偏振轴非平行的平行波导耦合系数分析

根据耦合模理论推导出适用于纤芯为任意截面形状、两根保偏光纤的偏振轴非平行保偏光纤耦合器的耦合系数计算公式，形式简单、应用方便。     

平行轴渐开线变厚齿轮传动的几何设计与啮合特性分析

基于空间齿轮啮合理论,建立了平行轴渐开线变厚齿轮传动的节圆锥设计模型,提出了平行轴渐开线变厚齿轮传动的几何设计方法。考虑安装误差与变形,建立了平行轴渐开线变厚齿轮啮合分析模型,研究了节锥角、载荷与安装误差对啮合特性的影响规律。结果表明:节锥角增加使接触压力减小、齿轮副传动精度降低,但啮合刚度波动更为平缓;载荷增加使角度传递误差均值与峰峰值均增加,但对啮合刚度均值的影响不大;安装误差中,轴线平行度安装误差对齿轮副的啮合特性影响较大,将导致齿轮副产生边缘接触,而对于相同的轴线平行度误差量,y方向的轴线平行度误差产生的边缘接触更加严重。研究结果可望为平行轴渐开线变厚齿轮传动的工业化推广提供理论依据。     

凸度偏移的对数母线圆柱滚子接触应力分析

以N1015型圆柱滚子轴承为研究对象,采用ANSYS探讨凸度偏移对滚子与滚道之间接触应力的影响问题,以合理确定对数母线滚子的凸度偏移量。研究结果表明:在给定的载荷下,凸度偏移量应控制在合适的范围内,否则,滚子与滚道之间的接触应力明显增大,而且接触应力分布会呈现出复杂的非对称性与非均匀性。     

基于粗糙接触理论的橡胶-金属摩擦副的摩擦分析

采用有限元接触分析和粗糙表面形貌概率分析的方法，建立了橡胶－金属摩擦副接触和摩擦分析模型，在此基础上进行了相应的摩擦学分析，并推导出橡胶－金属摩擦副在摩擦过程中的有关计算公式，揭示出橡胶－金属摩擦副在摩擦过程中接触载荷、实际接触面积和摩擦力之间的定量关系，并做了算例分析。     

对称弧形齿线圆柱齿轮的真实齿面接触分析研究

针对传统的齿面接触分析(TCA)方法在分析宽度较大的重载齿轮时误差较大的缺点,提出了一种基于全齿面整个啮合过程的真实齿面接触分析新方法.通过建立检验真实齿面的干涉判据,利用一系列连续变化的柱面去截取啮合齿面,得到一族瞬时接触线,从而可对整个啮合过程的齿面接触情况进行分析.用此法对弧形齿线圆柱齿轮进行了实例分析,分析结果表明此方法是正确可行的.与传统的TCA方法相比,该方法不仅能更确切地反映真实齿面的实际接触斑点,还能直观地判断是否发生齿面干涉.     

小轮双鼓修形的面齿轮接触分析及试验

针对正交面齿轮中大轮不修形且小轮和大轮产形轮无齿数差,提出了小轮双鼓修形的方法,推导了小轮的双鼓修形齿面方程,进行了接触分析。完成了大轮面齿轮插齿加工,小轮双鼓修形磨削以及面齿轮副配对滚检试验。小轮双鼓修形后齿轮副接触印痕位于轮齿中部,传动误差呈抛物线型,啮合噪声明显降低。证明了小轮双鼓修形的理论方法。     

偏歪斜滚子摩擦副的接触应力分析及凸度设计

根据静弹性接触理论,建立滚子与滚道同时存在偏斜和歪斜工况下的力学模型,并利用快速傅里叶变换(FFT)求解其弹性变形,用共轭梯度法求解接触应力.通过分析各种工况参数对接触应力分布的影响发现:歪斜角一定时,随着偏斜角的增大,偏斜效应和边缘效应均变得更加明显;偏斜角一定时,歪斜效应随着歪斜角的增大而逐渐明显,且偏斜角能减弱滚子与内滚道接触产生的边缘效应,滚子则与外滚道接触产生更加严重的偏斜效应和歪斜效应;随着滚子长径比的增加,滚子与滚道接触副产生的偏斜效应和歪斜效应逐渐明显.最后通过改变滚子凸度提出了一种综合考虑滚子偏、歪斜工况的凸度设计方法,以提高滚子轴承的抗偏、歪斜能力.     

基于弹性势能的多模数直齿轮副接触应力分析

为了研究模数变化对多模数渐开线直齿轮副齿面接触应力的影响规律,根据理论齿侧间隙为零原则,推导了多模数渐开线直齿轮副的啮合角计算公式;引入了渐开线齿廓参数,结合基于最小弹性势能的非均匀载荷分配模型和赫兹应力模型,提出了多模数直齿轮副齿面接触应力计算公式并对多模数渐开线直齿轮副接触应力进行分析.结果表明:齿面接触应力随模数比增大而减小;采用多模数啮合形式,能减小少齿数主动轮啮合起始点的接触应力;齿面最大接触应力位置在啮合起始点或单齿啮合内点.     

三自由度并联角台机构转轴存在的子空间

以反螺旋理论分析了作为机器人肩关节的并联球面３－ＲＲＲ机构，及３－ＲＰＳ，３－ＲＲＳ，３－ＣＳ，３－ＰＲＳ和３－ＴＰＴ等五种并联角台机构，得到一些有意义的机构性质．