计算机辅助端面谐波齿轮传动的啮合分析

针对已有的端面谐波齿轮传动机构采用切向变位,不符合实际加工情况等问题,运用板壳理论的分析结果,对端面谐波齿轮传动的啮合原理、结构特点和运动规律进行了深入研究,获得柔轮在波发生器作用下的变形规律.结合实际,采用高度变位,导出刚轮和柔轮共轭齿廓的相对运动方程及侧隙方程.在此基础上,编写了端面谐波齿轮传动的啮合分析软件.利用该软件对端面谐波齿轮传动进行啮合分析,能够为确定最佳传动方案提供合理的啮合参数和结构参数,经实验证实,采用20°齿形角,柔轮最大变形量在2.1～2.3 mm范围内,啮合性能理想.     

四齿差谐波齿轮传动的啮合原理

在利用运动学法建立的谐波齿轮传动理论啮合方程的基础上,研究了啮合参数和结构参数对四齿差谐波齿轮传动共轭区间的影响规律;揭示了柔轮与刚轮共轭齿廓相对运动的特点;数值方法证明四齿差谐波齿轮传动可以使用渐开线齿廓,这为实际生产提供了理论依据．     

双圆弧齿形谐波齿轮传动的运动特性分析

对双圆弧齿形谐波齿轮传动进行了运动特性分析,采用近似啮合设计计算公式计算了双圆弧谐波齿轮传动的啮合弧长与侧隙,从理论上论证了双圆弧齿形良好的工作性能;并结合实例进一步验证了其良好性能。     

考虑变位系数的直齿轮啮合特性分析

使用有限元方法研究直齿轮传动的啮合特性.基于APDL建立变位直齿轮副参数化有限元模型,采用显式动力学分析软件LS-DYNA对齿轮副啮合过程进行数值仿真,得到齿轮啮合产生的动态接触力以及动态传递误差,研究了齿轮变位系数对于齿轮啮合特性的影响,将动态传递误差与静态传递误差进行对比,分析了二者产生差异的原因.研究表明不同变位系数下,啮合频率都是主要的频率成分,其他频率成分的幅值受到变位系数的影响,接近固有频率的倍频幅值较大.静态传递误差与动态传递误差在时域和频域上都存在较大区别.     

谐波链传动的啮合齿数及轮齿上载荷的确定方法

根据内摆线针齿行星传动啮合特性及谐波锭传动中各元件之间的几何关系，提出一种确定谐波链传动中刚轮与链条啮合齿数的方法；同时，根据内摆线齿廓的受力特点及受力变形协调条件，推导出确定刚轮轮齿上所受载荷的方法，并用所提出的方法对实际机构的啮合齿数及其刚轮轮齿上作用力的大小作了分析计算．     

无啮合力齿轮泵原理及其齿轮参数化设计

针对普通齿轮泵工作压力提高所带来的问题,介绍了无啮合力齿轮泵的结构原理,将啮合力与液压力分离.齿轮设计是保证同步齿轮与吸排液齿轮同步运转的关键,研究利用Pro/Engineer及其二次开发模块Pro/Toolkit,以Visual C++为开发平台,开发图形界面友好的用户对话框和应用程序,实现无啮合力齿轮泵齿轮参数化设计,避免了相似而复杂的结构给设计工作带来的重复性和繁琐性,提高了齿轮造型精确性和设计工作的效率,为无啮合力齿轮泵的进一步深入研究创造了有利的条件.     

某行星齿轮减速器多齿啮合动力学特性研究

为了探究行星齿轮减速器的传动情况,对某实际行星齿轮减速器进行了静态分析、模态分析以及裂纹对结构固有频率影响的分析.运用SolidWorks三维软件对行星齿轮减速器进行建模与装配,借助有限元分析软件ANSYS Workbench对行星齿轮传动系统进行仿真模拟.分别通过瞬态动力学直接积分法和模态分析理论获得了行星齿轮轮齿啮...     

参数化啮合斜齿轮三维有限元网格的自动生成

提出了一种参数化啮合斜轮三维有限元网格自动生成方法，并编制了相应的计算机程序，只需输入啮合斜齿轮必要的参数，即可自动生成一对啮合余轮的三维有限元网格。对所提出的方法及程序进行了计算机仿真验证。     

基于啮合线积分的直齿轮副啮合效率计算方法

在沿啮合线积分法的应用中得到的均是一对轮齿从啮入到啮出的啮合效率,而非一对齿轮传动的啮合效率,不符合齿轮连续传动的实际情况。基于上述问题,从一对齿轮副连续传动的过程入手,首先给出了单对齿轮副瞬时接触点啮合效率的计算公式,然后计算了齿轮连续传动过程中各段啮合线的长度,推导出了每段的啮合效率。在此基础上,根据齿轮连续传动的实际情况,计算得到齿轮副的平均啮合效率。最后,分析了齿轮设计参数与齿轮啮合效率之间的关系,提出了提高齿轮啮合效率下齿轮参数的设计原则。     

谐波齿轮传动双圆弧齿形双向共轭设计方法

针对目前广泛采用的双圆弧齿形单向共轭设计方法存在的刚轮凸圆弧段共轭齿廓不确定问题,提出了一种基于柔轮和刚轮齿形联合共轭计算的双圆弧齿形双向共轭设计方法。该方法通过预设柔轮凸圆弧参数来进行共轭计算和拟合得到刚轮的双圆弧齿廓;增加了刚轮凸圆弧齿廓反向共轭计算得到柔轮凹圆弧齿廓的计算过程;将柔轮的拟合凹圆弧和预设凸圆弧相结合得到柔轮整体齿形;保证了刚轮凸圆弧段与柔轮两段圆弧均能共轭啮合。双圆弧齿形的啮合侧隙分析与有限元接触分析结果表明:与单向共轭法的设计结果相比,双向共轭法所设计的双圆弧齿形在整个齿廓段都能参与啮合,存在多点啮合现象,具有更大的齿廓接触面积和更小的齿面接触应力,提升了谐波齿轮传动的啮合性能。     

机械结合部动态特性参数识别的优化方法

机械结合部动态特性参数的确定是机床整机进行动态理论分析和优化设计的关键问题之一。本文提出了一种利用约束非线性优化方法来识别机械结合部动态特性参数的方法，经例证说明是正确可行的。     

多重化电流型变频器的谐波分析及最佳参数选择

电流型变频器采用多重化技术所面临的重要课题是理论期望与工程实现,其问题的焦点在于输出电流的谐波成分,本文在谐波分析上采用谐波迭加法,在波形分析上采用瞬时法,二者结合产生了藕合变压器的最佳参数设计方法,在此基础上,从基本型开始对直接型、藕合型的各种多重化方案均作了谐波分析,提供了藕合变压器选择最佳谐渡特性的绕组参数的实例,并给出了各种方案的谐波比较及绕组参数。     

考虑短舱安装参数的全机气动外形优化设计

针对跨声速宽体客机机翼、机身、短舱、挂架、平尾、垂尾全机构型中各部件之间存在的气动干扰和力矩耦合问题,采用多块拼接自由变形(FFD)方法进行全机多部件的参数化,利用雷诺平均Navier-Stokes方程(RANS)进行流场求解,结合离散伴随技术和序列二次规划优化算法进行考虑短舱安装参数变化和平尾配平的气动外形优化设计。经过优化之后,短舱附近机翼的压力分布形态变光顺,设计点阻力减小3.82%,并且获得了无激波的压力分布形态。     

考虑齿轮形变的谐波减速器齿廓优化方法

为解决谐波减速器传动过程中刚轮以及柔轮出现的过啮合和欠啮合的问题,对谐波减速器装配过程中柔轮形变进行分析,发现柔轮在装配后的实际齿廓线空间位置与理论位置存在差异。为避免由于该形变不足所导致的啮合干涉和啮合不充分问题,提出了一种轮齿齿廓线的修正方法来对柔轮齿廓进行设计优化。在此基础上,以某型号谐波减速器为例,建立谐波减速器装配有限元模型,对谐波减速器装配过程进行有限元量化分析;采用所提方法对齿廓线进行优化修正并进行有限元分析;通过对优化前后的啮合初始侧隙、啮合区间以及预计寿命进行仿真分析以及数值对比,证明优化后的谐波减速器预计寿命提升超过20%,验证了该方法的正确性,从而可为谐波减速器柔轮以及齿形设计优化制造提供一种有效的设计思路与方法。     

混合润滑状态下滤波减速器的啮合冲击分析与修形方法

针对滤波减速器的啮合冲击问题,综合考虑转速、负载和真实齿面粗糙度等因素的影响,建立了反映减速器实际工况的混合润滑数学模型,给出了混合润滑状态下摩擦因数的计算方法,并对不同转速下齿轮啮入点的润滑状态进行了数值计算。在此基础上,提出了针对减速器实际工况的齿廓修形方法,建立了减速器有限元模型,并分析了齿面摩擦、齿廓修形及润滑状态对减速器啮合冲击的影响。结果表明:在混合润滑状态下,齿面摩擦因数随转速增大而减小;相比无摩擦接触,齿面有摩擦接触可明显降低齿轮的啮合冲击,改善齿轮的接触状态,因此在滤波减速器的啮合冲击研究中,齿面摩擦因素不可或缺。有限元分析结果显示:输出齿轮修形量为46μm、双联齿轮修形量为30μm是改善减速器动力学性能的最佳修形量,而过小或过大的修形量都不能有效降低齿轮的啮合冲击;齿面润滑状态对减速器修形后的啮合冲击有较大影响,与转速相比,齿面摩擦的影响不明显,较高的转速可导致滤波减速器产生较大的啮合冲击。     

考虑楼层刚度的伸臂结构力学性能

针对带伸臂框架-核心筒的结构方案设计提出了一种考虑普通楼层刚度的简化计算方法,并将此方法与有限元模型计算结果进行对比 . 在此基础上对楼层数量、楼层刚度比、伸臂刚度比、伸臂跨度比及高跨比等参数影响规律进行分析,提出了考虑普通楼层刚度的等效核心筒刚度比计算公式,并分析对比了其对伸臂结构动力性能影响规律. 结果表明：简化计算方法与有限元模型计算结果吻合较好,相对未考虑普通楼层刚度情况误差率减小 20%;提出的等效核心筒刚度比公式能较好地估计普通楼层对整体刚度的贡献,能满足工程方案设计精度要求,且拟合的等效核心筒刚度比计算公式能简化结构动力分析,近似估计伸臂结构动力特性,为带伸臂框架-核心筒的结构动力分析提供简单的实用分析方法和理论依据.     

调频质量阻尼器参数设计优化算法

在结构振动控制中,为了最大限度地发挥调质量阻尼器耗用,需寻找ＴＭＤ的最优参数,即最优频率比和最优阻尼比,以使得结构在不同频率激励作用下的最大动力放大系数最小,为此研究了利用复形调优法进行了ＴＭＤ参数设计的优化计算问题, 一种能够快速准确地确定了ＴＭＤ最优新方法。算例证明该方法具有相当高的精度,既可用于无阻尼体系ＴＭＤ控制的最优参数计算,又可用于有阻尼体系ＴＭＤ控制的最优参数计算。     

一种裂隙岩体力学参数的评价方法及应用

针对裂隙岩体的力学参数选取问题,提出了一种两阶段评价方法.通过裂隙岩体力学参数的三维空间分布情况,评价其各向同性与各向异性状态,对两类情况采用不同的计算模型处理;采用Kolmogorov-Smirnov(K-S)检验法对力学参数的概率分布模型进行假设检验,对检验合格的试验数据分布进行置信区间选取,在给定的置信区间内获取计算参数.在某地下硐室工程中运用该方法进行了开挖模拟计算,计算位移与实测位移吻合较好.