摆线推进器机构的研究——VSP 机构分析

摆线推进器是一种新型的推进器,目前世界上最有声望的摆线推进器就是 Voith-Schneiderpropeller.VSP 机构是该摆线推进器的核心部分。我国研制摆线推进器的工作才刚刚开始,VSP 机构对我们来说还是比较陌生的。本文简要地介绍了摆线推进器机构的发展情况,并指出研究摆线推进器的性能必须与研究机构一道进行。VSP 机构貌似五构件机构,而实际上它是“以双曲柄四杆机构为基础的机构加上一个二支组而形成的可调支座的六杆机构”。文中给出了该机构存在的几何条件及该六杆机构作整周旋转所必须具备的条件。同时,对此机构作了位置分析,导出了为流体动力计算所需要的叶片位置角度计算公式。另外还把 VSP 机构的叶片角与“正统”情况的叶片角加以比较。由此看出 VSP 机构具有控制偏心率大和偏心率随叶片位置变动而变化的特点。     

摆线钢球传动的传动比计算

本文研究了摆线钢球传动啮合副的运动状态，提出了两种计算摆线钢球减速器传动比的方法，为分析摆线钢球传动的传动性能及传动类型选择提供了理论基础。     

变螺距推进器设计与研究

本文提出了一种采用螺距变化方式实现侧向力输出的水下航行器推进器方案．该推进器内部有主推电机、螺距控制电机及齿轮组，螺距控制轴与推进主轴同轴安装，通过对电机转速进行控制可以周期性地改变桨叶的螺距角，从而实现侧向力输出．采用计算流体动力学(CFD)方法对该推进器的水动力特性进行了研究，结果表明：采用正弦曲线的规律控制螺距角变化可以产生稳定的侧向力，侧向力曲线在桨盘极坐标下为圆形；平均侧向力方向与螺距控制初始相位方向一致；在螺距角变化幅值为9°的情况下，产生的平均侧向力大小约为40 N．此外还仿真研究了侧向力、推力与螺距角变化幅值、转速的关系，结果表明：当螺距角变化采用正弦曲线时，推进器产生的平均侧向力与螺距角变化幅值及转速的平方成正比；而平均推力受螺距角变化幅值影响不大，与转速的平方成正比．将仿真结果应用于自主水下航行器(AUV)的动力学模型，验证装有此推进器的AUV的操纵情况．计算结果表明，当水下升潜和水平回转运动时，采用基于螺距控制的推进器可以实现良好的操纵效果．相较于传统的螺旋桨+舵的操纵方式，该方案结构简单、减少了电机数量、提升了AUV艉部空间利用率．与已有矢量推进方案相比，变螺距...     

地应力的测井计算与标定方法

随着油气勘探开发的不断深入,地下油气储层的地应力分析也越来越受到重视。在油气勘探开发的过程中,诸如油气的运移、钻井过程中井壁的稳定性、采油过程的出砂、注水开发中的井网布置与调整、储层裂缝的发育状况等均与地应力有十分密切的关系。测井资料具有数据丰富、成本低、数据连续的优点,通过优选适当的模型,可以利用测井资料计算岩石的地应力大小。在利用测井资料计算地应力的基础上,根据Kaiser实验及现场水力压裂资料对计算的水平最大、最小主应力进行标定,建立了标定后的地应力计算模型。通过实际资料的计算与检验,证明了经刻度后的地应力模型更能真实反映实际地应力大小。     

新型破碎试验装置的设计与仿真

针对我国目前煤粉制样自动化程度不高与检测设备不完善的现状,对煤粉制样系统进行了设计构想[1]。通过对煤的特性和现有的破碎技术的研究,本文设计出了一种新型破碎机。该破碎装置主要由螺旋输送器和破碎刀盘两部分组成。为了更好的了解破碎机的运动特性,利用Pro/E软件进行实体建模,然后导入ADAMS中进行仿真分析,为开发新型的破碎装置提供理论基础[2]。     

断续节理岩体波传播试验装置的研制及其标定

为了解决现有试验设备难以激发并开展复杂节理岩体应力波传播规律研究的技术难题,基于摆锤撞击原理设计并研制了一种可用于实现断续节理应力波激发、传播和测试的试验装置.该装置主要由平面波发生器、支撑平台、软件控制系统和数据采集系统4部分构成.该试验装置具有可控、可调、可重复激发具有不同波长和幅值的应力波的优点.利用有限元数值软...     

水下矢量推进器系统的设计与分析

运用三维软件PROE设计了一种基于杆件传动的液压驱动矢量推进装置,提出了通过控制液压缸驱动来达到控制壳体的偏转方向的方案.通过建立数学模型和MATLAB计算,证明了偏转角度与液压缸位移量一一对应的关系.通过AD-AMS仿真进一步证明了这种矢量推进装置应用于水下运载器的可行性,该装置能降低运载器推进系统的复杂性.     

摆线针齿行星传动啮合力的电测与分析

目前,摆线针齿行星传动设计时所用的针齿啮合力公式是以全齿啮合为前提导出的。国内外个别试验表明,此公式与实际严重不符。为了测试针齿啮合力的实际值,以逐步建立符合实际的针齿啮合力公式,也为了对一些装有变态齿形摆线轮的摆线针齿行星减速机的强度作出评价,对BW220—71型装有不同齿形摆线轮时的斜齿啮合力进行了电测,首次求得了速比为71时短摆齿形、干涉齿形以及普摆齿形的针齿啮合力分布,试验结果表明:短摆齿形的最大针齿啮合力是理论值的2.5～3.2倍;干涉齿形最大针齿啮合力低于短摆齿形;而普摆齿形最大针齿啮合力仅为短摆齿形的63％。本文介绍的试验装置采用减速—增速系统在高速端加载可避免直接扭转底速轴造成的附加弯矩。     

平面摆线与球面摆线的几何性质

摆线是重要的平面曲线，它有许多重要性质。摆线、内摆线和外摆线是平面摆线，它们只是球面摆线的特殊情况。本文证明了摆线的三个几何性质对内摆线和外摆线仅部分成立，对球面摆线却一个也不成立。本文还导出了球面摆线的弧长表达式。图４，参３。     

摆线齿轮滚刀的齿形设计

摆线齿轮齿形是变幅外摆线的等距线,加工摆线齿轮的滚刀齿形更为复杂,提出用齿轮啮合原理的向量矩阵法求加工摆线齿轮的滚刀的齿形,并分析滚刀加工齿轮时的啮合界限点.     

滚动轴承力与变形关系试验装置设计

提出了一种测量滚动轴承力与变形关系的试验装置的设计方案,完成了试验原理的拟定、测量方案的设计和结构设计等工作。该装置可用于验证滚动轴承力与变形之间关系的计算公式的正确性,为下一步试验装置的制作和试验测量提供了前提条件。     

摆线针轮行星减速器的变形计算

针齿销和柱销是摆线针轮行星减速器中易变形的零件。文章根据针齿销和柱销的结构及受载情况 ,应用材料力学的分析方法 ,得出其简化的力学模型及弯曲变形的挠曲线方程、转角方程 ,进而求出最大挠度及最大转角 ,建立了刚度条件。文中还对针齿销和柱销的弯曲变形对整机的扭转变形的影响进行了分析 ,求出了整机的扭转变形。     

摆线轮齿形的CAD设计

文中对传统的摆线轮齿形及近年来国内外出现的一些新齿形(如两齿差,长摆,普摆)给出了齿形曲线方程及绘图所需的数学关系式并简要介绍了绘图用程序框图。根据本文的研究而编制的程序可绘制具有任意参数的短摆一齿差、三齿差齿形、长摆齿形、普摆齿形的摆线轮以及摆线轮与针轮的啮合图,并可计算各种特殊齿形的几何尺寸.     

基于面元法的吊舱推进器性能计算

为研究吊舱推进器性能,应用势流面元法开发了定常流中计入吊舱与螺旋桨桨叶相互作用的水动力性能计算方法.基于格林定理,考虑了分布在桨叶、桨毂、吊舱、支架的定常源和偶极子的联合作用,以及推进系统尾流场中偶极子代表的势流绕流的相互作用.对库塔条件进行设定,并基于三维问题的考虑,计算中引入了横向流的影响,保证随边单元上的压力相等.为满足推型吊舱螺旋桨设计的需要,给出了有关水动力和压力分布的数值模拟结果.计算结果与相应的试验数据的比较表明,计算误差在5%以内.     

余摆线机械真空泵的型线与设计

新结构原理的余摆线机械真空泵相继在西德(1971)和我国研制成功。该真空泵具有转数高、振动小、低压下抽速大等优点,是真空获得方面的一大突破。 本文导出了余摆线机械真空泵转子和泵腔的理论型线和实际型线方程式;论述了以C为创成半径、等移距为r、偏心距为e的泵实际型线与以(C-r)为创成半径、偏心距为e的泵理论型线相差甚微;引出了用泵的理论型线方程式很好(但近似)地解决泵的某些问题的方法。根据这种方法,给出了泵入口位置公式和泵吸气腔面积简便公式,讨论了泵的容积利用系数;分析了泵型线设计的各方因素;推出了控制转子相位小齿轮所承受的最大工作扭矩公式;提供了以小齿轮抗弯强度初算泵型线的方法。 文中还给出了泵腔型线长径M的计算公式。     

非圆摆线针轮传动的原理与设计

提出一种用于平行轴间变传动比传动的新型齿轮副——非圆摆线针轮传动.建立非圆摆线针轮传动的啮合坐标系,阐述了非圆摆线针轮共轭齿廓的形成原理.建立非圆针轮齿廓方程,利用坐标变换和齿廓共轭原理,根据圆柱针轮刀具的齿廓方程,结合非圆齿轮加工走刀轨迹及啮合方程,推导出非圆摆线轮的齿廓方程.基于上述理论,运用Matlab软件的数值计算实现了非圆摆线针轮副的参数化设计,得到非圆摆线针轮副的设计实例,并实现SolidWorks环境下的实体建模.运用Adams软件分析该齿轮副实例的运动特性,通过仿真实验结果与理论计算结果的对比,验证了该齿轮传动原理与设计的正确性.     

修井机转盘功率封闭试验装置设计与研究

本文提出了修井机转盘试验装置的设计方案,对其结构和工作原理作了介绍。该试验装置的主要特点是耗电量少、结构紧凑,并且有广泛的适应性;对各类修井机转盘均可进行静载和动载试验,在试验过程中不存在自动卸载问题,故能达到试验的目的.加上辅件,还可以对修井机水龙头进行轴向加载试验.     

摆线针轮传动的修形设计

本文分析了修形对摆线针轮传动啮合区域的影响,并根据此影响对它提出正确而简便的修形设计。