差动式行星滚柱丝杠承载特性分析

基于空间啮合理论与赫兹接触理论展开差动式行星滚柱丝杠承载特性分析,综合考虑由滚柱与丝杆初始啮合点偏置引起的接触点位置变化对承载特性的影响,建立差动式行星滚柱丝杠空间啮合几何学模型,采用数值方法对滚柱和丝杆的啮合点位置和主曲率进行求解,推导出单个滚柱螺纹齿面载荷分布和承载能力计算几何模型,将模型计算结果与直接刚度法计算结果进行对比,验证了模型的正确性;系统分析了牙型角、螺距、滚柱螺纹节数、丝杆与滚柱材料弹性模量比等因素对差动式行星滚柱丝杠载荷分布和承载能力的影响规律。     

小螺距滚柱牙型非接触式检测与偏差评价方法

行星滚柱丝杠副(planetary roller screw mechanism, PRSM)是旋转运动与直线运动相互转化的新型重载精密传动装置，螺纹牙型加工质量直接决定其传动精度和承载性能。针对小螺距PRSM滚柱牙型非完整短圆弧检测评价的难题，利用高精度三坐标测量机对滚柱轴向截面牙型非接触式检测，提出了基于非线性内点算法的滚柱牙型曲线拟合方法，验证了滚柱牙型曲线的拟合精度；建立了滚柱螺纹牙型偏差评价模型和偏差评价方法，绘制了基于本偏差模型的牙型偏差评价图，分析并总结了滚柱牙型偏差分布规律。提出的小螺距PRSM滚柱牙型检测评价方法，拟合残差平方和达到1.5×10^-4数级，牙型半径拟合精度控制在6μm,牙型圆心z₀坐标拟合精度控制在9.8μm,能够定量评判滚柱牙型形状精度和位置精度，在工程实际中具有可行性。     

链环式超越离合器的数学模型和特性分析

链环式超越离合器是一种原理新颖、结构独特的超越离合器，它是针对在脉动无级变速器中使用的滚柱式超越离合器的缺陷而研制的。介绍了链环式超越离合器的基本结构、数学模型和自锁条件，分析了它的三个优良特性——对制造或磨损引起的尺寸变化的宽容性、对摩擦因素不稳定的适应性和自锁裕度的充裕性及稳定性。通过与滚柱式超越离合器的对比分析，说明了链环式超越离合器在耐用寿命方面的巨大优势。     

行星滚柱丝杠副载荷分布及刚度计算

针对以往行星滚柱丝杠副刚度计算结果精度不足的问题,依据赫兹弹性接触理论,以滚柱为研究对象,对3种变形分别进行理论分析和计算:螺纹和滚柱之间的点接触螺纹槽的赫兹接触变形;丝杠和螺母分别与滚柱接触时的轴向变形;丝杠和螺母分别与滚柱接触时螺牙的变形.在分析行星滚柱丝杠副载荷分布规律的基础上,建立新的刚度数学模型.利用Matlab软件编写计算程序,得出行星滚柱丝杠副的轴向刚度曲线,并通过与试验数据进行对比,验证了该模型的正确性.     

双定子叶片泵滚柱连杆组摩擦副润滑特性分析

利用Matlab软件计算得出滚柱连杆组摩擦副作用力及内外滚柱偏转角的变化情况,分析得到作用力及接触应力最大位置,将其作为滚柱连杆组摩擦副润滑分析位置,并采用弹流润滑理论进行分析.研究结果表明:滚柱连杆副的润滑特性随滚柱半径的增大及液压泵转速的升高而变好;滚柱-连杆副的最小油膜厚度和膜厚比随半径差增大而迅速减小,随滚柱半径的增大而缓慢增大;当滚柱半径选取范围为2.5～3.5 mm,半径差取值范围为0.05～0.55mm时,该摩擦副的润滑状态良好;半径差越小,该摩擦副的润滑状态越好,考虑到实现径向间隙补偿,半径差设计范围为0.3～0.5 mm.     

考虑局部磨损和空化效应的径向滑动轴承混合润滑分析

为分析局部磨损和空化效应对径向滑动轴承混合润滑性能的影响,基于平均Reynolds方程及JFO空化边界条件建立了计入局部磨损的轴承混合润滑模型,通过数值求解研究了不同磨损深度对轴承油膜厚度分布、平均流体动压力分布、轴心位置和Stribeck曲线的影响。结果表明:局部磨损显著改变了油膜厚度分布和平均流体动压力分布;大磨损深度导致轴心位置改变,偏离原来设计;小磨损深度降低了轴承混合润滑阶段的摩擦系数,且能以更低的速度从混合润滑过渡到流体动压润滑;摩擦系数随着磨损深度的增加而增大。     

工业机器人用RV减速器的齿廓动态磨损特性

针对工业机器人用精密RV减速器齿廓动态磨损难以准确预测的问题，以BX-40E减速器为实例，基于广义Archard磨损公式，通过等效实验求得不同位置条件下减速器的磨损系数，并在磨损预测过程中考虑磨损演化后不同位置条件变化的影响。根据变形协调理论和Langkali-Nikraves接触力模型确定齿间载荷分配与接触压力，考虑时变齿廓磨损与啮合力激励，采用解析建模方法建立了传动系统齿廓动态磨损数值计算模型。对比磨损系数取定值的齿廓磨损曲线，磨损数值与齿面分布规律均存在显著差异，整体差异随磨损次数增加而加剧，得出考虑接触位置条件差异的磨损系数对齿面磨损量化的准确性与必要性。摆线轮、针齿轮的齿面磨损深度曲线沿齿廓呈非对称不规则的倒“W”形，靠近齿根齿顶的部分因磨损而率先脱齿后再啮合，造成冲击，从而出现微突峰。在摆线齿廓凹凸过渡位置几乎不发生磨损。随磨损次数增加磨损峰峰域变窄，磨损率增势非均匀减缓。啮合力与压力角之间成一次函数映射关系。文中研究结果可为提高摆线针齿轮的减磨减振性能提供理论基础。     

基于ADINA的滚柱超越离合器有限元分析

本文采用Pro/Engineer CAD软件建立了滚柱式超越离合器三维有限元计算模型,然后将模型导入有限元分析软件ADINA中对典型滚柱式超越离合器滚柱、星轮和套筒等进行有限元分析,得到其应力分布及最大应力,并对计算结果进行分析.为以后的研究和制造提供了必要的理论依据.     

行星式滚柱丝杠副的摩擦机理研究

分析了行星滚柱丝杠副由于弹性滞后和自旋滑动等因素所产生的摩擦特性，导出了摩擦力矩和所加载荷之间的关系。计算结果和实验对比验证了所得结论是正确的，从而为行星滚柱丝杠副的设计以及润滑、寿命等方面的研究提供了理论依据。     

煤层气排采螺杆泵定转子接触有限元分析

为了得到煤层气排采中影响螺杆泵寿命的因素,为进一步优化设计参数提供依据,利用有限元及实验方法对定转子接触状况进行了研究。通过建立螺杆泵定转子二维平面应变模型,以转子上圆心附近位置两点运动轨迹为对象,分别得到了不同转速及不同过盈量下的接触应力拟合方程及曲线,得到了在定子内腔不同接触位置处的剪应力及接触应力云图,并与实验分析结果进行比较。结果表明:定转子间过盈量越大,定转子接触磨损痕迹越深。剪应力分布的范围在直线中心处类似椭圆状,且椭圆长轴与直线约成45°夹角,过盈量越大,椭圆越大。剪应力最大的位置为点接触处,而该处粘着磨损较严重,接触应力最大位置为线接触处,与实验的形貌分析结果一致。     

空间飞行器小模数齿轮接触分析及实验研究

为研究空间某飞行器中小模数齿轮在真空环境下的接触力学与摩擦学行为,首先建立了齿轮啮合面接触应力的数学模型,得出了齿轮啮合面的应力分布规律；然后搭建了真空齿轮系统摩擦磨损实验平台,并对比研究了真空条件和空气中常压条件下齿轮的主要磨损形式；通过扫描电子显微镜对啮合面不同位置的磨痕微观形貌进行表征,研究了齿轮摩擦磨损行为与啮...     

连杆外滚柱型双定子马达及其密封机理研究

为了实现双定子液压马达的径向间隙补偿与可靠密封,提出了一种连杆外滚柱结构形式.依靠马达工作时产生的离心惯性力与液压力差,将连杆与滚柱分别压紧内、外定子曲线,形成密封容积;对不同工况下的双定子液压马达进行了受力分析,得到了各接触面正压力的数学表达式;同时搭建了试验台进行验证.结果表明:连杆外滚柱结构的双定子液压马达能够在实现滚压的同时具有更高地容积效率和比功率,连杆滚柱组与外定子间有滚动摩擦,减少了对定子曲线的磨损,延长了马达的工作寿命.     

基于组合型阈值分割的在线立铣刀侧刃磨损测量

在实际生产中，现场测量立铣刀侧刃磨损是一项艰巨的工作．光照条件、刀具空间几何形状和初始位置的标定等因素对刀具磨损参数的测量精度影响很大．针对上述问题，提出了一种基于组合型阈值分割方法的在线立铣刀侧刃磨损测量方法，在保证测量精度的情况下最大限度地获取刀具磨损参数的有效信息．首先，提出一种图像剪切策略对捕捉到的磨损区域不同光强下的原始照片进行预处理，选取弱光下的刀尖区域和强光下的均匀磨损区域作为数据源；其次，对该数据源采用包含改进的直方图法和局部阈值分割法的组合型阈值分割法进行磨损区域提取；然后，将两种方法的结果进行叠加，去除磨损区域以外的多种噪声，并根据第1步的剪切位置，将分割后的刀尖区域图像与均匀磨损区域图像拼接，得到完整的磨损区域；最后，利用最小二乘法求出原始切削刃位置，标定磨损区域图像，计算刀具磨损参数．在立铣刀磨损实验中，测得侧刃的最大磨损量的精度大于98%，最大误差不超过5μm．实验结果表明，本文提出的方法能够获取全面的磨损区域信息，给出完整的磨损区域和精确的刀具磨损参数，有助于更加可靠地评估刀具磨损状态．     

平面滚柱凸轮机构的数学描述

该文从平面滚柱凸轮机的共性研究出发，引入输入，输出广义坐标的概念，用微分形式的矢量函数方程描述平面滚柱凸轮机构滚柱与凸轮之间的数学关系，推导出了平面滚柱凸轮机构凸轮曲线方程组的一般形式。在推导和计算过程中，该文以滚柱轴心相对凸轮运动的轨迹为核心和桥梁，将平面滚柱凸轮机构的数字描述分成密切相关的２个部分，使得正、反面设计计算的思路明确，便于用计算机进行平面滚柱凸轮机构复杂凸轮曲线的设计计算。这种思考     

行星式滚柱丝杠副的摩擦机理研究

分析了行星滚柱丝杠副由于弹性滞后和自旋滑动等因素所产生的摩擦特性,导出了摩擦力矩和所加载荷之间的关系．计算结果和实验结果对比验证了所得结论是正确的,从而为行星滚柱丝杠副的设计以及润滑、寿命等方面的研究提供了理论依据．     

面接触应力分布与磨损分析

接触应力分布对工作表面破坏情况有着重要的影响。为分析磨损表面破坏情况,文中利用有限元法分析了三维滑块摩擦模型的面接触应力从静态到滑动的演化过程,并对平面应力的光弹实验进行比较研究。仿真得到了主应力差分布、表面接触压力分布和摩擦应力分布,分析结果表明:随着接触状态的改变,接触应力从集中在滑块边缘周围变成集中在运动方向前缘;载荷及摩擦系数对接触应力的影响较显著。平面应力场的光弹实验结果表明,接触应力集中在运动前方,与仿真结果一致。表面磨损实验结果表明:开始接触磨损时,滑块前缘出现最大损伤,对应的接触应力最大;随着磨损距离的增加,接触表面损伤由运动前方向后扩展,最后覆盖整个接触面;接触面所受的载荷越大,磨损程度越高。     

LAPS对溶液pH值二维分布测量的研究

本文主要讲述了利用LAPS(Light-addressable Potentiometric Sensors)对溶液pH值分布进行测量的理论依据和实验分析。通过光照传感器表面不同的位置，可以得到取决于表面电位的光电流．所以通过扫描光点可以得到传感器表面的电位分布，从而画出溶液pH值二维分布的灰度图。     

流化床内颗粒磨损研究

通过流化床内颗粒磨损实验,探讨了磨损率随床重、气速及时间的变化关系,并对磨损前后物料粒径分布进行了对比,推断出颗粒的磨损机制．     

起动机单向器的基本设计

本文系统地研究了起动机滚柱式单向器的基本几何关系和受力状态，通过疲劳强度条件分析，导出其正向传递力矩公式，可用于单向器的设计和校核计算。     

青年人自然行走过程中起落脚位置特征

为研究青年人自然行走过程中起落脚位置特征及其在步态分析中的作用,采集了57名18～24岁的青年男性穿着同种实验鞋10次自然行走的足底压力数据,计算步态运动过程中落脚与起脚相对位置描述参数以及压力中心轨迹线在冠状面上的变化幅度,并测量实验鞋穿用两个月后前后边缘磨损最重点的位置,最后对实验所得数据进行分析。结果表明,同一人多次行走过程中,起落脚相对位置无显著差异;且起落脚位置与鞋底前后边缘磨损最重点位置以及压力中心轨迹线在冠状面上的变化幅度之间均存在相关关系。可见,青年人自然行走状态下,落脚与起脚相对位置有较好的稳定性;鞋底前后边缘磨损最重点位置能够反映受试人员起落脚的位置;起落脚位置偏内的人步态运动过程相对更加平稳。