计及齿面摩擦的高功率密度齿轮传动效率分析

为考察齿面摩擦对高功率密度齿轮传动效率的影响,提出了一种基于虚拟样机方法的齿轮传动效率预测及动特性分析方法.考虑齿轮和转轴的柔性变形、齿轮时变啮合刚度,建立齿轮、转轴、轴承的柔性多体动力学模型,通过求解动力学方程得到齿轮传动系统的传动效率和动特性,并分析了齿面摩擦对直齿轮、斜齿轮、人字齿轮传动系统传动效率、动态特性的影响规律.结果表明:随着齿面摩擦系数的增加,接触应力增加,动态切向摩擦力变大;在高速工况下,人字齿轮接触应力最小,但传动效率高于斜、直齿轮.     

混合弹流润滑修形斜齿轮齿面摩擦功率损耗

针对斜齿轮修形设计中齿面摩擦功率损耗的问题,研究了斜齿轮齿廓修形、齿向修形和拓扑修形方法,基于齿轮接触分析和齿面承载接触分析提出了修形齿轮齿面摩擦功率损耗及混合弹流润滑条件下修形齿轮摩擦系数计算方法。对齿廓修形、齿向修形及拓扑修形斜齿轮修形参数与齿面摩擦功率损耗的关系进行了仿真,结果表明:对于齿廓修形,修形量对功率耗损影响较小,而且齿廓修形功率耗损波动较小,对传动有利;对于齿向四阶修形曲线,修形长度变化对功率损耗影响较大,而且齿向修形长度增大后功率耗损波动增大,对传动不利;与单纯齿向修形相比,修形长度较大时拓扑修形下功率损耗波动量减小,对传动有利。     

混合弹流润滑修形斜齿轮齿面摩擦功率损耗

研究修形斜齿轮齿面摩擦功率损耗对实现其良好的综合性能具有重要意义。本文研究了斜齿轮齿廓修形、齿向修形和拓扑修形方法,基于齿轮接触分析和齿面承载接触分析提出了修形齿轮齿面摩擦功率损耗及混合弹流润滑条件下修形齿轮摩擦系数计算方法。对齿廓修形、齿向修形及拓扑修形斜齿轮修形参数与齿面摩擦功率损耗的关系进行了仿真。仿真结果表明:对于齿廓修形来说,修形量对功率耗损影响较小,而且齿廓修形功率耗损波动较小,对传动有利;对于齿向四阶修形曲线来说,修形长度变化对功率损耗影响较大,而且齿向修形长度增大后功率耗损波动增大,对传动不利;与单纯齿向修形相比,修形长度较大时拓扑修形下功率损耗波动量减小,对传动有利。     

混合弹流润滑修形斜齿轮齿面摩擦功率损耗

研究修形斜齿轮齿面摩擦功率损耗对实现其良好的综合性能具有重要意义。本文研究了斜齿轮齿廓修形、齿向修形和拓扑修形方法,基于齿轮接触分析和齿面承载接触分析提出了修形齿轮齿面摩擦功率损耗及混合弹流润滑条件下修形齿轮摩擦系数计算方法。对齿廓修形、齿向修形及拓扑修形斜齿轮修形参数与齿面摩擦功率损耗的关系进行了仿真。仿真结果表明:对于齿廓修形来说,修形量对功率耗损影响较小,而且齿廓修形功率耗损波动较小,对传动有利;对于齿向四阶修形曲线来说,修形长度变化对功率损耗影响较大,而且齿向修形长度增大后功率耗损波动增大,对传动不利;与单纯齿向修形相比,修形长度较大时拓扑修形下功率损耗波动量减小,对传动有利。     

Halbach磁齿轮复合电机的分析与研究

将磁齿轮与传统永磁电机相结合,构成磁齿轮复合电机,可减小摩擦损耗、提高传动效率。研究复合电机的传动机理,分析比较径向充磁与Halbach充磁复合电机的磁场分布规律,建立电机的时步有限元分析模型,综合考虑谐波磁场和斜槽的影响,对两种电机的气隙磁密及损耗分布进行对比分析,分析不同转速下两种电机的涡流损耗及铁耗分布规律。结果表明,较传统的径向式结构,Halbach磁齿轮传动复合电机具有谐波含量小、铁耗小、效率高等优点,内转子电机的槽口宽度对永磁体涡流损耗产生较大的影响,选择合理的槽口宽度可减小损耗,进一步提高电机的效率。     

直驱式开关磁阻风力发电功率控制方法研究

介绍了一种直驱式开关磁阻风力发电机的快速功率控制方法.由于开关磁阻发电机内部控制变量多、非线性特性强,同时由于风力机中控制变量多,导致直驱式风力发电系统的功率控制困难.提出了一种新型直接瞬时转矩方法改进直驱式开关磁阻发电机功率控制方法,和传统的基于电流斩波控制方法比较提高了响应速度和减小了稳态下输出功率的波动.     

基于“三自由度关节型机械手”对回转关节的研究与设计

关节型机械手是一类具有与人手肘类似的"关节",可以模拟人手操作的自动化装置。它主要以电气结合的方式驱动,再通过齿轮等进行机械传动。但因为机械摩擦较大,传动部位(回转关节)仍有改进的空间。结合开关磁阻电机的原理,该文探讨了一种利用电磁驱动的新型回转关节。这一设计有效地避免了齿轮传动带来的机械摩擦损耗。     

液压压紧式牵引传动装置传动效率研究

以自行设计的液压压紧式牵引传动装置为基础,针对装置传动过程中的自旋功率损失和滑动功率损失进行了理论研究,结合弹流润滑理论对内、外摩擦副的牵引特性进行了数学建模,并通过多重网格方法进行了联合求解,从而获得了系统的传动效率及其变化规律.研究结果表明:液压压紧式牵引传动装置具有转速高、功率大的传动特性,通过控制液压压紧力,可使传动装置的传动效率达到95.5％以上;自旋功率损失随着传动比的增加呈现出先减后增的变化规律,滑动功率损失随着传动比的增加而减小,当传动比大于0.5时,滑动功率损失趋于稳定;系统的效率随着传动比的增加呈现出先减后增的变化过程.     

电子提花机用电磁阀参数自动检测系统的开发

在研究现有多种电子提花装置的基础上,针对电子提花织机的实际需求,介绍了作者开发的电子提花机用电磁阀电磁参数自动检测系统,同时给出了系统的设计思想、系统的硬件结构和软件的设计方法,阐述了配置多种高精度数字仪表、结合PC机和单片机联合控制的计算机电磁测量技术.实践表明,该系统达到了设计要求并取得了很好的使用效果.     

电子提花机齿轮-杆组合传动机构运动学仿真

研究电子提花机的开口传动装置的齿轮-杆组合机构运动规律,采用理论分析与计算机仿真的方法,先建立机构各构件初始位姿参数的函数关系,再通过ADAMS软件形成参数化模型.研究随齿轮传动比和两随动曲柄起始相位差变化条件下,刀箱连杆竖向运动的位姿改变.研究结果表明:当节圆直径传动齿轮大于中间轮直径以及两随动曲柄杆初始相位角相差180°时刀箱连杆竖向速度变化波动最小,能获得较为平稳的杆运动特征,为提花机传动装置提供了必要的设计依据.     

磁力金属带传动效率的理论计算与试验

磁力金属带传动(MBDM)是基于摩擦传动理论和电磁学理论构建的一种新型摩擦传动．研究了MBDM的功率损失及传动效率，分析了其影响因素，并通过实验加以验证．结果表明，MBDM通过电磁吸引力和初张力的耦合作用产生摩擦力，传递运动和动力，具有传动功率大和效率高等特点．MBDM稳定运行时的传动效率可稳定在95％～98％，并随磁感应强度的增加而提高、     

牵引式无级变速器的传动特性

研究了牵引式无级变速器的传动机理,以及传动接触区牵引系数的影响因素和求解方法,通过内、外摩擦副牵引系数之间的关系,探究了作用在内、外摩擦副上的法向加载力和外摩擦副滑滚比的求解方法,分析了系统功率损失的主要因素和求解方法,最后得到作用在内、外摩擦副上的法向加载力、自旋功率损失、滑动功率损失和传动效率随传动比的变化规律.研究表明:在输入转速、转矩和内摩擦副滑滚比已知的情况下,法向加载力随着传动比的增大而增大,但增大幅度较小;滑动功率损失随着传动比的增大而增加,自旋功率损失则随着传动比的增大而不断减少;随着传动比的增大,滑动功率损失对系统传动功率的影响越来越大,自旋功率损失则反之,系统总的功率损失随着传动比的增大而减少,最后趋于稳定;系统总传动效率随着传动比的增大而增大,最后也趋于稳定,保持在83%左右.     

船用齿轮传动的动态优化设计

考虑齿轮副的时变啮合刚度、啮合阻尼及轮齿的综合误差,建立了船用齿轮传动系统的动力学模型;将齿轮副接触线长度变化代替齿轮瞬时啮合刚度的变化,啮合阻尼和齿面摩擦等效为粘性阻尼以提高求解效率.并以齿轮的振动加速度和质量为目标函数,对船用齿轮传动进行多目标动态优化,有效降低船用齿轮的振动水平和质量.     

永磁直驱式带式输送机系统动态特性及能耗分析

为解决传统异步驱动式带式输送机效率低、能耗高的问题,基于机械动力学理论和磁力传动技术,对永磁直驱式带式输送机的运动模型和耗能情况进行深入研究。针对永磁直驱式带式输送机复杂的非线性机电耦合关系问题,以永磁电机驱动的带式输送机为主要研究对象,在带式输送机离散系统的简化动力学模型基础上,引入同步旋转坐标下的永磁同步电机状态方程,建立了基于机电耦合关系的永磁直驱式带式输送机系统模型,并通过Harrsion软启动速度推导出该系统模型在启动过程中的能耗解析式;以矢量控制技术对系统进行仿真分析,得到了永磁直驱式带式输送机的动态特性,表明了带速及张力变化规律符合实际运行工况,并进一步将永磁直驱式带式输送机与异步驱动式带式输送机相比较,得到启动过程的张力和能耗对比图,结果表明:在启动过程中永磁直驱式带式输送机具有更小的张力峰值,同时在整个启动过程中永磁直驱式带式输送机比异步驱动式带式输送机降低了约8%的能耗。     

随动直线式制动器的特性分析及优化设计

针对传统曳引式电梯的工作机理及制动器安装位置的不同,结合液压制动器和车用电磁盘式制动器的特点,文章提出了一种适用于直驱电梯的随动直线式制动器结构,以新型双E型电磁驱动机构为制动器驱动源并通过增力机构将力放大;建立了驱动机构的有限元模型,采用磁路法分析制动器驱动机构的磁密和电磁吸力等特性,并利用有限元的方法对驱动机构的结构参数进行优化。结果表明,优化后驱动机构的电磁吸力得到显著提高,对直驱电梯电磁制动器的研究具有一定的参考价值。     

用有限元法分析估算直齿轮的体积温度

在高速重载下工作的齿轮,一般都承受较高的热负荷,故温度较高。而齿轮的温度决定着它是否会发生胶合损坏,决定着润滑剂的特性,同时也决定着齿轮的热变形,故齿轮的温度估算显得十分重要。对于在稳定负荷下运转并处于热平衡状态的直齿轮,可利用有限元法求解其体积温度,并可通过一些适当的假设使问题得到简化,在估算出齿轮的放热系数和输入摩擦热后,便可进行计算。文中还对放热系数和输入摩擦热的理论计算作了一些介绍,并通过对一典型齿轮传动的温度计算,初步探讨了求解直齿轮体积温度的若干问题。     

摩擦无级变速封闭行星齿轮传动的分析

介绍了摩擦无级变速封闭行星齿轮传动的传动比计算、效率计算，并分析了回流功率对效率的影响，可供封闭行星轮系传动的研究分析作参考。     

基于Ideas的渐开线-双渐开线齿轮强度对比分析

利用Ideas软件的建模与仿真模块,建立了具有精确齿廓的渐开线齿轮副与分阶式双渐开线齿轮副的有限元分析模型,并对这两种齿轮在相同设计参数和相同加载力矩下的啮合情况进行有限元接触分析,求解出了这两种齿轮传动在不同啮合位置下的接触应力和弯曲应力,并作了对比分析.同时着重分析了分阶式双渐开线齿轮由于齿腰分阶对接触应力和弯曲应力的影响情况,为分阶式双渐开线齿轮这种新型传动应用于生产提供了理论依据.     

自由活塞内燃发电机活塞环摩擦特性研究

为验证自由活塞内燃发电机摩擦损失小的潜在优势,建立了活塞环混合润滑模型.通过数值求解,分别获得了同缸径的曲轴式内燃机和自由活塞内燃发电机的活塞环与缸套间的油膜厚度、摩擦力和摩擦功率.对比分析表明,两者的活塞环油膜厚度相近,平均摩擦功率近似相等.自由活塞的活塞环摩擦力峰值较大,持续时间较短.如果考虑凸轮、曲轴等其他部件的摩擦损耗,则在总机械摩擦损失方面,自由活塞内燃发电机相比曲轴式内燃机具有显著优势.     

直齿圆柱齿轮传动设计的全局优化方法

分析现有齿轮传动优化设计方法在全局优化方面的不足.针对一类载荷系数一定的直齿圆柱齿轮传动设计的体积优化问题,建立非线性优化模型.基于模型特点的分析,采用变量组合与取自然对数的变量变换方法,将原非线性问题等价地转化为含混合变量的线性规划模型,并设计一类求解混合变量的线性规划问题的全局优化方法.将这一系列方法应用于研究典型的直齿圆柱齿轮传动优化设计案例,并与已有设计优化方法比较.结果表明:该全局优化方法得到的大小齿轮分度圆柱体积小于其他方法得到的圆整最优值.