为探究齿轮变位对啮合刚度的影响,采用两种不同方法计算齿轮啮合刚度一是运用Pro/E二次开发对齿轮进行参数化建模,并将齿轮模型导入Abaqus软件进行有限元仿真计算,根据计算结果得出不同变位系数齿轮的时变啮合刚度曲线;二是基于能量法的解析法计算得出时变啮合刚度曲线。结果表明,在一定范围内,齿轮啮合的重合度随齿轮变位系数的增大而减小,齿轮的平均啮合刚度随齿轮变位系数的增大而减小。

为考察在外载作用下某镜体镜面面形的变化是否满足设计要求,研究在预紧力及重力作用下镜面面形的变化规律,使用接触非线性有限元方法对镜体组件进行了仿真,采用基于Zernike多项式的光机集成仿真接口程序对面形数据进行了处理,得到了消除刚体位移后表征面形变化的参数和表示刚体位移系数的分布曲线。结果表明在预紧力和重力作用下刚体位移明显,镜面平移占据了刚体位移的主要方面,基于集成仿真技术的面形处理程序可有效地消除刚体位移;预紧力存在在不同方向重力作用下对面形的影响略有不同,与预紧力相比,重力作用对面形的影响较小。在预紧力作用下面形仿真数据对于镜体设计、装调具有一定指导意义,也说明基于接触方法面形仿真的工程适用性。

为增强大型轨道球阀的密封性,针对GQ47H-DN370型轨道球阀在15 MPa工作压力下,利用接触有限理论,分析阀座的最大接触压力为132.61 MPa,通过密封性能评价模型对其进行评判,满足密封条件。结合某公司情况,按GB13927、GB26480、API 6D进行压力试验对比,仿真结果与试验结果都表明其具有可靠的密封特性,为今后改进GQ47H-DN370型轨道球阀结构、提高其密封性提供了一定的理论支撑,达到了优化设计的目的。

以圆弧齿线圆柱齿轮为研究对象,为了获得圆弧齿线圆柱齿轮的啮合接触冲击特性。基于接触动力学相关理论和齿轮传动物理模型,提出了圆弧齿线圆柱齿轮传动啮合接触冲击的假说,并建立齿轮啮合接触冲击模型;给出可以解决冲击碰撞问题的有限元分析方法,通过圆弧齿线圆柱齿轮齿面数学模型建立精确三维数字样机,进而建立啮合接触冲击显示动态有限元模型,研究冲击速度、冲击位置与冲击应力、冲击合力以及冲击时间的关系。研究表明冲击速度和冲击位置的变化对冲击应力、冲击合力和冲击时间均产生了一定的影响。研究结果为圆弧齿线圆柱齿轮的动态设计和工业应用提供了理论基础。