齿面摩擦力对齿面接触应力和接触疲劳寿命有着重要的影响。在对齿面接触疲劳寿命预估时,常忽略齿面摩擦力的影响,不利于齿面接触疲劳寿命的准确预估。为了准确预估齿面接触疲劳寿命,根据18CrNiMo7-6齿轮材料的齿面接触疲劳试验数据,基于三参数威布尔分布和名义应力法对R-S-N曲线进行拟合,在齿面接触应力的计算中引入时变摩擦因数,分析了时变摩擦因数对齿面接触疲劳寿命的影响,并通过齿面接触疲劳试验进行了验证。结果表明,由于时变摩擦因数的影响,采用传统的名义应力法所估计的齿面接触疲劳极限偏大,且随着应力的增大,摩擦因数对齿面接触疲劳寿命的影响呈减弱趋势。

为了研究齿轮副在实际工况下的啮合效率,对齿轮副接触面进行受力和运动学分析,结合弹流润滑理论对齿轮副的润滑状态进行判断,建立了在弹流润滑和混合润滑状态下的动态摩擦因数数学模型,得到齿轮副沿啮合线不同啮合位置的摩擦因数;从受力的角度出发,推导出齿轮副啮合效率计算式,引入动态滑动摩擦因数,得到符合实际工况的齿轮副啮合效率;结合Matlab仿真分析软件,分析了传动比和小齿轮齿数对滑动摩擦因数及齿轮副啮合效率的影响。结果表明,基于动态滑动摩擦因数的齿轮副啮合效率计算方法与实际工况具有良好的一致性,对齿轮传动设计具有一定的指导意义。

齿面摩擦力对啮合齿轮副的胶合、宏微观点蚀及传动效率有着重要的影响。研究齿面摩擦力的计算与控制方法,对啮合齿轮副的性能优化和效率提升有着显著的工程意义。基于齿面摩擦力的重要作用,国内外诸多学者从摩擦因数计算、齿面摩擦力对啮合齿轮副接触损伤与动态特性的影响等多个方面进行了全面研究,但目前仍未形成统一的计算方法和设计规范,仍存在很多技术研究上的不足,尚难在工程中得到可靠应用。通过归纳总结国内外相关文献,阐述了当前齿面摩擦力的研究现状,梳理了研究中存在的难点及关注热点;同时,对齿面摩擦力的发展趋势进行了一定的预判,以期为今后齿面摩擦力的进一步深入研究提供可以借鉴的技术方向。

为了研究等相对曲率齿轮的动力学特性,通过实时调用啮合点几何参数,建立了考虑法向啮合力方向、滑动摩擦因数及啮合刚度等时变效应的齿轮系统的平移-扭转耦合动力学模型,采用龙格-库塔法求解了动力学方程;通过与有限元仿真相关结果比较,验证了模型的正确性。对比分析等相对曲率齿轮与渐开线齿轮的动力学特性,结果表明,两者的动态传递误差、平均机械效率接近;等相对曲率齿轮的滑动摩擦力、滑动摩擦因数较小。建立的动力学模型能够反映等相对曲率齿轮的动力学特性,建模方法对其他非渐开线圆柱齿轮传动同样适用。

以NJ2205圆柱滚子轴承为分析对象,通过Ansys软件对滚子进行建模,分析富油和乏油工况下滚子与滚道之间出现的"边缘效应"问题,对比分析未修形、全凸修形和对数修形下滚子与滚道剪切应力分布情况。结果表明,在径向载荷为11.45 kN、转速为4 000 r/min、富油工况下,沿滚子母线方向的剪切应力小于乏油,无修形方式时剪切应力最大,对数修形方式时剪切应力最小;在富油工况和乏油工况下,全凸修形时的剪切应力相比于未修形时分别减小了17.02%和10.58%;对数修形时的剪切应力相比于未修形时分别减小了32.95%和17%。因此,NJ2205圆柱滚子轴承的滚子采用对数修形曲线能有效地降低剪切应力。

为保证滑块使用寿命,提升AMT的换挡品质,针对换挡过程中滑块轴颈与拨叉之间的磨损情况进行数值模拟。建立有限元模型,并基于传热学理论,设置了拨叉和滑块的热边界条件,得出了同步过程中换挡滑块单次换挡结束时的磨损量与温度分布云图。基于Archard磨损理论,对单次换挡结束时的磨损量进行计算。通过BOX设计方法,对所需的17个仿真试验点进行有限元仿真,并且通过响应面分析得到滑块轴颈磨损量的线性回归预测模型,分析了换挡力、转动角度、摩擦因数对滑块轴颈磨损量的影响规律。研究结果表明,转动角度对轴颈磨损量的影响最为显著。

为了研究滚柱包络端面啮合蜗杆传动的闪温特性,提高抗胶合能力,在滚柱包络端面啮合蜗杆传动啮合理论和摩擦学的基础上,建立了弹流润滑下端面蜗杆和滚柱蜗轮之间摩擦因数的数学模型,分析了啮合传动过程中摩擦因数的时变规律。在此基础上,基于摩擦学原理和Blok闪温理论,建立了弹流润滑下滚柱包络端面啮合蜗杆传动闪温的计算模型。运用Matlab软件进行了数值仿真,得出滚柱包络端面啮合蜗杆传动某一啮合齿对从啮入到啮出齿面闪温的分布规律,并分析了输入功率、润滑油黏度、滚柱半径和喉径系数对齿面闪温特性的影响。结果表明,为了保持该传动副具有良好的胶合承载能力,输入功率和润滑油黏度不宜过大,滚柱半径和喉径系数不宜过小。研究结果对进一步研究滚柱包络端面啮合蜗杆传动齿面抗胶合能力、热应力分析等有重要意义。

以水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂和氨基树脂为改性树脂,与水性聚四氟乙烯(PTFE)乳液复配,制备水性PTFE改性自润滑涂料,研究添加组分对涂料及其涂层性能和涂装工艺的影响。结果表明,水性PTFE改性自润滑涂料通过滚喷工艺喷涂在O形橡胶密封圈表面,经过热固化后形成的涂层表面附着性良好,摩擦因数小,具有良好的自润滑性。

伸缩臂叉车作为一种远距离作业车辆具有广泛的用途。伸缩臂作为其主要作业部件,对其正常作业起到至关重要的作用。在伸缩臂的设计过程中,伸缩臂之间的摩擦因数是一个重要的参数,是伸缩臂各部件设计与选型的基础。伸缩臂的强度关系到伸缩臂叉车的作业能力与安全,对同类型车辆的设计也有借鉴作用。文中对伸缩臂液压缸压力进行测量,通过数值计算得出摩擦因数和伸缩臂强度。

冲裁模具的冲裁间隙、刃口圆角半径、冲裁速度、摩擦因数是模具设计的几个重要参数,基于Deform软件对不同间隙、刃口圆角、冲裁速度以及摩擦因数模拟出对冲压模应力的影响,并对冲压模具的应力影响参数进行正交仿真试验设计,通过正交仿真实验分析寻找规律并选出最优的组合。