蜗杆传动因其具有传动比大、结构紧凑、传动平稳等优点,被广泛应用于机械制造领域。蜗杆传动中,青铜是蜗轮最常用的材料。为解决青铜蜗轮耐磨性差、疲劳强度低、齿面胶合等问题,青铜蜗轮替代材料的研究受到越来越多的关注。综述了蜗杆传动中蜗轮常用的金属材料以及青铜蜗轮替代材料的研究进展。针对国内外文献报道中用于替代青铜蜗轮的钢制蜗轮、铸铁制蜗轮、锌铝合金制蜗轮、塑料制蜗轮进行了重点论述。最后,结合蜗轮材料的研究现状,从材料、表面工程技术和涂层制备三方面提出了展望性的建议。

建立了同步带传动纵向振动的振动模型及相应的运动微分方程 。

传动副的标准设计常常出现传动元件的寿命不相等。通过传动元件的强度匹配,可有效解决此问题,从而提升齿轮传动寿命。从啮合原理出发,通过改变通常的标准设计参数,使得蜗杆副设计既能满足传动比及强度的要求,又能体现结构紧凑性,同时实现传动零件的啮合强度匹配。重点研究了两种参数修正方案变模数及同时变压力角的方法,以及单一变齿厚的方法。实践证明了两种方法的可行性和有效性。

针对皮带传动过程中平稳性较差及皮带容易磨损问题,在考虑皮带材料刚度和阻尼的条件下,利用数值分析方法,对皮带传动系统的动力学特性进行研究。分析结果表明皮带在带轮表面上爬行时,会产生一定的角速度损失;皮带与带轮在考虑摩擦力时接触力呈现减小的趋势,随着摩擦因素的增加,接触力不断增加;不同摩擦因素下的接触力随着接触角增加呈现双峰趋势,峰值接触力在不同摩擦因素下出现位置不同。

为了进行双输入差速器加减速情况下的故障切换分析,推导了差速器双路工作和单路工作情况下的刚体动力学公式,并总结了规律。以此为基础,分析了单路工作(主备)和双路工作(主主)时的故障切换和模式分析。由分析结论可知,当输出侧负载只有摩擦负载时,由于摩擦负载始终与运动速度方向相反,这种特性使得不管切换路是否切换进来,摩擦负载始终为阻力而非动力,有助于故障通道减速制动。分析了四种故障切换方案,第一种故障切换方案始终为单路工作模式,单路工作的加速能力优于双路工作,切换方案不仅简单,而且故障切换时间短,建议采用第一种故障切换和模式方案。

高弹联轴器橡胶件的温度分布将影响其自身寿命和轴系运行的可靠性。结合传热学和有限元解耦理论，分析得到动态扭转载荷作用下橡胶件的温度场分布变化过程和温度变化曲线。开展动态热机械分析，根据得到的损耗因子随温度的变化关系在温度场计算中进行损耗分析迭代。利用扭转振动试验台开展了橡胶件温度分布测试试验，对比了将损耗因子作为定值和考虑损耗因子温度相关性的两种计算方法与实测数值的误差，验证了有限元数值模拟方法的有效性。研究表明，考虑损耗因子温度相关性的计算方法计算精度更高，进一步分析可得到高弹联轴器的许用扰动转矩，为联轴器以及轴系的性能监测和高弹联轴器的设计优化提供理论依据。

基于能量法和有限元仿真软件,对同心式永磁行星齿轮（Concentric permanent magnetic planetary Gear,CPMPG）进行了理论分析和有限元验证。通过对CPMPG的模型参数设计、气隙磁密分析、整体传动比及转矩计算,表明所提出的CPMPG结构可有效提高同心式永磁齿轮的传动比;虽然所提出结构的动态转矩密度较静态转矩密度有小幅降低,但仍比永磁电机高出许多,验证了所提出结构的有效性及实用性。

为了满足米线生产过程中对折搭挂式米线连续、快速、稳定取料和送料的需要,研制了一种新型的翻斗机构。根据翻斗机构的功能要求,提出了相应的设计方案,通过比较,最终确定了翻斗机构的运动和传动形式;基于翻斗机构的运动机理,结合机构运动,建立了运动模型,即双滑块机构;在此基础上,进行了运动学分析,推导了翻斗的角度、角速度、角加速度随滑块链节的运动变化规律。为使翻斗在生产过程中匀速摆动,建立了翻斗上摆方程式,并由理论逆求得到翻斗作为原动件时滑块链节速度变化规律,为机构的智能控制提供了运动学参数。

研究了一种采用定盘输出、保持架固定,无偏心的平面正弦钢球传动机构,具有良好的散热性,弥补了圆柱正弦活齿传动机构的不足。通过建立平面正弦钢球传动机构的钢球力学模型,同时进行求解得到接触力与惯性力的变化规律,结合仿真验证了力学模型的准确性,为机构的强度校核及振动分析提供了理论依据。

通过遥操作机械臂对核聚变实验堆装置进行内部维护是核聚变实验遥操作维护系统的重要任务之一。由于在遥操作维护中机械臂的关键关节将承担超大负载,且要求其中间预留电缆走线通道等特殊结构要求,需要对关键关节的主减速器进行特殊设计。以2K-HNN型多行星齿轮机构作为模型,分析了需要考虑的机构约束条件和设计条件,通过编程筛选获得满足条件的齿数组合,校核计算危险齿轮强度和传动效率,得到了一种承载能力高、结构紧凑的重载遥操作机械臂关节减速器的设计方案。