以VHT800数控机床为例,设计了树脂混凝土材料和铸铁材料的滑台模型,用有限元方法对其进行静态分析、模态分析,结果表明同铸铁材料机床滑台相比,树脂混凝土材料机床滑台满足了机床零部件轻量化和刚度使用要求,在相同的受载条件下,树脂混凝土机床滑台比铸铁材料滑台的最大应力减低15.8%,变形量降低6%,树脂混凝土材料机床滑台的各阶固有频率均明显高于铸铁材料滑台,树脂混凝土材料滑台的静、动态特性优于铸铁材料滑台。

以深沟球轴承为研究对象,从轴承组件的几何关系、载荷约束关系入手,建立了一种可用于分析深沟球轴承-转轴系统回转运动精度的拟静力学模型。模型综合考虑了零部件结构参数、材料的物理属性及工况载荷等因素对于轴系回转运动的影响,并着重分析了载荷的大小与位置对轴承-转轴系统回转运动的影响规律。结果表明对于轴承对称布置的双轴承支承结构轴系,轴向载荷与径向载荷的变化对轴系的轴向位移误差影响较大,当载荷施加位置位于转轴中间时,轴系的回转精度最佳。

以渐开线直齿轮为例,基于实测的误差值,依据基本的运动几何学理论建立齿轮传动模型。根据齿面误差、齿距误差和齿轮轴线误差的测量原理,将误差信息添入到模型中;通过判断两齿面距离最短点所在位置,实现齿面接触类型的辨识,综合考虑了齿面啮合和各类边缘接触的情况;通过判断多对齿面接触时传递速度最快的齿面,实现了齿面交替传动。该模型实现了考虑误差时的齿轮接触传动分析,并可推广应用到其他类型的齿轮传动分析中,为考虑误差时的齿轮传动分析提供了新方法。

以轴系的模块化知识模型为基础,提出了综合结构设计和性能设计的轴系数字化设计方法。综合考虑轴系的结构组成及性能分析类型,对轴系进行了模块化划分,并从功能属性、工作性能、经济性和结构合理性4个方面建立了轴系结构评价指标模型,通过模糊层次分析法建立评价模块,实现了轴系设计方案评价和最优方案选择。最后通过案例说明了轴系结构设计流程,证实了其可行性,为机械结构设计提供了数字化解决方案。

以DTM-B70车铣复合加工中心为例,对机床进行有限元动力学分析,分析机床的动态特性,为机床结构的动力学设计提供依据。研究了关键零部件动态特性结合面等效原理,介绍了支承件的结合面等效方法,基于支承件结构建立整机的有限元物理模型,分析其动态性能。根据动态特性分析,确定机床立柱为该机床薄弱环节,以便于后续对薄弱环节进行结构优化,提高部件的刚度和固有频率。

提出液压系统方案设计的能量特征状态模型。以定性矢量的形式描述液压系统的能量特征,将一个完整的液压系统分解为若干个单动作子系统进行设计;将液压元件与其在系统回路中的使用方式相结合定义两类基本变换单元作为新的系统设计功能选择单元,并以功能分析为基础构建两类基本变换单元的定性矩阵表达;建立单动作子系统方案设计模型,将单动作子系统方案设计问题转化为模型空间内的矩阵分解与匹配。通过具体设计实例验证该方法的可行性与有效性。

针对某船调距桨更换桨叶后承载功率增加而产生的液压无键套合联轴器的使用安全性问题,对传递扭矩和推力的联轴器箍套、锥套与尾轴的过盈安装进行了研究。首先分析了液压无键套合联轴器的组成及工作原理,接着研究了联轴器过盈安装的厚壁圆筒理论,根据厚壁圆筒某直径处的应力、变形量的表达公式,计算了传递2.8倍额定扭矩时联轴器套合锥面的过盈量和箍套的轴向位移。接着,计算了传递2.8倍额定扭矩时套合锥面平均直径处的切向应力、合成主应力,校核了联轴器的强度。接着,根据套合锥面最大压应力不大于0.7倍屈服强度的规定,计算了联轴器套合锥面的最大过盈量和箍套的最大轴向位移。接着,研究了联轴器的安装、测量误差对联轴器传递能力的影响。接着,考虑表面粗糙度造成的过盈量损失,确定了在规范允许范围内的过盈量设计值和轴向位移...

将测量仪轴线矢量描述为直纹面的直母线,直母线随回转轴一起误差运动,其轨迹形成直纹面,通过建立的直纹面几何模型分析测量仪安装位姿不确定性对测量结果影响,并提出一种消除仪器安装位姿不确定性影响的评价新方法.定义了球面像误差和腰线误差去描述直纹面的误差运动范围,并通过优化得到全局不变量.采用全局不变量对主轴误差运动进行评价具有唯一性,可以剔除安装位姿不确定对测量结果的影响.通过Lion公司的双标准球测量仪实际测量得到主轴误差运动参数,通过3次安装实验优化结果对比,验证该方法的有效性.

给出液压元件功能知识表达数学模型.将液压控制元件的自身结构与使用方式相结合定义能量特征状态基本变换单元为系统方案设计的最小功能选择单元.构建了基本变换单元输入输出间的定量关系方程通过对该方程的定性特征化处理抽象出特征状态变换方程并将特征状态变换方程的系数矩阵作为基本变换单元功能知识的定性数学表达.归结了常用基本变换单元形成了基本变换单元功能知识表达库和相应的特征状态变换矩阵.构建了单动作液压子系统综合模型并给出相应的矩阵分解算法与特征运算规则最后结合具体实例阐述了基本变换单元功能知识表达模型在系统方案设计中应用的有效性.

提出液压系统方案设计的能量特征状态模型。以定性矢量的形式描述液压系统的能量特征,将一个完整的液压系统分解为若干个单动作子系统进行设计;将液压元件与其在系统回路中的使用方式相结合定义两类基本变换单元作为新的系统设计功能选择单元,并以功能分析为基础构建两类基本变换单元的定性矩阵表达;建立单动作子系统方案设计模型,将单动作子系统方案设计问题转化为模型空间内的矩阵分解与匹配。通过具体设计实例验证该方法的可行性与有效性。