轮边减速器作为重型或新能源车辆重要的减速增扭传动结构之一,其箱体是齿轮传动系统内部载荷和车架连接外部载荷的重要承载体,箱体结构设计合理和强度性能满足是轮边减速器平稳运行的重要保证。基于箱体三维几何结构和有限元分析方法,建立集“模型-强度评判-运转”的箱体结构分析方法,综合研究了箱体的结构强度及密封性。结果表明,采用组合计算的载荷和强度评判准则下的箱体具有足量的设计强度和刚度,可以支撑内场传动系统的平稳运行和抵抗外载荷作用变形;足量的螺栓分布和合适的螺栓型号可以保证箱体结合面接触面均匀分布,且不发生漏油现象;箱体试验结果与理论分析基本吻合。提出的结构强度分析方法为箱体的结构设计提供了技术参考。

目前,国内外链轮体的主要结构形式普遍采用整体式结构,但整体式链轮轴组换向、维修困难;相对而言,分体式链轮轴组在维修成本及便利性方面有极大的优势。为此,根据经典理论力学原理,对新型结构的分体式链轮体进行受力分析研究,采用材料力学计算理论进行强度校核计算,并与有限元分析计算结果进行比较验证,得到分体式链轮体连接结构设计的校核计算方法。文中提出的分体式链轮受力分析研究方法,可以为连接设计计算和有限元分析提供必要的载荷和约束条件。分体式链轮通过在上、下链轮体之间设置圆柱销来传递转矩,能够保证现有大功率重型刮板机链轮轴组在安装空间受限、连接螺栓数量有限情况下的连接可靠性,为今后类似链轮体的设计提供了参考依据和理论指导。

某聚丙烯挤压造粒机组主齿轮箱输出齿轮轴运行过程中发生断裂,通过断口分析、理化检验和强度校核,探究了该齿轮轴断裂失效的原因。结果表明,由于对应螺杆轴断裂造成瞬时冲击,导致该齿轮轴出现早期微动撕裂缺陷;在转矩和弯矩的复合交变载荷作用下,萌生早期裂纹并沿轴颈处扩展;当齿轮轴的有效承载面积减小到无法承受正常工作产生的扭转力矩时,齿轮轴发生断裂。另外,齿轮轴颈退刀槽处易形成应力集中,也是开裂的诱因之一。

为了实现无人直升机齿轮油国产化,明确不同性能的齿轮油对齿轮箱性能的影响,从而科学地提高齿轮箱的可靠性和寿命,郑州机械研究所有限公司联合多家单位自主开发了80W-140型无人直升机齿轮油。在实验室对油品性能测试的基础上,通过齿轮箱综合性能试验台对80W-140型油品和进口油的性能表现进行了对比测试,并对台架试验测试得到的振动、噪声、温度、效率和胶合转矩等指标进行了分析。结果表明,不同性能油品对齿轮箱的效率和承载能力的影响明显不同,所研制的80W-140型油品具有较好的抗磨减摩和抗胶合性能,可有效提高齿轮箱的可靠性。

齿轮齿条副是齿轨铁路的关键驱动部件,掌握齿轨车辆运行过程中齿轮齿条副齿面的磨损状况和规律,有利于保证齿轨车辆的平稳安全运行。为此,分析了Strub齿轨形式的齿轮齿条副变安装距传动过程,并对变安装距传动关键参数进行了计算;引入安装距步长和滑移距离步长,将变安装距齿轮齿条副连续传动过程离散化处理,构建了变安装距齿轮齿条副齿面磨损体积和磨损深度数学模型;为了验证数学模型的准确性,进行了齿条磨损试验验证;结合具体实例,分析了不同参数对齿面磨损的影响,得到了影响齿面磨损量的关键因子及其影响规律。结果表明,齿面磨损深度实测值与所建模型理论值变化规律一致,验证了磨损数学模型的准确性。研究发现,齿条齿顶处磨损最为严重,选用变位系数较大的齿轮有利于减小齿条齿面磨损量。

采用单因素和正交试验方法研究砂带磨削碳化钨涂层过程中各磨削参数与表面粗糙度的关系,发现砂带磨削碳化钨涂层的表面粗糙度的变化规律砂带粒度对表面粗糙度的影响最大;磨削时磨削压力对表面粗糙度的影响较大;砂带电动机转速频率和工件主轴旋转速度对表面粗糙度的影响较小,其中工件旋转速度影响最小。同时,应用人工智能算法,分别采用极限学习机(ELM)和核极限学习机(KELM)算法建立碳化钨涂层表面粗糙度的预测模型,进行了相关对比试验验证,KELM具有较好的预测效果。

根据传热学、齿轮啮合原理、摩擦学等基本理论,采用热-结构耦合理论以及有限元仿真分析方法,建立了某航空用弧齿锥齿轮副三维有限元模型,对弧齿锥齿轮副进行了结构载荷分析和整体热-结构耦合分析,并对结果进行对比分析。最后,采用KISSsoft机械传动设计分析软件对结果进行了对比分析和验证。结果表明,最大接触应力发生在啮合面上靠近齿顶处,近似呈椭圆形分布,由于本体温度场的影响,轮齿热-结构耦合分析最大接触应力相对静态接触应力和KISSsoft中的接触应力分别增加了5.3%和7.45%,说明有限元分析结果与KISSsoft解析结果的一致性,从而为弧齿锥齿轮副的结构优化和轮齿修形提供了理论依据。

基于正向工程设计理念,提出一种快速的静动态联合设计思路及方法,研究高速多特征齿轮轴的结构设计、力学性能及设计运行参数区间。应用危险界面安全系数校核法则进行轴的强度校核,并权衡齿面接触强度、齿根弯曲强度和危险截面三个安全系数比重,计算静态下其可运行参数区间;采用动力学分析输出多特征齿轮轴的固有频率及位移振型,并绘制响应的Campbell阻尼图和动平衡精度等级、转速与振动幅值响应的关系图。最后,通过静动参数区间融合,得出多特征齿轮轴可运行设计可靠的参数区间,为工程应用中研制新型多特征轴结构提供辅助性设计支撑。

膜盘联轴器依靠圆盘几何型面的弹性变形补偿输入和输出端的微量位移和角度偏差,且有效地承受离心力、轴向变形作用和传递转矩载荷,主要应用于航空、燃气轮机等高精度和高参数的领域范畴。建立了膜盘和太阳轮轴耦合结构的膜盘式太阳轮轴强度分析计算离散模型,依据旋转机械强度理论,对单一载荷和多耦合载荷作用下太阳轮轴的静强度和疲劳强度展开研究分析,并采用两种疲劳强度评定准则进行强度校核。结果显示,在使用条件参数范围内,单一或多耦合载荷作用下轮轴设计结构强度均满足使用要求;转速与应力呈现非线性关系,造成齿根处发生较大应力,且与耦合载荷引起应力占据比重交替增加;提出高速旋转机械部件进行结构设计时,应充分考虑其离心力和科氏力引起的结构应力作用。同时,在单轴和多轴两种疲劳强度评判准则下,结构设计安全,且具...

为提高轮毂电机驱动电动汽车的制动性能和安全性能,对其液压制动系统轮缸压力估计和压力控制进行了研究。首先对液压执行单元中的关键部件回路控制阀建立了数学模型,分析其液压特性和电气特性,接着针对回路电磁阀建立了状态方程,采用平方根容积卡尔曼滤波算法,估计电磁阀阀芯行程,从而准确计算出当前制动液流量和制动轮缸压力,然后再依据p-V特性设计了基于滑模变结构算法的电磁阀阀芯行程控制算法,通过调节阀芯行程来控制制动轮缸内的制动压力。最后采用Matlab/Simulink-AMESim联合仿真和硬件在环台架实验两种方法进行算法验证,结果表明:所提出的制动轮缸压力估计和压力控制算法能准确跟随控制目标值,提高轮毂电机驱动电动汽车的制动性能。