为了探究端曲面齿轮防滑差速器的运动特性和防滑性能,基于端曲面齿轮副啮合原理和差速器工作原理,建立了端曲面齿轮防滑差速器的静力学模型,分析了端曲面齿轮副阶数、偏心率以及转速差对差速器转弯时运动特性的影响;利用Adams软件对端曲面防滑差速器的防滑特性进行了动力学仿真。结果表明,与普通圆锥差速器相比,端曲面齿轮防滑差速器具有显著的防滑特性,防滑系数可达2.5。通过简化端曲面齿轮防滑差速器模型,搭建差速器实验平台,得到了非圆行星齿轮偏转角速度,验证了在差速状态时其理论值的准确性。

对大行程、多自由度及高刚性微纳传动平台的设计要求和特性进行了研究,开发了由压电陶瓷驱动的大行程5-DOF微纳传动平台,设计了位移量大、可导向的微位移放大机构,实现了微纳传动平台的高精度、大移动及大摆动等功能。分析了微纳传动平台的基本原理和自由度,建立了微纳传动平台的运动学模型,得到了其输入/输出特性。基于伪刚体的基本理论及虚功原理,推导了微纳传动平台沿X、Y、Z向的移动刚度及绕X、Y轴的摆动刚度,并对影响微纳传动平台静态刚度的特征参数进行了分析,获得了其移动刚度及摆动刚度的特性。创建了微纳传动平台的几何模型,应用有限元方法对该平台进行了分析及仿真,验证了微纳传动平台的运动学模型、伪刚体模型的正确性。

采用格子Boltzmann方法对低雷诺数下气体绕流圆柱的规律进行了研究。对比计算了双圆柱在不同圆心距、不同Re数、不同来流速度与双圆柱圆心连线角度的情况下，各个圆柱的受力大小和曳力系数。结果表明，若Re数为20，改变圆柱间距，圆柱间距在1.2d和1.4d之间时，下游圆柱所受曳力有极小值；双圆柱间距为1.6d时，双圆柱受到总曳力最小；圆柱间距大于2d时，上游颗粒受到的曳力不再受到下游颗粒的影响。若圆柱间距为1.2d，改变雷诺数，Re数在30和40之间，下游圆柱所受曳力有极小值。另外，来流速度角度对圆柱的受力影响很大。上述规律为低Re数下圆柱绕流的深入研究与应用打下基础。

非圆齿轮传动具有广泛的应用场景。针对非圆齿轮传动,采用齿轮啮合原理和材料力学等原理及方法,提出了大重合度非圆齿轮设计方法。探讨了非圆齿轮传动原理和节曲线构建方法,计算了其节曲线曲率半径和重合度方程。建立了不同重合度非圆齿轮轮齿时变啮合刚度与载荷分配率计算模型,推导了不同重合度非圆齿轮齿根弯曲应力方程。探讨了不同结构参数下非圆齿轮副重合度、时变啮合刚度、时变载荷分配率及齿根弯曲应力变化规律,确定了轮齿所受最大载荷位置。开展了不同重合度非圆齿轮齿根弯曲应力仿真分析和实验测量,与理论计算结果进行了对比分析,最大误差分别约为4.8%和5.9%,验证了理论方法的合理性与正确性,为大重合度非圆齿轮传动的工程应用奠定了基础。

针对齿轮泵的变量功能及非圆锥齿轮的应用,提出了一种新型相交轴变量齿轮泵——高阶椭圆锥齿轮泵.该齿轮泵是以高阶椭圆锥齿轮为工作转子的非圆锥齿轮泵.根据齿轮的空间啮合原理,给出了其工作转子高阶椭圆锥齿轮副的齿形生成方法.基于该种齿轮特殊的运动学特性,分析了高阶椭圆锥齿轮泵的传动特性,并对其工作结构进行了设计.依据球面微分理论,推导出了高阶椭圆锥齿轮泵的平均理论流量公式、瞬时流量公式以及流量脉动公式,同时分析了高阶椭圆锥齿轮的偏心率、阶数等参数对其流量特性的影响.在同等参数模型及工况条件下,将对高阶椭圆锥齿轮泵的平均理论流量、瞬时流量及其变量范围与圆柱齿轮泵和非圆柱齿轮泵的流量特性进行了对比分析,获得了该锥齿轮泵在同等条件下排量最大、变量范围最大的特点.

介绍了采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺结合物理气相沉积(PVD)技术在Cr3C2-NiCr涂层上沉积CrN涂层形成CrN/Cr3C2-NiCr复合涂层的强化工艺,并对复合涂层从薄膜微观结构设计、摩擦、腐蚀及减磨防腐机理方面进行了研究。

针对某高墩桥梁工程实际情况,对其高度施工过程中液压翻模技术具体应用进行深入分析,并通过实践验证了该工程所用液压翻模技术的合理性与有效性,旨在为类似高墩桥梁工程建设提供技术参考。

针对传统往复锯锯齿下料机构,提出了一种新型的端曲面齿轮副弧形切割往复锯运动机构。利用端曲面齿轮副啮合及坐标变换原理,并结合机械原理、齿轮啮合理论与现代设计方法,建立了端曲面齿轮副-连杆复合运动机构的传动坐标系,推导了该复合机构的运动方程,分析了弧形切割往复锯复合运动机构的位移、速度和加速度等的影响及其变化规律。采用Solid Works和Adams软件,建立了弧形切割往复锯运动仿真模型,获得了该往复锯的仿真运动特性规律。搭建相应的实验台并进行测试,将理论仿真数据和实验结果分别与理论分析结果进行了对比分析,验证了端曲面齿轮副弧形切割往复锯机构的可行性。

为改善斜盘式柱塞泵的脉动性能,基于啮合理论和几何学的相关知识,提出了由双端曲面齿轮作为转子、双作用柱塞不间断排油的新型双作用柱塞泵.利用端曲面齿轮副传动原理,建立了双端曲面齿轮啮合坐标系和柱塞运动坐标系,结合柱塞泵的工作特性,进行了柱塞结构的设计,探讨了新型柱塞泵的柱塞分布情况;运用新型双作用柱塞泵的工作原理,推导出了柱塞位移、速度及相应的瞬时流量方程,并分析了柱塞数、偏心率和端曲面齿轮阶数对流量脉动率的影响因素.分析结果表明：相较于现有的斜盘式柱塞泵,新型双作用柱塞泵流量脉动率的变化趋势更为平稳,且流量脉动率随着柱塞数量的增多,偏心率的减小,端曲面齿轮阶数的增大而降低;通过试验,得出柱塞运动速度的最大误差为4.79 mm/s.

为解决斜盘式柱塞泵摩擦副的磨损问题，提出了一种新型轴向柱塞泵，用双端曲面齿轮代替了斜盘，用齿轮副代替了摩擦副。利用端曲面齿轮副传动原理建立了单柱塞、六柱塞双端曲面齿轮式柱塞泵的运动特性数学模型，得出了柱塞运动规律。通过ADAMS虚拟样机建立了柱塞泵运动特性仿真模型，验证了新型柱塞泵柱塞运动的可行性。利用LH-050型激光位移传感器对柱塞泵运动特性测试实验台进行了相关测试，通过实验测试结果和理论值对比发现：实验数据与理论计算值吻合较好，误差控制在5％以内，证明了柱塞泵运动特性理论模型的正确性。