柔性板弹簧对于自由活塞斯特林热泵的间隙密封及其可靠性具有重要作用。在三槽偏心型渐开线柔性板弹簧设计过程中,偏心量为一重要影响因素。通过建立数学模型,得到了偏心型柔性板弹簧设计过程中偏心量的取值范围;通过有限元软件分析,得到了不同偏心量下偏心型柔性板弹簧径向和轴向刚度的变化规律;针对不同偏心量下柔性板弹簧的轴向刚度进行了实验测试,将实验结果与有限元分析结果进行对比,实验值与有限元分析结果能够较好的吻合。该研究为之后偏心型柔性板弹簧的设计提供了参考依据。

为了更加精确地分析船用人字齿轮传动系统的非线性幅频特性,综合考虑齿面摩擦、时变啮合刚度、齿侧间隙、综合传动误差、外载激励以及中间轴段与弹性支撑等因素,采用集中质量参数法,建立了24自由度船用人字齿轮传动系统的弯-扭-轴-摆耦合非线性动力学模型,推导了系统的非线性动态微分方程。模型中采用弹流润滑理论,计算了齿面摩擦因数、摩擦力及摩擦力矩;采用Runge-Kutta数值法对微分方程进行求解,获得了齿面摩擦影响下的无量纲频率系统相图及时间历程图,分析了齿面摩擦对系统非线性频响特性的影响。结果表明,齿面摩擦抑制了人字齿轮副沿啮合线方向的振动,但不改变齿轮的啮合状态;在频率0~0.89的低频段及频率1.42~2的高频段,齿面摩擦对振动幅值的阻尼作用不可忽略,在无量纲啮合频率0.95~1.23的非稳态共振区,齿面摩擦的阻尼作用并不明显。为

建立了考虑时变啮合刚度、恒定间隙、动态间隙、静态传动误差和外部动态激励的人字齿轮副扭转动力学模型,采用增量谐波平衡法分别求解了恒定间隙和动态间隙下系统的频响特性,用Runge-Kutta数值法对计算结果进行验证,分析了时变啮合刚度、阻尼、静态传动误差及外载激励对系统幅频特性的影响。结果表明,系统中不仅存在着主谐波响应,而且存在着超谐波响应;时变啮合刚度、静态传动误差对系统幅频响应有激励作用,阻尼对系统幅频响应有抑制作用,改变外载激励对系统幅频响应状态变化的影响不大;相比于恒定间隙,增加动态间隙幅值能进一步控制齿轮系统的非线性振动。

为研究星轮个数及间隙对行星传动系统动态均载特性的影响情况,基于集中参数理论,考虑了误差、支撑刚度、载荷及间隙等因素,建立了中心轮浮动式行星传动系统的动力学模型;采用Runge-Kutta数值方法对模型进行求解,建立了星轮个数、间隙与均载特性的影响关系。结果表明,随着齿侧间隙的变化,均载系数快速下降后趋于平缓,且齿侧间隙具有补偿作用,减弱了行星轮增多导致的分配不均现象,提高了系统的均载特性;随着支撑间隙增大,均载系数几乎以恒定速度快速下降后保持不变,且支撑间隙使得系统处于浮动传动状态,具有较好的均载特性;小转矩时,系统对间隙敏感程度高,可以有效缓解误差所引起的分配不均问题;随着转矩增大,误差激励受到抑制,均载性能提高。

在工程机械行业高速发展背景下,液压胶管被广泛地应用于液压系统中,液压胶管不仅可以连接相对运动部件,对于系统中所产生的压力冲击与脉动也可以有效吸收。然而,在具体应用过程中,部分工作人员在应用与日常维护等方面存在不当之处,容易出现漏油、胶管应用失效等问题。对此,本文首先分析工程机械液压胶管类型及其特征以期能为其他研究者提供参考。

分析了矩形静压推力轴承的表面特征以及分形理论中几种模型的特点,结合轴承表面特征提出选用分形插值模型对静压推力轴承表面的平面度与粗糙度进行综合分形模拟。实例验证表明该方法对静压推力轴承表面平面度与粗糙度综合特征的模拟符合真实情况,为静压推力轴承的润滑性能模拟奠定了基础。

为了分析可变截面节流器对空气静压轴承性能的影响,提出了变截面节流器的空气静压轴承模型,通过轴承承载表面弹性薄板的挠度变形实现节流器截面形状的动态变化。建立固体薄板变形和气体润滑的耦合偏微分方程,采用有限差分法和超松弛迭代法对耦合方程进行离散和数值求解。计算结果表明节流器的截面形状直接决定了数值计算过程中喷嘴系数的大小,与刚性节流器的空气静压轴承相比,变截面节流器的空气静压轴承刚度提高了15%,在较高承载力的情况下能够获得更大的刚度。实验测试结果和理论分析基本一致,变截面节流器的设计方法能够有效提高空气静压轴承的静特性。

为研究齿面摩擦影响下的齿轮分岔特性,基于集中参数理论,考虑了齿面摩擦、时变啮合刚度及齿侧间隙等非线性因素,建立了齿轮副6自由度的弯扭耦合振动模型;采用Runge-Kutta数值方法对模型进行求解,分析了随各种参数变化时,齿面摩擦对系统分岔特性的影响。结果表明,随着转速的增加,无齿面摩擦时混沌特性表现明显,且随着齿面摩擦的增大,系统混沌区域外部的分岔会带动混沌区域内部的分岔;随着齿侧间隙的增大,无齿面摩擦时系统振幅不断增大,且随着齿面摩擦的增大,混沌状态受到抑制;随齿面摩擦的增加,混沌区域的分块趋势和抑制效果随阻尼系数增大更加显著。