高分子材料领域的快速发展,促进了中低载荷齿轮传动中金属齿轮塑料化的趋势。塑料斜齿轮常被用于代替金属蜗轮与金属蜗杆进行啮合传动,但金属与塑料材料的各方面性能差异较大,塑料斜齿轮损伤形式复杂,其疲劳寿命难以预测。针对这一问题,基于Hertz接触理论和航天领域形成的相对坐标法,运用多体动力学软件RecurDyn建立金属蜗杆与塑料斜齿轮的刚柔耦合动力学模型,获得了塑料斜齿轮在对应加载工况下的瞬态应力值,作为Durability模块中塑料斜齿轮的载荷输入值;引用德国塑料齿轮标准VDI 2736中POM齿轮疲劳寿命与接触应力幅值关系,得到塑料斜齿轮材料的S-N曲线,并基于应力时间历程寿命计算准则,对塑料斜齿轮的疲劳寿命进行了分析。通过疲劳台架实验验证了该分析模型的准确性,为后续塑料齿轮疲劳寿命的研究提供了理论依据。

针对双锥辊辗压机辗压螺旋锥齿轮成形过程中,下模型腔易因应力集中而严重影响使用寿命的问题,利用非线性有限元分析软件DEFORM-3D,对从动螺旋锥齿轮双锥辊辗压成形过程进行数值模拟。采用点追踪的方法对型腔齿根应力进行分析,计算并分析了下模型腔齿根各段不均衡应力的分布规律,预测出型腔齿根中段容易发生塑性变形和破裂。最后,根据仿真和计算结果,研制出一套模具,并用其辗压出符合标准的齿轮,进一步验证了分析结果的准确性和可靠性。

基于Archard磨损理论，运用正交试验优化设计方法，采用刚塑性有限元法对从动螺旋锥齿轮齿坯热模锻过程进行了模拟分析，研究了模具预热温度、锻压速度、模具硬度、摩擦因数等四个参数对成形载荷和模具磨损量的影响；以成形载荷和模具磨损量为优化指标，采用综合平衡分析方法，得到了最佳工艺参数并对其进行了验证。研究结果可为从动螺旋锥齿轮齿坯热锻成形工艺方案的改进及模具寿命的预测提供参考。

针对目前各种类型的电饭煲需要洗米、加水等繁杂人工操作的问题,研制了一款新型煮饭机。首先,对新型煮饭机整体结构及清洗装置进行了设计,着重针对清洗装置的搅拌速度、桨叶直径和搅拌器安装高度等清洗参数进行分析,并借助FLUENT软件对清洗装置进行了多相流仿真,通过分析清洗槽轴向纵截面内的体积浓度云图数值,获得米盆槽体底部颗粒和槽体内壁结合面颗粒堆积情况及搅拌轴两侧搅拌区域大小,最终确定了搅拌机构的最优清洗参数。最后,通过试验验证了仿真结果的正确性。

针对压力淬火的外模压力对弧齿锥齿轮齿形精度影响,以齿面变形为研究对象,采用UG对弧齿锥齿轮进行建模,运用有限元分析软件DEFORM对压力淬火过程进行仿真;依据现有热处理工艺,在仿真计算求得最佳油温基础上,研究了不同压强参数对齿形变化的影响。仿真计算考虑相变和潜热影响,分析了热处理过程中热应力、组织应力和外加载荷之间的相互作用,结果显示：外模压力较小时,轮齿中部在组织应力作用下向上隆起;外模压力增大到一定数值时,隆起得到有效抑制;压力继续增大,端面齿顶开始下沉。

以狐齿锥齿轮副为研究对象,基于狐齿锥齿轮加工原理、齿面唯合原理,计算出狐齿锥齿轮齿面离散化啮合点.利用微分几何原理求解出齿面啮合轨迹上各离散化啮合点的主曲率、短程挠率、卷吸速度等弹流润滑参数,建立考虑表面形貌参数影响的弹流润滑方程,求解了啮合过程中齿面弹流润滑油膜厚度的分布,分析了轮齿表面粗輕度对弹流润滑油膜厚度的影响.由分析结果可知,在一定范围内,增大齿面粗糙度将使得弹流油膜厚度呈一定规律增加;同一粗糙度下,齿面法向接触力越大,弹流油膜厚度越小.