某直升机齿轮传动系统的稳态热分析

以某直升机齿轮传动系统为研究对象,用热网络法建立了该传动系统的热平衡方程组;建立了热阻、功率损失、对流换的计算模型;用自行编制的热分析程序计算了给定工况下的功率损失,对流换热系数和稳态温度场,为该传动系统的瞬态热分析了初始条件。     

张力减径机换向器热平衡分析

针对某钢厂张力减径机的锥齿轮换向器在工作中出现的齿轮与轴承高温烧伤问题,对锥齿轮换向器进行热平衡分析。根据热网络法建立热网络模型;给出热源功率、对流换热热阻及对流换热系数的计算模型;根据热网络模型,通过AMEsim建立了传热网络计算模型并进行计算,获得了锥齿轮换向器传动系统的的稳态温度场分布;并通过建立空载试验台对计算模型正确性进行验证。结果证明了换向器在极限工况下的可靠性,并根据其温度场分布对装配提出一些建议;在空载工况下试验结果与计算结果较为一致,验证了计算模型的正确性。     

驱动桥锥齿轮错位量的有限元建模和分析

针对驱动桥锥齿轮在设计分析时所需的错位量参数难以获得的问题,在考虑轴承刚度耦合非线性的基础上,建立了包括传动轴、轴承、锥齿轮、差速器等部件在内的驱动桥传动系统的完整有限元模型。在驱动桥桥壳和主减速器壳体建模过程中,考虑刚度的影响,使用有限元模型提取了刚度矩阵,提出了一种驱动桥有限元建模方法;通过搭建的驱动桥仿真分析模型,模拟了真实工况,计算了模型的系统变形,分析得到了锥齿轮设计时所需的错位量。研究结果表明:该方法能对驱动桥包含的各部件进行建模,可模拟试验中的载荷工况,且模型计算分析周期短,仿真结果精度满足工程需求,能够实现对锥齿轮错位量的计算分析;同时,该结果对驱动桥传动系统其他部件的设计和分析也具有一定的借鉴意义。     

基于热网络的某主轴系统稳态热分析

以某主轴系统为研究对象,用热网络法建立了该主轴系统的热平衡方程组;针对主轴系统的结构件、轴承转速、冷却液温度等给定的工况建立了热阻、功率损失、对流传热的计算模型;通过MATLAB求解热平衡方程组,计算出主轴系统的稳态温度场分布;考虑了轴承转速、冷却液温度、润滑剂黏度大小对主轴系统中关键节点温度的影响,为该主轴系统的瞬态热分析提供了有效的初始条件。     

附件机匣稳态热分析方法研究

采用传热学和机械学理论建立了附件机匣内部的传热过程模型,阐述了机匣壳体散热量、机匣出油口润滑油温度和机匣稳态温度场计算的理论方法.应用迭代算法解决了计算过程中3者互为计算条件的问题.对机匣的有限元模型进行了合理的抽象和简化,将摩擦热源处理成热流输入边界条件,并利用实验准则关联式获取了机匣壳体与润滑油及二股气流接触面、传动部件与润滑油及油雾接触面的对流换热系数,借助有限元软件ANsYS得到了机匣稳态温度场分布.实例计算表明:机匣出油口润滑油温度计算值与实测值对比误差小于1%,机匣壳体及其内部传动部件的温度场分布与理论分析一致,该方法可以为机匣设计提供参考.     

基于温度场的磨齿热特性研究

根据七轴五联动螺旋锥齿轮磨齿机的结构模型和数控磨削原理,采用热传导和矩形移动热源理论及有限元分析方法,建立了磨齿温度场有限元分析3D模型和磨齿瞬态温度场。由此,对热和结构两个物理场进行耦合,仿真分析了磨齿瞬态热特性。实例分析表明,磨齿瞬态最高温度远高于磨齿稳态温度,且位于磨削弧中心;其它各点的瞬态温度,随位置、时间以及其它影响因素的不同,呈现不同的变化规律。磨齿瞬态热应力、热变形与磨齿瞬态温度密切相关,同时还受结构、材料特性和磨削条件等因素影响,磨齿瞬态最大热应力与热变形位于磨齿瞬态最高温度附近。在其它条件相同时,采用油基磨削液的瞬态最高温度、热应力与热变形均比采用水基磨削液时要大。这些研究为控制螺旋锥齿轮磨削质量以及磨齿热变形的修形提供了依据。     

高速高精度数控车床主轴系统三维稳态温度场的数值分析

基于高速高精度数控车床主轴系统内部热源的分析，在ANSYS／Themal模块中建立了主轴系统三维温度场有限元模型，计算了温度场，并预测各部件热平衡时的温度场分布和温升。通过拟合得到主轴和箱体最高温升与转速关系曲线，该曲线可以用来预测主轴和箱体在主轴不同转速下的稳态最高温升，对主轴系统结构改进提供技术支持。     

3D力热耦合磨齿模型与数值分析

根据螺旋锥齿轮的数控磨齿原理,得出磨齿基本参数的理论模型和物理意义上的磨削力计算公式;应用单磨粒热模型计算了磨齿热量分配比,采用矩形分布热源得出磨齿热流量.以热弹塑性变形理论为基础,采用PRANDTL-REUSS方法建立磨齿界面应力应变场本构关系;齿轮材料采用双线性等向强化模型,用3D力热耦合有限元单齿模型和小步距载荷移动方法,实例进行瞬态温度场的仿真.结果表明,磨削瞬态最高温度位于磨削弧中心,其他各点的瞬态温度,随磨削条件、空间和时间等影响因素的不同,呈现相应的变化规律.试验与力热耦合仿真的数值比较分析表明,构造的3D力热耦合磨齿模型有较高的精度,能为螺旋锥齿轮磨齿质量的控制提供依据.     

高速电主轴温度场分布研究

以加工中心高速电主轴单元为研究对象,分析电机的损耗发热和轴承的摩擦发热两个主要热源,计算了热源的生热率和电主轴各部分之间的对流换热系数。运用ANSYS有限元软件建立了电主轴温度场瞬态和稳态模型,以对流换热系数为边界条件、生热率为载荷进行分析,得出该电主轴的稳态温度场分布以及轴承的瞬态温升曲线。最后提出改善电主轴温升的有效措施,为电主轴的温升控制提供理论依据。     

基于无油润滑的弧齿锥齿轮的三维瞬态温度场仿真分析

文中基于齿轮啮合原理及轮齿加载接触分析,应用摩擦学和传热学原理,在ANSYS9.0软件中建立了弧齿锥齿轮三维有限元模型.讨论了边界条件的确定方法以及热载荷的计算,同时合理考虑各种相关参数进行了三维瞬态温度场计算仿真,给出了典型时刻的温度场分布云图以及温度时间变化曲线.仿真结果表明:无油润滑阶段,弧齿锥齿轮啮合表面迅速升温,高温区域集中在轮齿接触区,在齿面中间部分上出现两个温度峰值,在大轮转速10000r/min,小轮转矩200N·m情况下,温度在5min内升高了22.5℃.