航空薄辐齿轮辐板的抗疲劳设计

对航空薄辐齿轮辐板抗疲劳设计方法进行了探讨。给出了薄辐齿轮辐板应力谱的确定、有限元应力分析及疲劳寿命估算过程中的有关处理方法。分析结果与试验结果的对比表明，本文给出的薄辐齿轮的抗疲劳设计方法是有效的。     

航空高速直齿圆柱齿轮中的离心应力及其回归分析

本文运用三维有限元法研究了航空高速直齿圆柱齿轮中的离心应力场。计算模型取完整齿轮结构中的一个扇形段,根据作者提出的伪单元法引入循环对称条件考虑移去部分对扇形段结构的作用。讨论了航空高速齿轮中常用的三种辐板(直辐板、斜辐板和一端直辐板)支承形式以及轮缘和轮辐尺寸对齿轮齿根离心应力的影响。数值计算表明,直齿轮中的齿根离心应力及径向和轴向位移与齿轮的转速平方成正比。采用二次回归方法得出了直齿轮齿根离心应力计算系数随轮缘和轮辐尺寸变化的计算公式。从而为全面研究直齿轮中的离心应力提供了一个有效途径。     

航空薄辐板齿轮固有特性及稳态响应分析

利用三维建模软件建立了薄辐板结构的齿轮模型,导入有限元软件进行前处理。根据动力学方程及载荷分配求解单个轮齿上的载荷历程,并依据啮合时间进行加载,模拟了齿轮正常工作条件下的受力状态。计算了薄辐板结构齿轮的固有特性,绘制了行波共振图,采用模态叠加法计算了薄辐板齿轮在共振转速和工作转速下的稳态响应并绘制动应力曲线。该方法可以适用于任何齿轮任何转速条件下的稳态响应分析,为齿轮辐板应力校核以及结构优化提供了参考。     

基于振动应力分析的齿轮结构优化方法研究

针对航空发动机传动系统齿轮辐板断裂现象,进行了原因分析;通过断口检查、强度计算、振动特性分析、应力测试等,确定齿轮辐板断裂的性质为节径共振引起的高周疲劳.基于分析结果,以降低振动应力、提高强度储备为目标,对齿轮结构进行了改进优化设计,并对优化后的结构进行了试验验证.结果 表明,齿轮结构优化后,振动应力值大幅降低,齿轮结构强度储备与工作可靠性明显提升.     

斜齿轮强度的组合有限元分析

本文对斜齿轮(含齿、轮缘、辐板、枢轴)的总体强度,进行了组合有限元分析。通过开孔斜辐板斜齿轮和异形辐板(直辐板、斜辐板、弓形辐板)斜齿轮两个实例的分析,对基本方法作了说明。     

川藏铁路线路条件下基于热-机耦合的货车车轮辐板优化*

针对川藏铁路线路货运车辆下坡区段长时间制动导致的车轮热负荷大幅增加和车轮辐板疲劳问题,考虑热-机耦合效应,采用正交试验法对现有C_(70)型敞车HESA型车轮辐板进行优化设计。试验选定轮辋与辐板过渡两侧倾角、辐板与轮毂过渡两侧倾角、辐板上部厚度、辐板下部厚度作为优化因素,依据车轮实际运维要求将辐板疲劳强度、车轮质量、辐板静强度列为优化目标。按照UIC510-5规程直线工况所确定的机械载荷工况,采用货车匀速通过超长连续大坡度区段踏面制动下车轮瞬态热载荷工况,对3种优化车轮辐板进行静强度校核与疲劳强度校核,并对比得到最优车轮辐板外形。结果表明:3种优化车轮辐板均满足静强度条件,其中辐板静强度最佳组合方案有效改善机械载荷下车轮辐板等效应力;3种优化车轮辐板均满足疲劳强度条件,其中疲劳强度最优组合方案有效改善热-机耦合载荷下车轮辐板疲劳强度。     

轻载直齿直辐板齿轮的减重研究

以某航空发动机附件传动中的一直齿直辐板齿轮为研究对象,针对这类齿轮高速、轻载的特点,提出了增加减重孔的方案,对该方案进行了仿真和优化设计研究。数值仿真分析表明,提出的经优化后的方案可有效减轻齿轮质量,并减小了齿轮径向刚度沿周向的波动。     

基于BESO算法的城市轨道车轮拓扑优化

城市轨道车轮的结构优化大多集中于参数优化,设计空间普遍有一定的局限性。以降低城市轨道车轮辐板处的结构应力为目标,利用双向渐进结构优化算法对直辐板车轮进行拓扑优化建模,提出一种新颖的城市轨道车轮辐板结构。重点针对城市轨道车轮受力最恶劣的曲线工况,对直辐板车轮的设计域进行2D拓扑设计,在满足体积约束条件下,通过对删除率、进化率、增加率进行设定,使体积比经过反复振荡从而达到较好的性能优化指标,提高了城市轨道车轮的应力性能,获得了城市轨道车轮的优秀拓扑结构。通过与成熟有限元软件计算结果对比,优化后的静强度和疲劳强度均满足要求,证明了双向渐进结构优化算法的有效性和可靠性。研究结果表明,双向渐进结构优化算法对城市轨道车轮的优化设计是适用的;优化车轮的辐板形式由直辐板进化为曲辐板,且单元向中间圆弧处靠拢,辐板具有不等厚特征;在不增加车轮重量的前提下,优化车轮在辐板处的最大结构应力降低了17%。所做工作对城市轨道车轮结构应力性能的提升具有重要的参考价值。     

基于遗传算法的双圆弧谐波齿轮的优化与分析

双圆弧谐波齿轮传动过程中产生的"双共轭"现象对谐波传动的承载能力有重要影响,为此,提出了一种基于遗传算法的针对谐波齿轮啮合时的"双共轭"区间的优化方法.首先,运用包络法求解柔轮的理论共轭齿廓;然后,以两段共轭齿廓的贴合程度为目标,建立了一种基于遗传算法的双圆弧谐波齿轮参数优化模型.使用此模型对柔轮参数进行优化设计,结果发现,该优化方法能对较多的参数进行优化且可以减少计算时间.对优化后的参数进行单参数敏感度分析,发现目标函数对凸齿圆弧半径、凹齿圆弧半径及齿厚比的敏感度低.因此,可以通过适当放宽低敏感度参数和控制高敏感度参数尺寸误差的方式来控制柔轮制造的精度并增加双圆弧谐波齿轮啮合时的"双共轭"区间.     

弧齿锥齿轮参数调节状态下行波共振特性及其影响规律研究

针对某型航空发动机中央传动锥齿轮在实际使用中因行波共振造成的从动轮断裂失效问题,采用仿真分析与试验验证相结合的方法,研究弧齿锥齿轮参数调节状态下的行波共振特性及其影响规律。基于有限元方法对齿轮进行模态分析,讨论辐板厚度和工作温度对齿轮行波共振特性的影响;基于Hertz接触理论对啮合齿轮进行瞬态动力学分析,重点讨论行波共振状态下负载功率、工作温度及阻尼系数对齿轮应力分布的影响。仿真与试验对比结果表明：模态计算和动力学分析的仿真结果误差均在合理范围内。在满足齿轮设计有关要求前提下,调整辐板厚度可避开共振转速或共振频率。在振动应力分布的共振参数敏感性方面：当齿轮在三四节径行波共振状态下工作时,齿根处应力值最大,辐板正面应力值最小;随着齿轮负载功率、工作温度和阻尼系数变化,从动轮辐板正面应力变化较小,辐板背面和齿根处变化较大。在该齿轮改进和优化设计中,需重点针对三四节径行波共振进行处理。     

蜗杆砂轮磨齿加工参数优化

以蜗杆砂轮磨削加工20CrMnTi齿轮为研究对象,选择均匀设计试验法,研究磨削参数（砂轮线速度vs、砂轮沿齿轮轴向进给速度vw、磨削厚度ap）对齿面粗糙度的影响。采用二级逐步回归方法建立磨削参数与齿面粗糙度的回归模型,构建了以加工效率、齿面粗糙度为多目标的优化模型,采用粒子群优化算法对磨削参数进行了优化。试验结果表明,使用优化后的磨削参数加工可以提高加工效率、减小齿面粗糙度。     

MATLAB遗传算法对轮边减速器的优化设计

本文以轮边减速器的体积最小作为优化目标函数,根据轮边减速器的结构特点确定设计变量和约束条件,并建立数学模型;采用MATLAB优化工具箱,用遗传算法对其结构进行优化计算,以某一型轮边减速器为例。结果表明:此方法有很好的优化效果,大大减少了轮边减速器的外形尺寸;此方法的可行性也对工程机械领域的结构优化有了一定的理论依据。     

CAD中渐开线齿轮三维造型的再探讨

三维造型设计是实现产品设计、制造一体化的基础。文章对直齿圆柱齿轮的视图及空间结构进行了三维造型分析,并介绍了CAD中渐开线齿轮齿廓的详细画法。描述了CAD创建齿轮模型的思路与技巧。将齿轮分解为轮缘轮齿、辐板、轮毂三个部分,针对其三部分的二维视图逐一进行面域、差集、拉伸造型,最后按照三部分的相对位置进行并集组合,实现了整个齿轮完美的三维造型。     

齿轮设计Web CAD系统中STEP标准的应用

介绍齿轮设计的Web CAD系统的总体结构:描述系统主要模块的功能及设计原理,重点阐述产品模型数据交换标准(STEP)在系统图形数据交换模块中的功能实现形式.     

基于多目标模糊优化的非H封闭式周转轮系参数化计算机辅助设计

研究能够实现较大传动比、较大功率、较高效率且结构简单、紧凑的非H封闭式周转轮系的建模、多目标多约束模糊优化设计、相配套的装配图及主要零件图的参数化设计。在对非H封闭式周转轮系的结构类型和特点进行分析的基础上,提出以体积小、效率高为目标的模糊优化设计数学模型,实现模糊因素的非模糊化处理。优化设计结果表明：利用多目标多约束的模糊优化设计方法,既考虑到轮系的整体性能,又考虑到目标和约束的模糊性,可使优化设计的整体目标水平达到更高。应用计算机辅助设计(CAD)技术,规范此类轮系的设计过程,编制非H封闭式周转轮系参数化CAD软件,实现该类复合轮系的参数化设计。     

基于AutoLISP斜齿轮的三维建模

采用AucocAD嵌入式开发语言Aucolisp编程,程序设计是基于构造实体几何法,实现对斜齿圆柱齿轮进行参数化建模,该方法有助于建立各种齿轮的CAD参数化模型库.     

轮系及其设计的研究现状与发展趋势

介绍了轮系的现状和未来发展趋势,总结了轮系工作原理的研究成果、相应优化设计数学模型的发展方向和轮系参数化CAD研究的现状及实现方法.文中收集了轮系研究工作者的最前沿研究成果,可为从事轮系研究设计的科研工作者提供最新的理论研究动向和技术检索支持.     

基于NSGA-Ⅱ叉车轮边减速器优化设计

以叉车轮边减速器行星轮系为研究对象,在满足设计要求的前提下,以轮边减速器行星轮系齿圈直径最小,中心距最大和重合度最高为目标建立目标优化数学模型.运用改进的NSGA-Ⅱ对多目标优化并得到Pareto最优解集,利用多指标加权灰靶决策模型选择最优设计方案.优化结果表明：改进遗传算法的运用是可靠有效的,为以后产品优化设计提供新了的设计思路.     

汽车轮辐参数对弯曲强度的灵敏度研究

基于ANSYS有限元分析软件的PDS概率计算方法,利用ANSYS APDL语言建立了参数化的汽车轮毂模型,对轮毂进行动态的弯曲疲劳试验仿真,进而对轮辐参数进行灵敏度分析。研究表明,轮辐内侧中部控制点的轴向坐标对轮毂弯曲疲劳强度的灵敏度最大且影响显著,轮辐外侧靠近中心孔的控制点的径向坐标对轮毂弯曲疲劳强度的影响仅次之。该研究对轮辐的设计具有一定参考价值。     

齿轮孔径、键宽塞规CAD系统的开发

介绍了在Top CAD平台上通过二次开发,完成齿轮内孔、键槽全系列塞规的柔性CAD系统的设计、参数化系统的实现和数据库的检索,并结合肇庆机床齿轮厂的生产实际,完成中山复盛SA-3G系列压缩机齿轮内孔、键槽全系列塞规的柔性CAD系统开发,提高了塞规设计的自动化程度,提供了零件专用量具的计算机辅助设计的思路。