极限角度下球笼式等速万向节保持架强度研究

保持架为球笼式等速万向节的重要部件,当球笼式等速万向节处于极限角度时保持架为危险部件,因此极限角度下保持架的强度是否满足需求对其设计制造非常重要。通过试验以及仿真的方法对保持架强度进行研究,首先在极限角度、极限扭矩条件下进行仿真获得保持架应力状态并确定危险部位。然后通过保持架扭转静强度试验获得保持架在极限角度下的破碎扭矩。最后运用显微硬度计对保持架进行硬度测试,通过硬度强度转换关系获得保持架沿厚度方向的强度分布规律,结果表明保持架强度满足要求。此研究可以为保持架设计及制造提供技术依据。     

球笼式等速万向节三点接触沟道的设计分析

提出一种三点接触沟道截面形式的球笼式等速万向节,其钟形壳外沟道的沟道截面形式为圆弧沟道,星形套内沟道的沟道截面形式为椭圆沟道或双心弧沟道.对其内、外沟道结构进行设计,并利用Hertz接触理论进行接触应力的计算.结果表明,三点接触沟道能减小内、外沟道接触应力,改善其内部接触状况.     

七沟道等速万向节沟道直径的测量与计算

通过对创新设计的七沟道球笼和双偏置式等速万向节的七沟道星形套和七沟道外壳各自沟道截面的结构分析和主参数计算,分别介绍了用3个钢球（或圆柱量棒）测量七沟道星形套和七沟道外壳各自沟道直径的方法,并分别推导出相应测量的一系列计算公式,可简单、快捷、方便、精确、可靠地测量该类产品的沟道直径。据此,可研发并设计出专用的沟道直径测量仪器。     

七沟道球笼式等速万向节受力及仿真分析

基于球笼式等速万向节钢球的受力模型,推导了一个钢球在星形套内沟道和钟形壳外沟道内运动时,沟道对钢球的周向力、沟道对钢球的法向接触力、保持架窗口对钢球的法向接触力的表达式。在此基础上,基于Herzt接触理论,对上述受力进行了Adams动力学验证。结果表明:仿真结果和理论计算基本吻合,七沟道球笼式等速万向节的周向力、法向接触力、钢球与星形套的摩擦力、与保持架的摩擦力均小于六沟道,并且随着摆角的变化而变化。     

球笼式等速万向节结构轻量化设计

为了实现球笼式等速万向节的结构轻量化设计,以球笼式等速万向节最大接触应力、接触总变形和塑性变形为依据,分别对钢球数量为6和8的两种结构的球笼式等速万向节进行了初步研究.对球笼式等速万向节的主要结构尺寸即钢球中心圆直径与钢球直径之比、万向节外径与内套花键分度圆直径之比,以及球笼式等速万向节的偏心距与钢珠中心圆半径之比进行了优化选择和比较.研究结果初步表明,对于球笼式等速万向节,当钢球数量由6增加为8时,由于钢球直径的减小,不但其外形尺寸可以减小12%、质量可以减少近20%,而且万向节的承载能力反而可以得到少许提高.因此,增加球笼式等速万向节的钢球数量是实现其结构轻量化设计的一种有效方法.     

球笼式等速万向节钟形壳沟道中心位置检测仪

介绍了球笼式等速万向节钟形壳的结构及沟道曲率中心、内球面球心位置和偏心距的计算方法,推导出沟道及内球面球心位置偏差与测量示值的函数关系,并据此函数关系设计了检测仪,阐述了其测量原理及操作方法,为球笼式等速万向节各零件球面曲率中心位置的检测提供理论依据。     

不同夹角下三枢轴式等速万向节强度分析

对汽车传动系统中的三枢轴式等速万向节不同工作夹角进行强度分析,得到不同夹角下各零件的接触应力及外壳轴段应力分布;并将仿真结果与试验进行对比,验证仿真的合理性与准确性。结果表明:在设计夹角范围内,万向节各零件接触应力满足设计要求;接触应力随工作夹角增加而增大,但增加幅度不大;外壳轴下端应力水平较低,且不同夹角下无明显变化,可以优化该处结构,以减轻万向节质量。该研究结果可为三枢轴式等速万向节设计优化提供指导。     

等速万向节椭圆轨道设计与星形套有限元分析

文中阐述了球笼式等速万向节的结构和工作原理,根据球笼式等速万向节椭圆形轨道与钢球接触的共轭特性,建立了轨道与钢球接触的数学模型.该数学模型给出了球笼式万向节轨道设计的新方法.此方法适合油膜形成的沟底间隙作为设计参数,克服了常用万向节椭圆形轨道设计中曲率系数f的近似取值对啮合间隙的影响.同时,采用该设计方法给出了BJ型等速万向节椭圆轨道的设计参数,并利用三维造型软件Pro/E对BJ125型等速万向节星形套进行了三维建模,而且还采用有限元分析软件ANSYS分析了星形套的接触应力,验证了设计、选型的合理性,为万向节的设计和选型提供了新的思路和方法.     

用单纯形法优化盆状砂轮的几何参数

指状砂轮磨削双偏置式球笼等速万向节的钟形壳椭圆沟道的理论误差大约在0.004 mm左右,为减少理论误差,提出了一种用来磨削等速万向节椭圆沟道的盆状砂轮.避免了指状砂轮头部的干涉,其参数优化的有效性和精确性得到了提高,能最大限度地保证加工截面的形状和精度.建立了盆状砂轮加工的数学模型,采用单纯形法对盆状砂轮的参数进行了优化,对其加工原理进行了详细的理论研究,并对加工误差进行了分析.仿真结果表明,用盆状砂轮磨削的椭圆沟道的理论误差可以减少到0.631mm.     

盆状砂轮磨削直形椭圆沟道的工艺研究

采用盆状砂轮磨削等速万向节钟形壳椭圆沟道的新工艺,能最大限度地保证加工截面的形状和精度。本文介绍了直形椭圆沟道的CBN盆状砂轮磨削试验,并用柔性关节臂座标测量机对磨削所得的椭圆沟道进行了检测,结果表明,用盆状砂轮磨削椭圆沟道的新工艺是可行的。根据直形椭圆沟道的磨削特点,确定了钟形壳沟道CNC磨床的对刀点位置,并用Pro／E对弧形沟道磨床进行了运动仿真。     

论高强度螺栓的材料及其强度问题

本文从高强度螺栓的服役条件出发论述了高强度螺栓选材的考虑因素。用低碳马氏体钢和中碳调质钢进行了静拉伸、偏斜拉伸、冲击韧性、疲劳强度和延迟断裂强度等试验。试验结果表明,与中碳调质钢相比,低碳马氏体钢的强度提高1/3以上,同时保持较高的塑性和韧性,螺栓的承载能力提高45～70%,而缺口偏斜敏感性并不显著升高;螺栓的疲劳强度与中碳钢调质态螺栓大体相同：低碳马氏体钢的延迟断裂敏感性比相同强度水平的40Cr钢小,并且在盐水和水中对延迟断裂是不敏感的。因此,选用低碳马氏体钢作高强度螺栓材料,不仅在综合机械性能方向有许多优点,而且其优良的工艺性能更是中碳钢不能比拟的。本文还进行了热处理前和后滚制螺纹对螺栓疲劳强度的影响试验,结果表明,热处后滚制螺纹可有效地提高螺栓的疲劳强度。根据本文的试验结果,作者对低碳马氏体螺栓钢的成分设计作了某些探讨。     

飞机单腹板轮毂结构强度分析

建立飞机单腹板轮毂结构的有限元分析模型，考虑轮胎与地面，轮胎与轮毂、轮毂与轴之间的三维接触，轴承的可变形性和轮胎材料的超弹性特性，计算得到径向载荷和径侧向载荷作用下轮毂的应力和径向位移分布规律，加载剖面上的多点就变值与实验结果对比基本吻合，验证了模型的有效性，计算结果可用于改进轮毂的结构设计。     

材料学者的机械强度观

首先，从系统论观点，论述了经济体制大环境及工况的微观环境对工程结构及材料的作用，并简介了材料学方法体系及优化的目标函数及限制条件，其次，从现代材料的定义，广义的结构和性能理解机械强度，第三，简介了自然过程原理，能量分析方法以及类比交叉的思维方法，最后，提出材料观和事物观的五点一诗。     

压力对煤冻粘强度的影响

煤炭是我国重要的基础能源,而煤的冻粘严重制约了冬季煤矿的安全和高效生产。压力作为煤冻结条件的次要因素,对煤的冻粘强度具有重要影响。通过自行设计的冻粘强度测试装置,在温度为-25℃和冷冻时间为3 h的条件下,测试了6种不同材料与含水率40%煤泥的冻粘特性。实验研究表明,通常压力会使煤的冻粘强度增大,如普板(Q235),预压力情况的法向冻粘强度是无压力下的6.2倍,预压力情况的切向冻粘强度是无压力下的5.9倍。然而六种材料中只有聚四氟乙烯(PTFE)的法向和切向冻粘强度在压力条件下均不增反减。某种意义上表明,压力会增大亲水材料的冻粘强度反而会降低疏水材料的冻粘强度。PTFE材料的这种优良特性在高寒地区煤炭运输领域表现了广泛的应用前景,值得进一步深入研究。     

基于疲劳理论的变速箱体优化过程强度约束研究

针对变速箱体存在强度过剩,质量过重的现状,需要对其进行优化。目前对于优化约束的研究中,大部分学者采用静强度作为强度约束,而缺少对疲劳强度的考虑。因此基于疲劳理论的基础上,结合雨流循环计数,根据变速箱箱体规范对循环次数进行线性外推,获得循环次数进而作为其寿命,将外推循环次数与试验载荷谱循环次数作对比验证,结合90%可靠度的S-N曲线,获得理论应力幅。根据动载系数,计算得到最大应力。将其与抗拉强度进行比较,获得各个部件强度约束。可以为优化提供更为准确的约束,节省后续的验证过程,提高优化效率。     

基于多轴理论的构架焊缝疲劳强度研究

以两种不同结构形式的转向架焊接构架为研究对象,采用多轴应力法,依据DVS1612规范,对构架侧梁角焊缝进行疲劳评估.详细阐述了焊缝局部坐标系的构建和材料利用度的计算方法.疲劳评估结果表明:底板角焊缝的疲劳强度主要取决于平行于焊缝的正应力;立板角焊缝的疲劳强度受到各向应力的综合影响,多轴效应十分明显.立板角焊缝比底板角焊...     

HERTZ 接触应力屈服强度问题研究

Hertz接触应力理论是经典的理论,它涉及的计算过程比较繁杂。针对一般的接触问题,通过理论分析和数值拟合,给出了接触曲率函数与接触椭圆率的关系,利用接触曲率函数直接计算出接触椭圆率,不再需要查表和插值计算这种麻烦和不准确的过程,使得接触计算变得相对简化。同时,根据弹性力学分析的结果,建立了接触区表面下关键点的应力状态估计方法和材料屈服强度校核方法。为工程实际应用带来很大的便利。     

EFFECT OF FRICTIONAL FORCE ON GEARING CONTACT FATIGUE STRENGTH

The model for computing frictional coefficient between two teeth faces at the state of mixed elastohydrodynamic lubrication is established. And then more than 80 sets of numerical calculations and six sets of disc fatigue tests are completed. The results show that when the film thickness ratio λ＜1.6, frictional coefficient μ is drastically decreased as λ rises; Thereafter it decreases smoothly until λ=4.5. When λ＞4.5, however, it goes up again with λ, which indicates that the excessive film thickness ratio will deteriorate gearing contact fatigue strength. At the end, the formulae for determining the frictional coefficients are formed.     

超声功率对引线键合强度的影响

采集键合试验的PZT驱动功率及对应键合点的剪切测试力数据,作为超声功率和引线键合强度的表征.试验中的键合力、温度和时间分别设置为4.7 N、室温和100 ms.在这种典型的工业工艺键合参数下,通过改变超声功率比(设定超声功率与最大可调功率之比)来改变超声功率,研究了超声功率对引线键合强度的影响规律.试验中超声功率比在15%～100%之间做了20种设置,共进行了20组1 000次键合试验.结果表明:超声功率小于3.5 W时,键合强度受超声功率的影响规律明显,即当超声功率小于1.0 W时,增加超声功率将增加键合强度,并减少剪切测试力为0的情况;大于1.6 W后则反之;而在1.0～1.6 W之间则可获得稳定可靠的键合强度,也就是在上述试验条件下的键合窗口;超声功率超过3.5 W后,规律不明显.此外,超声功率除受超声功率比这一可控因素影响外,还受基板质量不均匀、劈刀与铝丝间约束不确定等随机因素影响,超声引线键合是一个敏感的过程.     

环面蜗杆副疲劳强度的校核

提出了采用赫兹公式计算环面蜗杆副接触应力的方法：将蜗轮齿面沿接触线微分成无数细段,在每一段上应用赫兹公式。再对接触线进行积分,即可求出此条接触线上作用力与齿面强度的关系。根据环面蜗杆副的结构特点和空间啮合原理的研究成果,推导出了计算蜗轮齿面接触应力的计算公式。公式中含有蜗轮的齿面特征参数和几何参数,明确地表达了它们与接触应力之间的数学关系。为了解它们之间规律,改善环面蜗杆副的工作条件,提高其使用寿命,提供了科学的依据。并结合工程设计的特点,对计算公式进行了简化,建立了实用的校核环面蜗轮齿面疲劳强度和使用寿命的计算公式,从大量的计算结果中总结出有关系数,使环面蜗杆副的承载能力及使用寿命的计算校核有了一个专用的方法。应用推导出的公式成功地对蜗轮的承载能力进行与圆柱蜗杆副的对比核算。