精密钢球传动耦合热弹性半解析接触模型及其接触特征

在修正精密钢球传动受力模型和相对滑动模型基础上,建立精密钢球传动啮合副耦合热弹性半解析接触模型。采用热源法推导啮合副接触温升的半解析式,并利用影响系数法计算考虑耦合热弹性影响的啮合刚度和啮合副变形。为提高模型的计算效率,给出了对应公式的离散卷积形式。深入分析精密钢球传动的耦合热弹性接触特征,并通过对比分析验证半解析模型的可行性。结果表明:中心盘外侧齿面上的接触温升相对最高,行星盘内侧齿面上的接触温升相对最低;啮合副耦合热弹性接触模型计算的啮合副变形和啮合刚度要大于Hertz接触模型的计算结果。研究结果可为考虑热特性的精密钢球传动动力学特性的研究以及实际工程应用提供一定的理论依据。     

摆线钢球行星传动接触疲劳强度研究

依据弹性力学赫兹应力理论,提出了摆线钢球行星传动的受力模型。借助计算机辅助分析,导出了摆线钢球行星传动接触受力计算公式,编制了摆线钢球行星传动接触应力计算求解程序。     

无隙钢球精密传动啮合副滑动特性研究

针对无隙钢球精密传动啮合副中钢球滚滑现象对传动精度的影响,运用啮合原理和转化机构运动学分析方法,提出采用弧长差表征啮合副滑动特性的方法,阐释了无隙钢球精密传动啮合副传动过程中钢球滑动产生的机理。建立了理论分析数学模型,分析了滑滚状态下啮合副在啮合传动过程中相对滑动速度和滑动率的变化规律,并绘制了其变化曲线。建立了无隙钢球精密传动啮合副三维实体,并利用ADAMS进行了运动学仿真分析。结果表明,啮合副传动过程存在微量滑动,钢球与中心盘啮合处的滑动速度和滑动率较大,磨损也较严重。     

超精密摩擦传动机构

针对超精密传动机构定位精度高、行程大、运行平稳、激励振动小、系统可靠性高的要求,设计了一种双圆弧型驱动轮摩擦副的超精密摩擦传动机构,与圆柱型驱动轮摩擦副、双V型驱动轮摩擦副的结构相比,减小了接触应力,提高了接触刚度。应用赫兹接触理论对摩擦副的接触区域中最大接触应力以及接触变形量进行分析。实验表明该摩擦传动机构在300 mm全行程范围内,定位精度±10 nm。     

精密钢球传动啮合法向力与弹性回差

针对精密钢球传动法向力的传统求解方法和弹性回差对传动性能的影响,在分析啮合副弹性回差产生机理的基础上,提出利用啮合点刚度系数精确求解法向力和弹性回差的方法。建立啮合副力学模型,利用啮合点刚度系数并通过力矩平衡方程分别推导出减速啮合副和等速啮合副的弹性转角和啮合点法向力公式,应用啮合副弹性转角分别推出减速啮合副弹性回差、等速啮合副弹性回差和传动机构弹性回差的计算公式,并分析机构参数对弹性回差的影响规律。研究结果表明,减速啮合副和等速啮合副啮合法向力可用统一公式表示,传动机构弹性回差曲线呈周期性波动,机构参数变化对弹性回差影响较明显,减速钢球数对弹性回差影响最大。研究结果为精密钢球传动的传动精密性和运动平稳性分析及机构设计提供理论依据。     

精密钢球传动的弹流润滑及参数分析

在精密钢球传动接触力学和运动学研究的基础上,应用Hamrock-Dowson公式推导出精密钢球传动啮合副最小油膜厚度计算公式。应用数值计算方法,研究摆线齿形的短幅系数和滚圆半径及钢球半径等基本参数对啮合副最小油膜厚度的影响规律。分析判别啮合副的润滑状态,提出啮合副处于完全弹流润滑状态时参数选择的计算方法,并计算出基本参数的取值域。为精密钢球传动的设计和应用提供了理论依据。     

实时无隙钢球精密传动啮合副本体温度场分析

根据传热学理论,建立实时无隙钢球精密传动啮合副本体温度场的计算模型,结合机构的结构特点,推导出啮合副相对滑动速度、最大接触应力和摩擦因数的计算公式,建立了啮合副热流密度以及摆线槽啮合面、钢球表面和啮合副端面等区域的对流换热系数数学模型。通过有限元软件计算出啮合副本体温度场,分析了机构设计参数对本体温度场的影响规律。结果表明:中心盘的本体温度高于行星盘,且参数变化对啮合副本体温度场有较明显的影响。研究结果为实时无隙钢球精密传动啮合副热弹耦合分析与可靠性研究奠定了理论基础。     

基于模糊理论的摆线钢球行星传动接触疲劳强度可靠性研究

基于模糊理论和可靠性设计方法，建立了摆线钢球行星传动模糊可靠性数学模型，推导出其计算公式，并对该传动机构样机进行了接触疲劳强度的模糊可靠度计量。     

钢球行星无级变速传动的效率分析

较全面的研究分析了影响钢球行星无级变速传动效率的各种因素，推出其效率计算公式，通过实例计算并绘出滑动率和效率随结构参数的变化曲线。     

精密钢球等速输出机构的力学性能研究

建立了精密钢球行星传动机构的的钢球环槽等速输出机构的力学分析模型,分析了多钢球啮合的作用力,并推出其计算公式,应用赫兹应力理论研究了啮合副的接触疲劳强度,为精密钢球传动的设计与开发提供了理论依据。     

角接触球轴承的静态接触分析

介绍了基于经典Hertz弹性接触理论的解析计算方法和有限元仿真分析法.实例计算结果表明,在轴承工况相同的条件下,两种分析方法得到的接触特性参数的一致性较好,但各有特点.解析计算法编程复杂、解算难度大,只能算出接触区的主参数,而有限元法边界设置十分复杂、技术性强,可仿真轴承接触区的工作状态,且表达形象、直观.     

角接触球轴承接触角的测量分析

在分析接触角测量原理、游隙与原始接触角的关系基础上，通过实例重点介绍了轴向载荷作用下轴承接触角的变化，并指出在检测轴承接触角时应考虑轴向载荷对接触角的影响。     

滚珠丝杠副非协调性接触特性研究

滚珠丝杠副中滚珠与丝杠滚道和螺母滚道的接触是一种典型的非协调性接触,这种接触的特性对滚珠丝杠副的承载能力、传动效率和定位精度等都有着重要的影响。为此,采用Hertz接触理论建立了滚珠丝杠副轴向接触刚度的求解公式,然后从滚珠丝杠副轴向负载、设计参数和材料属性等方面分析了滚珠丝杠副的接触特性,最后运用有限元分析软件ANSYS对滚珠与丝杠滚道的接触进行仿真,仿真结果与理论结果非常相近,从而验证了理论分析的正确性。研究结果为高速、重载和精密滚珠丝杠副的设计与使用提供了理论指导。     

考虑受力因素的角接触球轴承接触动态分析

基于Hertz接触理论,提出了5自由度3D轴承模型在转速、摩擦、离心力和陀螺力矩作用下进行接触时的动力学分析方法。建立了轴承接触动力学模型,利用数值积分和数值仿真方法对其进行了时变位移和接触力振动分析。结果表明,考虑影响轴承振动位移的时变因素所获得的计算结果比用传统的轴承结合部等效参数计算结果要大,该方法有效地解决了轴承转速、摩擦等时变因素影响下的时变位移等问题。     

预紧及转速对角接触球轴承动态接触特性的影响

基于拟动力学、套圈控制理论建立了角接触球轴承的刚度、旋滚比数学模型。以此为基础利用Matlab编程,计算了轴承钢球与套圈的接触角、陀螺力矩、旋滚比和轴承刚度,分析了高速工况下预紧载荷、转速对轴承各接触参数的影响规律。     

角接触球轴承保持架动力学分析

在角接触球轴承拟动力学分析基础上,建立了保持架动力学方程,并对保持架动态性能进行分析,着重研究了轴承工况和结构参数对保持架动态特性的影响,给出轴承适合的工作条件和相应的结构参数最佳选择范围。     

基于有限容积法的高速角接触球轴承温度场分析

在直升机主减速器系统中,轴承作为重要热源,对系统工作时的温度上升产生重要影响。其直接关系到直升机主减速器系统的工作性能。采用有限容积法,对直升机主减速器中所使用的高速角接触球轴承的稳态、瞬态温度场分别进行分析计算。获得其稳态温度分布场,总结出诸如转速、预紧载荷等因素对轴承温升的影响规律,为合理选择轴承参数,提高其工作可靠性提供理论依据。     

三点接触球轴承打滑动力学分析与验证

三点接触球轴承是航空发动机中的关键基础件。目前对三点接触球轴承的仿真分析多基于拟静力学模型,对于打滑、擦伤等特殊行为缺乏解释,而滚球打滑易引起滚道磨损、蹭伤等故障。在对轴承元件进行受力分析的基础上,引入滚球与左右半内圈的接触状态判断条件,采用动力学方法对三点接触球轴承进行了打滑分析。然后,分析了设计接触角及运行参数对轴承打滑率的影响。最后,通过实验研究了滚球通过内圈频率及滚球公转转速随轴向载荷及内圈转速的变化规律,并与动力学模型仿真值进行对比验证了方法的有效性。研究结果表明：轴向载荷越小或转速越高,打滑率越大;在转速和载荷工况条件相同的情况下,轴承打滑率随着设计接触角的增加而增加;而在不同转速工况下,轴承发生打滑的轴向载荷临界值不同,其数值随转速的升高而增加。     

四点接触球轴承轴向刚度的测量

阐述了四点接触球轴承的工作机理,提出利用数控机床的微进给控制加载的方法,对四点接触球轴承轴向刚度进行精密测量,分析了影响测量精度的主要原因,介绍了测试过程中的主要技术措施。通过实测得到某型号四点接触球轴承的轴向刚度曲线,为其实际应用提供科学依据,该方法对其他复杂零件的轴向刚度测量,具有工程参考价值。