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关键词： 无级变速器   混合动力汽车   传动比   自动变速器  

摘要： 随着新能源汽车技术的发展，动力传动装置与HEV的动力性和燃料经济性有着密不可分的关系。无级变速器（CVT）有着速比可连续调整的特性，它能使内燃机、电机和整个动力传动系统长期处于最佳运行状态，提高能量传递效率，降低车辆能耗，增加车辆行驶里程。论文通过对自动变速器换挡实验得出自动变速器的换挡规律，并和无级变速器比较，从实验得出无级变速器相较与自动变速器在换挡平稳方面的优势。及CVT变速器在混合动力汽车方面的优势以及发展前景。

关键词： 包装机组   弧面分度凸轮机构   联合仿真   非等价加工   后置处理  

摘要： 弧面分度凸轮机构具有传动速度高、分度精度和动力学性能好、承载能力大、可靠性好等优点,被广泛应用于需要实现间歇运动的包装机械、自动机床、纺织机械、印刷机械、建筑机械等装置。弧面分度凸轮轮廓面属于空间不可展开曲面,目前仍然存在曲面加工精度低等难点。本文以包装机组中的弧面分度凸轮机构为研究对象,对弧面分度凸轮机构的设计与制造进行研究。本文主要围绕包装速度800r/min超高速卷烟包装机组的弧面分度凸轮数字化设计与制造进行研究。对弧面分度凸轮进行理论设计和动力学特性研究,进行建模仿真与加工,对加工的弧面分度凸轮进行误差检测,实现弧面分度凸轮设计与制造的一体化。论文的主要研究工作有:首先,根据弧面分度凸轮机构的特点,分析其设计参数,利用共轭曲面理论和坐标变换法,推导凸轮共轭接触方程和工作轮廓的曲面方程,对其进行参数设计,采用MATLAB和Creo进行联合仿真,进行参数化建模。通过运动学分析表明弧面分度凸轮机构具有良好的动力学性能。其次,为了提高弧面分度凸轮加工精度和加工效率,对弧面分度凸轮等价加工和非等价加工进行分析,基于单侧加工理论对凸轮加工进行刀位控制方程推导,建立弧面分度凸轮误差数学模型,并对其加工误差进行计算分析,验证方法的可行性。最后,利用UG CAM数控加工模块对弧面分度凸轮进行加工仿真。通过定制的后处理器生成实际加工的NC代码。使用德玛吉DMU50五轴加工机床对生成的代码进行现场加工,验证弧面分度凸轮数字化加工及定制的后处理器的正确性。

关键词： 牵伸机   牵伸轴   传动齿轮   失效分析  

摘要： 腈纶作为一种重要的化学纤维,因性能优异而得到广泛应用。我国是世界最大的腈纶生产国。牵伸机是腈纶纺丝生产的重要设备,其运转情况直接关系到腈纶产品的产量和质量。由于近年来纺丝产能的不断提高,牵伸机负荷不断增大,其牵伸轴和主传动齿轮的失效时有发生,严重影响了纺丝生产的连续性和稳定性。本文针对某公司牵伸机传动系统的故障情况,分别对牵伸轴和主传动齿轮的失效原因进行了深入研究,并以此为依据提出了改进方案,主要研究内容如下。(1)在分析牵伸辊间载荷的分配规律的基础上,结合所用腈纶丝屈服和断裂张力的测试结果,分析计算各牵伸辊的工作载荷,并得到了各种工况下的工作载荷和冲击载荷,为牵伸轴的应力分析与强度校核奠定基础。(2)对牵伸轴断口进行了表面形貌和金相分析,采用有限元和工程计算方法对其进行应力状态分析,结合材料在静载荷和交变载荷下的许用应力对其作强度校核,以确定牵伸轴断裂的主要原因。(3)确定了不同工况条件下牵伸齿轮箱中传动齿轮的载荷,通过对破坏齿轮的断面形貌的宏观分析以及齿轮齿面、齿根应力的工程计算和有限元分析,确定齿轮破坏的主要原因。(4)在上述研究的基础上,从提高牵伸轴和传动齿轮强度储备的角度,通过重新设计计算,得到了牵伸轴和齿轮的改造方案。并结合生产实际和设备的检维修状况进一步提出提高构件实际使用寿命的整改措施。

关键词： 微型齿轮   测量   关键技术   现状  

摘要： 本文通过对机械中各种齿轮的失效形式及原因的分析,不仅能够使得机械设备的功能发挥到极致,同时还能够对设备本身存在的一些缺点做了很好的补充,这样可以使得机械设备的使用寿命大幅度提高,对企业实现安全高效生产提供了有力保障.

关键词： 卷盘式喷灌机   行星齿轮传动   传动系统优化设计   多体动力学仿真   有限元分析  

摘要： 卷盘式喷灌机因为具备性价比高,操作简单,维护方便,喷洒的均匀度高等优点,现已变为我国最具备发展和普及前景的灌溉机械之一。但是,目前国内卷盘式喷灌机主要存在以下问题:传统的水涡轮驱动装置效率低、低工况下动力不足;现有的带传动、齿轮传动和链传动组成的复合传动系统效率低、传动结构冗杂、传动系统关键零部件质量差等问题。采用高效率的直流电机代替水涡轮进行驱动能极大的改善原动机性能,但电机转速远高于水涡轮,整个传动系统所需的传动比非常大,若采用现有的传动系统方案,则会导致传动系统效率低、变速箱体积和质量大等问题。针对上述问题,本文从理论分析、试验验证和仿真分析角度,重新优化设计出了一种JP75型卷盘式喷灌机的高效大传动比的行星齿轮传动系统:(1)创新设计了一种高效大传动比的行星齿轮传动系统。针对由直流电机驱动的卷盘式喷灌机机型,从理论和试验等方面,分析了卷盘负载和直流电机的转矩转速特性;根据直流电机与卷盘负载的匹配情况,以整机的高效性、动力性和经济性为目标,重新设计了一种基于行星齿轮传动的高效大传动比的传动系统,该传动系统中变速箱的第一档和第二档传动比分别为548.40和382.71,大牙盘传动比为19.23。(2)采用了基于行星轮系体积最小和结构紧凑的优化设计方法,并确定了整机在能耗最低情况下的换挡速度。以三级行星轮系的总体体积最小为目标,运用MATLAB遗传算法工具箱对新型传动系统方案中的三级行星轮系中的模数、齿数和齿宽进行了优化,优化后的总体体积较优化前减少了12.9%。在SIMULINK中对整机进行能耗值仿真研究,确定了喷头小车速度的最佳换挡速度为35m/h,此时直流电机的效率恒大于71%。最后对新设计的传动系统进行了试验,试验结果表明新设计的传动系统综合效率比现有的带传动、齿轮传动和链传动组成的复合传动系统效率提高了35%以上,整机的最大驱动功率由原来采用蜗轮蜗杆传动系统的机型的500W降低为300W,验证了行星齿轮传动系统的高效性。(3)通过运动学和动力学仿真验证了行星齿轮传动系统设计的合理性。在UG软件中对JP75型卷盘式喷灌机行星传动系统的关键零部件进行建模和装配。并将三维模型导入到ADAMS软件中对其进行运动学和动力学仿真,仿真结果表明传动系统中各级轮系传动比的仿真误差均低于0.18%,第一档和第二档总传动比的仿真误差分别为0.22%和0.21%,各齿轮转速和传动比的仿真误差均在可接受范围内;各齿轮所受的轴向力为0,所受切向力和轴向力的仿真误差均低于0.26%,仿真值与理论计算值误差很小,验证了行星齿轮传动系统的合理性。(4)利用有限元分析方法预估了传动系统的各齿轮的疲劳寿命。对传动系统各齿轮的稳态啮合进行了研究,分析了在给定的工作状况下它的静力学特征。最后对行星轮系传动系统进行了模态分析,确定了太阳轮的固有频率和模态振型。仿真结果表明,定轴齿轮和行星轮系的所受最大应力分别为40.917Mpa和116.72Mpa,均在材料屈服极限允许的范围内;最大变形量、等效应变均出现在各齿轮的齿根处,且不会影响齿轮正常工作;各级齿轮啮合时的安全因子均大于许用安全因子1.25,所有齿轮疲劳寿命均大于2.47×105h,满足设计要求;太阳轮最低阶的固有频率为47576,远高于直流电机最大转速引起的激励响应频率,在运行期间不会发生共振,满足设计要求。

关键词： 方草捆打捆机   打结器   交错轴锥齿轮   仿真   试验  

摘要： 打结器作为方草捆打捆机的核心部件,它的空间结构较为复杂,国内各科研机构及院校对打结器的建模处于扫描重构阶段。特别是其中的交错轴锥齿轮传动机构,为空间传动机构,重建模型并不准确从而导致传动准确性和稳定性降低,对打结器中交错轴锥齿轮副的精确建模,对保证其传动准确稳定和低成本制造具有重要的研究意义和应用价值。论文详细分析了任意交错轴锥齿轮副的参数计算模型,推导了锥齿轮的齿面数学模型,求解了D型打结器夹绳盘锥齿轮副和双齿盘打结器打结嘴锥齿轮副的相关参数,建立了其齿面数学模型和三维模型。对建立的锥齿轮三维模型进行了啮合传动仿真及有限元分析,并进行了实物试制以及打结试验。本文的主要研究内容如下:(1)任意交错轴锥齿轮副的参数计算模型与分析本文详细介绍了两种一般交错轴锥齿轮副的参数计算模型,并分析了其在应用过程中的优劣,建立了D型打结器夹绳盘交错轴98°锥齿轮副和双齿盘打结器打结嘴相交轴98°锥齿轮副的几何参数计算模型,为后面精确三维型的建立提供参数支持。(2)锥齿轮齿面数学模型推导和三维建模本文基于齿轮啮合原理推导了锥齿轮齿面的数学模型,应用MATLAB求解齿面数学模型,获得锥齿轮数学模型所表示齿面的点集。基于MATLAB与Pro/E的数据接口,将所求齿面点集导入Pro/E中,按照“点-线-面-体”的规则进行三维建模,建立了D型打结器夹绳盘交错轴锥齿轮副和双齿盘打结器打结嘴相交轴锥齿轮副的三维模型。(3)打结器交错轴锥齿轮副传动仿真及齿形误差分析在ADAMS软件中仿真分析了建立的交错轴锥齿轮副三维模型的啮合情况,并以D型打结器夹绳盘转动的姿态和双齿盘打结器打结嘴转动的姿态验证了所设计的锥齿轮副传动的准确性。对扫描重构与计算设计建立的打结嘴大锥齿轮齿廓进行了主观误差及客观曲率半径误差分析。基于ANSYS的静力分析模块,对打结嘴锥齿轮副进行静力有限元分析,结果表明其安全系数大于1。(4)双齿盘打结器打结嘴锥齿轮副的铸造与打结试验为降低打结器的制造成本,采用精密铸造的方法对小锥齿轮单独铸造,不完全大锥齿轮与大齿盘铸为一体。将铸造的锥齿轮副装配到双齿盘打结器上进行打结试验,以打结成结率为试验指标,以捆绳拉力和主轴转速为试验因素,在打结器试验台上进行打结试验,对打结6000次的试验结果进行分析,结果表明:打结器传动准确平稳,能够保证打结成功。

关键词： 高精度   传动齿轮   误差分析   检测技术  

摘要： 发动机高精度传动齿轮在测量工作中存在普遍的误差现象,准确寻找误差出现原因是改善上述现象的基础与前提,零件结构会对发动机高精度传动齿轮误差检测工作造成直接影响,在实际检测工程中其基准明显呈现出理论检测基准不相符情况,因此齿轮的真实质量状态不能通过检测结果进行直观体现.为在真正意义上实现对上述问题的解决必须实现对相应检测方法的科学使用.

关键词： 弧齿锥齿轮   滑动摩擦功率损失   飞溅润滑   温度场  

摘要： 变速器作为传动系统最重要的元素之一,主要依靠齿轮机构来实现减速增扭、换向等功能。然而齿轮在传动过程中,一对啮合齿面间由于存在相对速度往往会导致大量摩擦热流量的产生,若润滑和冷却不及时,则极有可能发生齿面磨损、胶合等失效现象。因此,研究变速箱内的润滑油运动和热平衡机理,对其润滑系统的初期设计或后期改进均具有至关重要的意义。本文以某工程项目为依托,采用理论与CFD仿真相结合的方法,就其内部热流场分布展开分析,主要研究内容和结论如下:(1)将弧齿锥齿轮当量为斜齿圆柱齿轮,基于齿轮啮合原理和摩擦学理论,建立其等效的滑动摩擦功率损失计算模型;并将功率损失率与查表法对比,证明了该理论模型的可靠性,为后续章节的温度场分析提供热源。(2)模拟光滑圆盘和直齿轮在单一空气相中的旋转,以对流换热系数为切入点,将仿真结果与经验公式对比,发现二者差值很小,从而确立相对准确的有限元建模方法。而后将该方法应用于一对弧齿锥齿轮的模拟,得到齿轮周围的滑油流态和齿面温度场分布,并分析其产生的原因。(3)以浸油深度、齿宽和齿轮转速为变量进行齿轮热流场的相关性规律研究。发现就流场分布而言,浸油深度下降,齿面滑油附着量显著减少;齿面搅油能力随齿宽减小而降低;齿轮转速升高时,其表面滑油分布更加均匀,但啮合区齿面滑油占比相近。就温度场分布而言,温度与浸油深度不是完全的负相关关系,存在某一最优浸油深度值;齿面温度随齿宽和转速增加而上升。(4)以某机车齿轮箱锥齿轮传动系统为研究对象,模拟其内部的润滑油运动,同时计算各运动部件的理论产热量并作为边界施加,结果显示齿轮润滑不足且锥齿轮温升过高,分析原因后从箱体局部结构和浸油深度两方面给出具体改进建议,并对改进后的模型二次分析,结果表明了改进措施的有效性,为齿轮箱系统后续优化提供了思路借鉴。

关键词： 传动比  

摘要： 我们常见的时钟一般都有表针:秒针、分针和时针。我们可以通过指针所指的数字方便地读出时间。今天我们来制作一个没有指针的时钟,它不是一只电子表,而是一个地地道道的机械时钟,利用齿轮传动的方式,用不同的齿轮显示分钟、小时,保证造型别具一格。在普通的表针时钟上,表盘上有12个小时刻度、60个分钟刻度,秒针每转动一圈所需的时间是一分钟,也就是说秒针转动360度,同时分针转动6度。而分

关键词： 齿轮传动风扇发动机   星型齿轮传动结构   有限元模型   固有特性   不平衡耦合振动  

摘要： 为进一步提高燃油经济性,减少污染排放,将低压压气机-涡轮转子和风扇转子均设计在最佳转速下工作是未来的商用航空发动机的重要研究方向。以普惠为代表,所研发的齿轮传动风扇发动机,通过在转子间引入一个星型齿轮传动系统,使得风扇在保持低转速的同时低压压气机-涡轮转子转速大幅提高。由于齿轮啮合作用,该低压转子系统的动力学特性与传统航空发动机有着极大的区别,并且转子系统长期工作在临界转速之上,其动力学特性更加复杂。因此,针对掌握具有星型齿轮传动结构的低压转子系:统的动力学特性及其耦合振动规律的迫切性和必要性,本文开展的主要工作内容如下:首先,根据复杂旋转动力装备结构相似和等比啻例缩尺模型设计厚理,获得齿轮传动风扇发动机低压转子系统的缩尺模型试验器。基于MATLAB建立该转子系统的有限元数值模型,通过SAMCEF Field仿真建模与计算对其固有特性进行对比分析,并结合相关试验,验证建模方法的正确性。其次,分析齿轮啮合作用对转子系统固有特性及动力学响应的影响。其中,采用精细积分系统响应分析方法,考虑齿轮啮合刚度的时变性,进一步分析啮合刚度变化对低压转子系统的影响。然后,分析不平衡激励对低压转子系统振动的影响,主要包括齿轮机匣的振动特征以及多盘多相位不平衡矢量激励下低压转子系统的耦合振动规律。同时,进一步分析不平衡纖励对齿轮啮合力的影响。最后,基于仿真所得结论,进行不平衡振动试验。研究结果表明,若不考虑齿轮啮合作用,将低压转子系统中的风扇转子和低压压气机-涡轮转子单独提取计算,会导致转子系统部分模态丢失,临界转速变化,不平衡响应分析中缺失转子振动信息,计算结果不可靠。并且,齿轮啮合刚度对高转速下低压转子系统的振动影响较大,主要表现在风扇转子支点和低压压气机-涡轮转子前支点上。在转子不平衡状态下,低压转子系统及齿轮啮合力均存在受不平衡耦合效应影响导致响应幅值减弱的情况。其中,当低压压气机-涡轮转子双盘不平衡时,与中心齿轮相比,环形齿圈与游星齿轮之间的啮合力更大,且受不平衡相位的影响更显著,当相位差为180°时,不平衡对转子系统的危害较太。此外,由于风扇转子转速较低且齿轮转子系统的支承刚度相对较大,当低压压气机-涡轮转子存在不平衡时,通过风扇配重难以解决转子系统的振动问题。