最新刊期
      2018 年 第 10 期

        理论研究

      • 夏毅敏,李正光,罗建利,马劼嵩
        2018, 42(10): 1-5. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.001
        摘要：为提高三臂凿岩台车钎杆的绝对定位精度,首先,基于有限元仿真,采用正交试验法确定影响臂架柔性误差的主要参数,得到柔性误差补偿公式;之后,对受力关节坐标系进行变换,建立基于位置误差的运动学误差标定模型,并对模型中待标定参数进行冗余性分析,剔除冗余参数;最后,以激光全站仪为测量设备,利用LM算法对待标定参数进行求解,验证运动学标定效果。结果表明,该方法有效地补偿了钎杆绝对定位误差,钎杆的绝对定位误差降低了79. 6%。  
        关键词：三臂凿岩台车;运动学标定;正交试验;柔性补偿   
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        发布时间：2022-10-20
      • 夏贺鹏,邓效忠,徐爱军,刘赛赛
        2018, 42(10): 6-11. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.002
        摘要：提出一种齿轮副齿面磕碰点检测方法,用于确定弧齿锥齿轮齿面磕碰点位置。建立准双曲面齿轮副啮合模型,通过改变接触区偏移量,调整啮合参数V、H、J,从而得到规划路径下的TCA接触区位置,V、H、J调整结果用于指导滚检试验。在YX-HTT600齿轮综合误差测量及分析试验机上进行滚检试验,得到了准双曲面齿轮副正常齿面与存在磕碰点的齿面两种情况下的传动误差测量结果。通过对两种传动误差测量结果的对比,验证了提出的齿面点测量方法的可行性。试验结果表明,运用提出的齿面检测方法可实现弧齿锥齿轮全齿面检测,检测结果可反映齿面磕碰点位置,从而为进一步改善弧齿锥齿轮啮合性能奠定基础。  
        关键词：准双曲面齿轮;路径规划;TCA仿真分析;传动误差   
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        发布时间：2022-10-20
      • 钱雪凌,胡玉梅,周元聪,张博,陈光,史妍妍
        2018, 42(10): 12-18. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.003
        摘要：针对复杂齿轮箱喷射润滑的数值模拟与润滑效果改善进行了研究。首先搭建了单级齿轮高速传动喷射润滑实验台、进行了相关实验,实验结果验证了齿轮传动喷射润滑数值模拟建模方法的正确性。然后建立了复杂齿轮箱喷射润滑数值模型、进行了仿真分析,结果显示:喷射距离过长、端面角度和喷嘴布置在啮出侧均不利于润滑。基于单相流计算方法对喷嘴的喷射角度进行了寻优,结果表明:在两啮合齿轮中心平面内,存在一条空气运动最薄弱的迹线;当喷嘴轴线在该迹线方向上时,齿轮润滑效果最好。  
        关键词：复杂齿轮箱;高速齿轮;喷射润滑;实验台;数值模拟;单相流;最优喷射角度   
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      • 史尧臣,李占国,周宏,周鹏
        2018, 42(10): 19-23. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.004
        摘要：基于两轮无负载的试验方法对汽车同步带传动系统进行噪声正交试验,系统分析了主动轮转速、同步带带宽、张紧力等3种参数对同步带传动噪声的影响规律。通过对正交表进行回归扩展,在不增加试验次数的基础上,建立了以汽车同步带传动噪声为目标函数的回归数学模型,并通过试验验证了该数学模型的准确性,为汽车同步带传动噪声影响因素的研究提供了方法,实现了对汽车同步带传动噪声的预测。  
        关键词：汽车同步带;噪声;正交试验;回归分析   
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      • 岳会军,宋媛媛,刘洋,徐向阳
        2018, 42(10): 24-28. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.005
        摘要：齿轮啮合传动的内部激励是引起齿轮振动和噪声的关键因素,以某8挡自动变速器中一对常啮合斜齿轮为研究对象,对其啮合传动过程的内部激励开展全面深入研究,包括齿面接触状态、时变啮合刚度、误差激励和啮合冲击。采用有限元法分析斜齿轮的静态和动态接触过程,得到齿面接触应力的大小及分布;采用接触线长度变化表示时变啮合刚度的理论方法和采用有限元仿真的方法得到斜齿轮传动的时变啮合刚度曲线;采用理论计算和有限元法分析斜齿轮误差激励,包含啮合误差、静态传递误差和动态传递误差;采用有限元法分析啮合冲击,得到齿轮传动过程的齿根应力;采用有限元法计算齿面接触线上应力分布。研究为斜齿轮传动状态的改善提供了基础。  
        关键词：斜齿轮;啮合接触分析;啮合刚度;误差激励;啮合冲击   
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        发布时间：2022-10-20
      • 倪晋尚
        2018, 42(10): 29-34. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.006
        摘要：以电动汽车磁流变液制动器为研究对象,分析磁流变液内部结构,对其结构进行优化,建立其优化前后的理论模型;运用Matlab编程求解得到磁流变液制动器制动力矩与线圈电流及制动器速度与制动时间之间的关系,运用实验的方法对其进行验证。理论计算及实验结果表明,磁流变液内部结构存在较大的优化空间;通过优化制动器内部结构可以提高电动汽车磁流变液制动系统的制动效能;实验结果与理论计算结果基本相近,验证了理论计算准确性;研究为电动汽车制动系统精确控制提供了重要基础,为电动汽车制动效能提升、制动器精确控制等提供了理论依据及有益的借鉴。  
        关键词：电动汽车;磁流变液制动器;优化;制动特性   
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        发布时间：2022-10-20
      • 李渊,杜秋月
        2018, 42(10): 35-39. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.007
        摘要：把初始弯曲柔性梁考虑成末端加载一定力矩Mi的直梁,根据Bernoulli-Euler方程等从理论上推导出初始弯曲柔性梁末端轨迹和转角。结合实例给出理论计算结果,并和ANSYS软件仿真的结果进行对比,来验证理论模型的正确性。其次,基于末端受力矩载荷直梁的1R伪刚体模型,首次推导了末端受力矩的初始弯曲柔性梁的1R伪刚体模型,并和理论结果进行对比,来验证该模型的可行性。最后,针对该模型的不足,建立了1R伪刚体模型修正模型,并与理论结果等进行对比,验证其可行性,为研究含有初始弯曲柔性梁的柔顺机构打下基础。  
        关键词：初始弯曲柔性梁;伪刚体模型;轨迹   
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        发布时间：2022-10-20
      • 丁华,徐聪
        2018, 42(10): 40-45. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.008
        摘要：针对车辆在上坡行驶时出现的频繁换挡问题以及下坡行驶时发生的意外升挡现象,基于EKF算法和坡道动力学模型对坡道进行了辨识。在坡道辨识模型和传统换挡规律的基础上,提出了基于模糊控制方法的双离合自动变速器挡位实时在线优化。通过MATLAB/Simulink搭建车辆模糊换挡控制模型,并对比分析优化前后的车辆换挡规律仿真结果。结果表明,优化后的换挡规律避免了车辆的频繁换挡和意外升挡,改善了驾驶员驾驶舒适性和行车安全性。  
        关键词：双离合自动变速器;坡道辨识;换挡规律;模糊控制   
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      • 朱朔,白瑞林,吉峰
        2018, 42(10): 46-52. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.009
        摘要：针对连续隐半马尔科夫模型（Continuous hidden semi-Markov model,CHSMM）对滚动轴承剩余寿命预测精度低问题,提出一种基于改进CHSMM的滚动轴承剩余寿命方法。提取滚动轴承振动信号的时域、时频域特征向量,采用主成分分析（Principle component analysis,PCA）算法对特征向量进行降维;针对状态驻留时间概率密度函数不符合实际而引起的剩余寿命预测精度低问题,将高斯混合概率密度函数引入到CHSMM算法中,建立退化状态识别模型和剩余寿命预测模型。最后,将轴承全生命周期数据输入到模型中,得到轴承的退化状态和剩余寿命。试验结果表明,采用所提方法能准确的对轴承剩余寿命进行预测,与CHSMM算法相比,退化状态识别的正确率提高了12%,剩余寿命预测的正确率提高了23%。  
        关键词：轴承;CHSMM;PCA;剩余寿命   
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      • 莫易敏,徐伟,胡杰,董济兴,李路生
        2018, 42(10): 53-57. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.010
        摘要：针对深沟球轴承的摩擦功率损失会直接影响变速器的传动效率的问题,对深沟球轴承的拟静力学条件下的摩擦力矩组成进行了分析,提出通过改变轴承游隙的大小来降低摩擦功率损失,并设计了台架实验来探究深沟球轴承不同的径向游隙对变速器传动效率的影响;最后,通过整车滑行阻力与油耗实验进行了验证。结果表明,适当的增大游隙可以减小深沟球轴承摩擦功率损失、提升变速器的传动效率、增加整车滑行距离和降低整车油耗。此项研究为变速器轴承游隙的选择提供了参考。  
        关键词：轴承游隙;变速器;传动效率;油耗   
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        发布时间：2022-10-20

        设计计算

      • 胡波,陈国淳,李慧洁,周长江
        2018, 42(10): 58-63. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.011
        摘要：为了改进某型超高速包装机推手机构的动态性能,对该机构进行动平衡优化。基于多刚体动力学理论,建立该推手机构的动力学模型,分析出主要产生惯性载荷的零部件。建立该部件的数学模型,推导出摆动力和摆动力矩方程。基于微型多目标遗传算法（MMOGA）,综合考虑摆动力和摆动力矩的均方根值,以杆件的质量、质心位置等为变量,对该部件进行动平衡优化。根据变量的较优值,重新设计长臂推手的结构。优化后推手机构的摆动力与摆动力矩分别减小了23. 6%和29. 5%,且长臂推手的固有频率远离了260 Hz（激振频率）。上述结果表明,经过优化,该型包装机推手机构的动力学性能得到了较明显的改善,避免了长臂推手的共振现象。  
        关键词：超高速包装机;推手机构;微型多目标遗传算法;动平衡优化   
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        发布时间：2022-10-20
      • 赵世田,付莹莹,曾勇,郑雷,周博
        2018, 42(10): 64-67. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.012
        摘要：针对弧面分度凸轮机构,通过共轭曲面原理、微分几何学进行理论分析,提出了基于齐次坐标变换的通用弧面分度凸轮轮廓曲面方程建立方法;然后基于VB开发了弧面分度凸轮轮廓曲面数据采集系统;基于Pro/E建立了凸轮机构的三维模型及运动仿真模型。机构设计和运动仿真验证实例表明,设计机构满足预期分度要求。  
        关键词：齐次坐标;弧面分度凸轮;建模;加工仿真   
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        发布时间：2022-10-20
      • 王琪,严政梁,陈远华
        2018, 42(10): 68-72. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.013
        摘要：以立体车库作为研究对象,分析了立体车库的优势与不足。从中选取垂直循环立体车库作为研究目标,对其提升系统进行结构改进;针对其主传动中的链条结构涉及到的问题进行了分析,创新设计出一种偏置拨叉链传动机构。阐述了该链传动的设计思路,以及主要参数的设计方法;对改进前与改进后的核心非标零件进行对比阐述。采用Pro/E软件对偏置拨叉链传动机构进行三维建模;利用软件的运动仿真模块,模拟链板运行的轨迹曲率,检测机构运动的可行性;模拟链板运动的位移确定机构啮合的合理性;模拟链板运动的速度验证机构传动比的准确性。结果表明,偏置拨叉链传动机构在减少机械振动,降低传动噪声,缓解多边形效应方面,性能更加稳定。  
        关键词：垂直循环立体车库;偏置拨叉链传动机构;运动仿真   
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        发布时间：2022-10-20
      • 华福虎,王国庆,杨思奇,梁思瑞,屈琪峰
        2018, 42(10): 73-76. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.014
        摘要：针对近年来老年人数量急剧增加而带来的对助老助残工具的迫切需求,从仿生的角度设计了一款外骨骼助力机器人。在确定使用推拉式软轴驱动运动关节后,首先完成了外骨骼机器人肩肘部关节等结构和机构的设计;随后对踝关节等柔性驱动进行设计,并对各个关节的活动范围进行了分析。最后在动力学仿真软件中对外骨骼机器人腿关节运动、足端运动进行了动力学分析和行走步态的运动学分析,证明了该机器人在运动平稳性和速度稳定性方面能够满足其作为助力工具的需求。  
        关键词：外骨骼机器人;推拉式软轴;助力;仿生   
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      • 刘振坤,罗玉峰,石志新,夏永强,谢冬福
        2018, 42(10): 77-82. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.015
        摘要：采用一种球坐标变步长迭代快速搜索算法,分析求解了一种3T1R并联机构的可达工作空间,并用天牛须搜索算法对其机构尺寸进行了优化设计。首先,对机构进行位置分析,得到其运动学逆解;然后,采用一种球坐标变步长迭代快速搜索算法求解得到了该3T1R并联机构的可达工作空间,并以工作空间体积大小为衡量指标,定量分析了并联机构各结构参数对工作空间体积的影响;最后,以工作空间体积最大值为目标,利用天牛须搜索算法对并联机构结构参数进行了优化,得到了最优值。该求解算法运算步骤少,求解速度快,为此类并联机构的实际应用提供了理论依据。  
        关键词：并联机构;工作空间;球坐标;天牛须搜索算法;参数优化   
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        发布时间：2022-10-20
      • 喻子豪,刘祚时,张平
        2018, 42(10): 83-90. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.016
        摘要：基于弧齿锥齿轮的成型原理,得到了弧齿锥齿轮齿面三维坐标方程。依照Gleason公司所提供的弧齿锥齿轮计算调整卡,编写MATLAB程序,求解出各齿面离散点的三维坐标,运用三维造型软件,建立弧齿锥齿轮副的三维模型。把三维模型导入到有限元软件Abaqus中,创建了弧齿锥齿轮副的有限元模型,完成了弧齿锥齿轮副的接触分析。根据分析结果,获得某一对轮齿在一个完整的啮合周期内,齿面啮合点处接触正压力的变化情况,并用实验验证了仿真结果的准确性,为弧齿锥齿轮的设计、制造、优化提供了参考依据和技术支持。  
        关键词：弧齿锥齿轮;齿面方程;ABAQUS;接触分析   
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        发布时间：2022-10-20
      • 轩亮,丁海春,雷蕾,关天民,李朕均
        2018, 42(10): 91-95. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.017
        摘要：机车牵引齿轮作为机车传动系统传递动力和控制转速的关键部件,对机车运行速度和承载转矩方面起着至关重要的作用。随着不同需求的机车设计需要,牵引齿轮参数化建模可以有效减少开发周期。介绍了一种考虑渐开线齿廓、过渡曲线的形成方程,通过程序驱动法在SolidWorks三维建模软件环境中进行齿廓建模,并以某型机车牵引齿轮为例,对齿轮进行有限元仿真,对齿面接触应力和齿根弯曲应力与理论结果对比分析,从而验证牵引齿轮设计及建模的准确性和合理性,对牵引齿轮快速设计与仿真具有重要应用价值。  
        关键词：牵引齿轮;参数化建模;有限元仿真;SolidWorks   
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      • 陈伟荣,张华,王飞文,郑敏,刘诚
        2018, 42(10): 96-100. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.018
        摘要：爬楼梯轮椅主要用于辅助弱势群体实现爬楼梯的过程,因此,其可靠性、平稳性尤为重要。采用复合式的爬楼梯轮椅结构,并设计了一种新型的履带底盘,克服了传统履带结构爬梯过程中存在的问题。在Recur Dyn的Track LM模块环境下,对所设计的轮椅进行爬梯过程的反复仿真与修改,最终得到修改完善的动力学模型仿真过程,提取驱动轮的驱动转矩、重心在竖直方向上的振动位移和振动加速度曲线。该仿真过程的实现对新型爬楼梯轮椅物理样机的选型及装配具有重要的指导意义。  
        关键词：爬楼梯轮椅;履带;Recurdyn;仿真;设计   
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        发布时间：2022-10-20
      • 陈新德
        2018, 42(10): 101-105. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.019
        摘要：考虑动臂缸和转斗缸的工作行程对装载机工作性能的影响,将两个缸的工作行程连同反转六杆机构铰接点位置坐标作为设计变量,在满足装载机的性能指标和约束条件下,以提高动臂缸的传力比为优化目标,借助ADAMS/View软件,建立了ZL50型装载机的反转六杆机构的参数化模型,进行了优化设计。设计结果明显改善了装载机的平移性能和卸载距离,大幅提高了动臂缸的传力比,达到了优化设计的要求。  
        关键词：装载机;反转六杆机构;优化设计   
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        发布时间：2022-10-20
      • 张久雷
        2018, 42(10): 106-111. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.020
        摘要：设计了一种双电机驱动的步行机构,该机构由连杆构成的6条直立式步行腿所组成。通过对步行腿机构原理的分析,对单侧步行腿机构分解出的简单平面四连杆机构进行解析,以复数矢量法为基础,建立机构运动学模型。根据运动学方程,进行运动位置分析,找出极限位置,绘制出步行腿机构位置图,确定步行腿运动构件的运动空间,判断是否发生干涉。最后搭建实物样机验证了设计方案的可行性。样机试验结果表明,步行腿机构的运动特性能够满足六足步行机构的工作要求,设计方案可行,可为下一步的优化设计开发新型步行机器人提供依据,具有重要的研究意义。  
        关键词：步行机构;六足;连杆机构;运动学分析   
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        发布时间：2022-10-20

        试验分析

      • 谢志宇,姚立纲,张俊,蔡永武,吴亚强
        2018, 42(10): 112-116. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.021
        摘要：章动齿轮传动是一种具有广泛应用前景的新型行星传动。为提升章动减速器的使役性能,需明确其动力学特性。以双侧双级弧齿锥齿轮传动章动减速器为研究对象,基于SolidWorks平台完成了该型减速器的三维建模与虚拟装配。借助ADAMS建立了双侧双级弧齿锥齿轮传动章动减速器的多体动力学模型,并据此对减速器进行了动力学特性仿真。仿真结果表明,各齿轮的转速及啮合力与理论计算值一致,表明所建模型能正确性预估减速器的动态特性,从而为章动减速器的动力学特性分析及参数优化设计提供了模型基础。  
        关键词：章动减速器;双圆弧齿轮;多体动力学;啮合特性   
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        发布时间：2022-10-20
      • 王凯,王珏翎,王丽玮
        2018, 42(10): 117-123. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.022
        摘要：基于滚子包络端面啮合蜗杆传动啮合理论和接触有限元分析法,应用ANSYS有限元软件,建立滚子包络端面啮合蜗杆传动有限元分析模型,进行接触有限元分析。分析结果表明,滚子包络端面啮合蜗杆传动副属于线接触,单段蜗杆同时啮合齿对数达5对。为研制承载能力高的新型蜗杆传动的研究奠定基础。  
        关键词：滚子包络;有限元;接触分析   
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        发布时间：2022-10-20
      • 孙冉,杨建伟,武慧杰
        2018, 42(10): 124-129. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.023
        摘要：斜齿轮传动是地铁传动系统中一种非常重要的形式,而且斜齿轮故障对地铁运行具有重要影响,为了探究故障参数对地铁齿轮系统非线性动力学的影响,建立了刚度故障和齿面故障参数地铁斜齿六自由度齿轮弯-扭-轴耦合模型,使用变步长四阶Runge-Kutta数值积分法对含有故障参数的齿轮动力学模型进行数值分析,得到系统的动态响应过程。借助速度-时间历程图、相平面图、庞加莱截面图、分叉图等系统状态判断标准,定性分析系统激励频率、故障参数变化下系统周期运动、拟周期运动和混沌运动的演化过程。结果表明,地铁斜齿轮故障参数在不同转速时影响不同。  
        关键词：地铁斜齿轮;故障参数;Runge-Kutta;动力学响应   
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        发布时间：2022-10-20
      • 李万杰,张国民,艾立旺,刘国乐,高智远
        2018, 42(10): 130-135. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.024
        摘要：磁力耦合器利用磁场耦合作用传输转矩,将刚性连接转换为非接触的软联接方式,具有软启动、减小振动、堵转保护、高可靠性等优点,被广泛应用于工业领域。磁力耦合器还可应用于一些特殊场合,如超导飞轮储能系统,其具有省去电机定子冷却系统、真空腔完全动密封、实现长期储能的优点。由于磁力耦合器在高转速下少有应用及研究,针对超导飞轮储能高转速应用研究了异步轴向磁力耦合器的传输特性。采用传统的转速差仿真方法建立有限元模型,并计算了传输转矩、轴向力、气隙磁感应强度等性能参数,对关键部件的温升特性进行了仿真分析。试制了原理样机,搭建了高转速传输特性测试平台。在同步转速9 500 r/min下进行了试验。通过与仿真结果比较,验证了常规建模方法的有效性。对不同转速下的转矩传输特性进行试验对比,验证了异步轴向磁力耦合器高转速应用的可行性。  
        关键词：异步轴向磁力耦合器;有限元;传输特性;温升特性   
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        发布时间：2022-10-20
      • 柯庆勋,邓效忠,苏建新,聂少武,胡晨辉
        2018, 42(10): 136-140. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.025
        摘要：成形法磨齿是对摆线齿轮进行精加工的一种方法。成形砂轮磨齿过程中,当磨削工艺参数选用不合适时,磨削区内产生的瞬时高温将会造成齿面烧伤。为了优化磨削工艺参数,防止齿面烧伤,对齿面温度场分布情况进行数值模拟是非常必要的。运用理论分析计算出磨削过程中的磨削能量及热量分配比,运用有限单元法和计算机仿真软件对摆线轮成形磨削过程中的温度场分布情况进行仿真,得到齿面温度随磨削时间的变化情况以及温度场在齿面的分布情况。通过仿真分析发现,砂轮沿摆线轮轴向方向移动速度vw和沿径向进给磨削深度ap对齿面温度场分布情况有较大影响,整个磨削过程中齿面瞬态温度场最高温度出现在摆线轮齿面尾部靠近齿顶位置,仿真结果与理论分析结果最大误差在10%以内。研究结论对预测齿面温度场分布情况及合理选用磨齿工艺参数有重要的应用价值。  
        关键词：摆线齿轮;成形磨齿;磨齿工艺参数;温度场;有限元仿真;磨齿烧伤   
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        发布时间：2022-10-20
      • 吴贵军,张瑜,陈洪月,毛君
        2018, 42(10): 141-147. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.026
        摘要：为了研究随机啮合参数对采煤机截割部齿轮传动系统振动的影响,以MG500/1180-WD型采煤机为研究对象,综合考虑啮合刚度、啮合阻尼、综合误差、齿侧间隙等因素的影响,建立采煤机截割部齿轮传动系统纯扭转非线性动力学模型,将啮合刚度、综合误差、齿侧间隙和外部载荷作为随机变量,运用变步长Runge-Kutta方法对系统模型进行求解,得出了系统动态位移响应的均值和均方差。研究结果表明,太阳轮、行星轮的振动位移均值及均方差随着随机间隙、随机啮合误差、随机啮合刚度的离散程度增加而增大;且随机间隙对轮系振动位移的影响程度最大,随机啮合刚度次之,随机啮合误差最小。研究结果为采煤机截割部传动系统的结构优化及其工作稳定性的提高提供了理论依据。  
        关键词：随机啮合参数;齿轮传动系统;采煤机截割部;振动特性   
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        发布时间：2022-10-20
      • 陆金铭,刘赟,温华兵,毛南敏,张攀
        2018, 42(10): 148-153. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.027
        摘要：高弹联轴器橡胶件的温度分布将影响其自身寿命和轴系运行的可靠性。结合传热学和有限元解耦理论,分析得到动态扭转载荷作用下橡胶件的温度场分布变化过程和温度变化曲线。开展动态热机械分析,根据得到的损耗因子随温度的变化关系在温度场计算中进行损耗分析迭代。利用扭转振动试验台开展了橡胶件温度分布测试试验,对比了将损耗因子作为定值和考虑损耗因子温度相关性的两种计算方法与实测数值的误差,验证了有限元数值模拟方法的有效性。研究表明,考虑损耗因子温度相关性的计算方法计算精度更高,进一步分析可得到高弹联轴器的许用扰动转矩,为联轴器以及轴系的性能监测和高弹联轴器的设计优化提供理论依据。  
        关键词：高弹联轴器;瞬态温度场;温度场试验;损耗因子;许用振动转矩   
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        发布时间：2022-10-20
      • 朱芸,尤强强
        2018, 42(10): 154-159. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.028
        摘要：针对齿轮箱的动力学响应特性进行了研究,探究了齿轮传动系统的动力学建模与动态响应计算分析的问题。以集中参数法建立齿轮传动系统的一维有限元模型,利用铁木辛柯梁原理和材料力学理论建立轴系的全自由度刚度矩阵和质量矩阵,由给定的模态阻尼系数确定系统的阻尼矩阵。考虑由于齿轮耦合和轴承刚度的影响,建立附加刚度矩阵。将由齿轮副啮合传递误差和动态啮合刚度计算获得的动态啮合力作为激振力代入动力学方程,采用动柔度法计算轴承处的动态响应。利用上述原理对某型号齿轮箱的动态响应特性展开分析,计算了其轴承处的加速度响应,并与台架试验测试结果进行对比,两者结果一致性较好,验证了本套建模理论的可靠性,为齿轮箱设计初期阶段的优化提供了理论依据。  
        关键词：集中参数法;附加刚度矩阵;动柔度法;台架试验   
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        发布时间：2022-10-20
      • 徐伟通,高旭东,焦晓娟,张湝渭
        2018, 42(10): 160-165. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.029
        摘要：为了研究扶梯驱动链系统的动力学特性及链轮磨损和链条磨损对链传动性能的影响,以链传动运动学理论和多体动力学理论为基础,采用RecurDyn软件建立扶梯驱动链系统的仿真模型,设置空载和负载两种工况,添加磨损故障条件进行仿真分析,得出正常状态和磨损状态链传动特性的变化规律;分析结果表明,磨损后动载荷显著增大。该方法可为扶梯驱动链系统磨损机理研究及故障诊断提供一定参考。  
        关键词：链传动;多体动力学;Recurdyn;磨损故障;仿真分析   
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        发布时间：2022-10-20
      • 祝赫锴,杨建伟,李欣
        2018, 42(10): 166-170. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.030
        摘要：结合动力学仿真和扩展有限单元法（XFEM）,对某城轨车辆齿轮箱齿轮进行裂纹扩展分析。通过动力学分析,确定扩展有限元模型初始裂纹的位置及载荷加载位置;建立扩展有限元模型,对计算结果进行分析,总结齿轮齿根裂纹扩展规律。结果表明,齿根处最大弯曲应力位置不随齿轮啮合过程而改变,裂纹起裂位置应在此位置附近;裂纹尖端应力值在量化一裂纹长度到达0. 61前低速率稳定增加,0. 61后裂纹进入瞬断区,裂纹尖端应力值变化明显;结合有限元动力学及扩展有限元分析发现,裂纹扩展初期属于Ⅰ型裂纹,在裂纹扩展的中后期属于Ⅰ、Ⅱ混合型裂纹;不同加载位置结果显示,扩展初期裂纹偏转角度随着加载位置的下移而减小,扩展后期裂纹整体沿着齿厚方向进行扩展。  
        关键词：齿轮;动力学;裂纹扩展;XFEM   
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        发布时间：2022-10-20

        开发应用

      • 徐宏海,谢雄伟,关通
        2018, 42(10): 171-174. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.031
        摘要：针对工业机器人的发展态势和国内RV减速器的市场状况及研究现状,提出了设计制造与检测国家标准、关键零件专用加工装备、磨损与润滑、智能检测与装配等4个RV减速器国产化批量制造急需解决的难题,研究探讨了有关的解决方案,为我国工业机器人用RV减速器技术及产业提供相关战略思考和建议。  
        关键词：RV减速器;批量制造;国产化;关键问题   
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        发布时间：2022-10-20
      • 刘钊,杨牧寒,马凯悦,胡转亮
        2018, 42(10): 175-179. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.032
        摘要：为复原古代指南车,对行星齿轮及差速齿轮原理进行研究。采用兰彻斯特指南车构型,通过3D打印和光刻技术制作指南车的外壳、齿轮及传动轴,实现了指南车的复原。通过分析误差,可知古代指南车具有精度不足等缺点。为减少误差,摒弃齿轮结构,采用电机及单片机控制,实现平面高精度定向。进一步分析指南车运动场景,对在三维曲面运动的指南车进行研究。为校正因三维运动而出现的指向误差,提出一种三维校核计算方法。通过对车轴运动角度的监测,实现曲面运动下的定向。校核后的指南车适用于大多数路况,在机械制造、国防军工等领域有较大应用前景。  
        关键词：指南车;行星轮系;差动轮系;电机控制;校正算法   
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        发布时间：2022-10-20
      • 裘升东
        2018, 42(10): 180-184. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.10.033
        摘要：为了分析角接触球轴承低温摩擦特性。首先,用有限元软件分析了轴承低温结构变化,仿真分析了轴承低温结构变形、游隙变化和接触角变化。温度降低会使轴承游隙变大,接触角变大,分析了温度对润滑脂黏度的变化。然后,引用现有轴承摩擦力矩计算模型,计算了轴承的摩擦力矩随转速、预紧力、内圈曲率半径系数和温度的变化;分析了低温下轴承各种摩擦力矩的变化趋势。在低温下轴承的流体动压摩擦力矩占轴承总摩擦力矩的80%,润滑脂的黏度系数对轴承的低温摩擦特性影响最大,低温条件下轴承由于弹性滞后引起的摩擦力矩减小。最后,用实验的方法测试了轴承低温摩擦力矩,与仿真结果进行对比,误差在12%以内,证明了计算的准确性,为低温下轴承的使用提供了理论基础。  
        关键词：角接触轴承;摩擦特性;低温变形;轴承低温实验   
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        发布时间：2022-10-20
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