球齿轮传动的齿面接触分析和应力分析

球齿轮是一种新型的二维齿轮传动机构.在建立了球齿轮数学模型的基础上,得到了球齿轮传动的啮合模型,并进行了齿面接触特性分析,通过解非线性方程组,可得到接触点在齿面的位置.分析了球齿轮齿面的结构特征,针对球齿轮传动的接触形式表现为轮齿凸面与马鞍面之间的点接触,对啮合齿面的接触椭圆进行了分析计算,总结出了球齿轮在任一偏摆平面内啮合传动时接触椭圆的变化规律:在轮齿根部和顶部啮合时,接触椭圆较小,因而接触应力较大;而在轮齿中部啮合时,接触椭圆较大,所以接触应力较小.采用有限元的方法对球齿轮轮齿进行了弯曲应力和接触应力分析,分析结果进一步验证了接触椭圆变化规律的正确性.以上结论对进一步研究球齿轮的传动理论与实际应用具有重要的指导意义.     

渐开线环形齿球齿轮传动时变刚度系数

为研究渐开线环形齿球齿轮传动过程中齿轮副间的接触力,基于Hertz弹性接触理论定义了齿面接触点的刚度系数;利用微分几何相关知识,分析了球齿轮的齿面特征,得到了实时啮合点主曲率半径计算公式;研究了重合度系数对啮合刚度的影响,结合球齿轮机构传动特点,推导出任意位置反向啮合点位置计算公式;最后通过一个实例说明球齿轮机构接触点刚度系数具有典型的时变特征.     

基于Zernike多项式拟合的自由曲面车削误差补偿技术

慢刀伺服车削技术是一种特殊的创成加工方法,采用C轴、X轴、Z轴联动的方式在极坐标或圆柱坐标内可车削加工自由曲面光学元件。但是由于各种误差因素的影响,使用慢刀伺服技术仅加工一次获得的光学元件可能不满足精度指标。为此需要研究能够进一步提升慢刀伺服车削加工精度的误差补偿技术。Zernike多项式是面形分析与光学分析之间的理想接口工具,因此本文使用Zernike多项式拟合的方法处理慢刀伺服车削加工的误差,并根据慢刀伺服加工技术的特点,建立慢刀伺服车削加工的误差补偿算法。实验结果表明,基于Zernike多项式拟合的慢刀伺服车削加工误差补偿技术可有效地针对加工中产生的特定误差进行补偿,从而提高自由曲面车削加工精度。     

渐开线球齿轮齿廓曲面方程的推导

介绍了一种新发明的球齿轮机构,建立了新型球齿轮齿廓曲面的参数方程。推导了渐开线齿廓曲线的通用表达式,对其进行旋转变换得到了球齿轮机构中齿轮的环形齿面方程。利用双自由度啮合理论,进一步推导出新型球齿轮的啮合方程,最后推导出渐开线球齿轮共轭齿廓曲面方程。理论结果证明了渐开线环面齿廓的共轭齿廓曲面仍然是渐开线环形曲面。     

“原公浦的原就是原子弹的原”——致敬“原三刀”！他车削出新中国第一颗原子弹核心部件

2021年8月22日,第一颗原子弹核心部件"主刀手"原公浦同志因病医治无效在上海与世长辞。钱三强曾以"你是一颗螺丝钉,一颗非常重要的螺丝钉"来形容原公浦。1964年4月30日,原公浦被确定为车削第一颗原子弹铀球的操刀人,这是当时国内唯一的一颗铀球半成品,自发现铀矿起经由十年研制才完成。因其加工的最后关键三刀,被亲切的称为"原三刀"。     

超声波振动车削陶瓷涂层刀具材料优选

研究了超声波振动车削方法加工陶瓷涂层的可行性,应用四种刀具材料对Al_2O_3、Al_2O_3十12%TiO_2、Cr_2O_3三种陶瓷涂层进行了超声波振动车削试验,优选出了振动车削加工三种陶瓷涂层的刀具材料.     

音圈电机驱动的超精密快刀伺服系统的性能研究

基于快刀伺服系统的超精密金刚石车削加工技术是光学自由曲面高效率、高精密的加工手段。本文介绍了一种新的音圈电机驱动的超精密快刀伺服系统,行程达到30mm,最大加速度为920m/s₂。通过实验手段获得了系统的运动模型,来用于控制器的设计。针对一类典型的光学自由曲面-微透镜阵列进行了加工,并对加工结果进行了测试与分析。测试结果表明,所研制的快刀伺服系统达到了加工技术要求,为以后该系统在实际加工中更广泛的应用研究打下了基础。     

直线齿廓内齿轮传动设计法

研究了直线齿廓内齿轮与圆弧齿廓外齿轮的啮合传动误差;在保证误差最小的条件下,导出了代替理论齿廓的圆弧齿廓的通用计算式．实例计算表明：理论齿形与圆弧齿形的齿形误差仅为几微米,而圆弧齿轮和直线内齿轮都可以通过磨削加工使加工精度提高几级,从而可以解决硬齿面内齿轮的精度加工问题．     

球齿轮行星传动结构型式与驱动机构分析

介绍了一种由渐开线球齿轮传动组成的新型空间运动行星轮系及其驱动机构,并对该机构进行了详细的结构分析和运动分析。新机构由系杆框架和一对球齿轮组成,输出轴能实现全方位的空间摆动。设计了一种空间驱动机构,用来实现系杆框架定点球面运动的姿态控制,对驱动机构的可动性进行了分析,建立了轮系输出轴的姿态角与控制电机之间的运动学模型,实现了输出轴偏转角的精确控制。     

高重合度人字齿轮传动动态性能优化设计

对人字齿轮传动进行高重合度设计的分析,基于人字齿轮副承载接触分析技术,针对人字齿轮传动中主动小齿轮轴向浮动安装的特点,综合考虑齿轮时变啮合刚度、啮合冲击激励及误差激励等因素的影响,采用集中质量法建立了考虑修形的人字齿轮副弯-扭-轴耦合非线性振动模型,推导了系统无量纲运动微分方程,求解得到齿轮传动系统的振动加速度。以齿轮的振动加速度均方根值为优化的目标函数,针对该类复杂实际工程优化设计中适应值计算费时的缺点,提出了一种改进的具有适应值预测机制的遗传算法,优化得到了人字齿轮的基本设计参数及修形参数,提高了计算效率,通过实例分析验证了该优化方法的有效性。对加工的人字齿轮在减振降噪试验台上进行带载试验,对比优化前后的噪音分贝值,进一步验证了该优化方法对齿轮副减振降噪具有一定作用。     

基于Matlab的齿轮传动可靠性优化设计

在油料装备齿轮传动设计中,大多采用传统设计方法,存在人为误差大,计算精度低,难于找到符合需求的最优解等问题。提出了以齿轮传动可靠性为基础,将齿轮体积最小分解为中心距最小和齿宽最小双目标函数建立数学模型,利用Matlab程序实现齿轮传动的优化设计。实例证明,该方法在保证齿轮可靠度前提下可有效减小齿轮体积,并能更好适应产品要求。此方法简单、实用,易于设计人员掌握,并可应用于其它机械的优化设计。     

多级圆柱齿轮减速器等强度优化方法研究

针对工程机械和通用后勤装备中的标准圆柱齿轮减速器互换性极差,各齿轮存在较大的强度差和寿命差的特点,建立了标准直齿圆柱齿轮和标准斜齿圆柱齿轮的几何和强度优化设计的数学模型,结合优化设计的相关理论,提出了按齿轮应力最小的等强度优化方法;并运用Matlab优化工具箱对某后勤装备中使用的三级式标准圆柱齿轮减速器进行了等强度优化设计。结果表明,使用该优化设计方法既可保证齿轮强度有较大的安全裕量,又使所有齿轮寿命尽可能相等,从而具有良好的经济性并充分发挥所有齿轮的性能。     

基于Virtual．Lab的某型减速器建模及仿真

为了预测某型自行火炮减速器的寿命,基于Pro/E实体模型,用Virtual.Lab建立了其虚拟样机模型,提出并简述了动态关联的模型校核验证方法,并利用动态关联法,对所建立的虚拟样机模型进行了验证,确认所建立的减速器虚拟样机符合实际情况,同时该虚拟样机模型通过加载得到了二档速度B级路面下太阳齿轮受到的扭矩,为下一步齿轮的校核打下了基础。     

高重合度人字齿轮轮齿最佳修形优化设计

基于斜齿轮轮齿接触分析技术,建立了考虑人字齿轮典型安装误差的抛物线人字齿轮轮齿接触分析方法。综合考虑人字齿轮的传动误差与啮合特性,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法对高重合度人字齿轮的传动性能进行了多目标优化设计,该算法克服了优化结果的局部收敛,获得了人字齿轮最佳的齿廓、齿向抛物线修形参数。通过实例表明,修形优化后的齿面啮合印痕与传动误差较优化之前得到了明显的改善,有效地改善了高重合度人字齿轮的齿面偏载现象,降低了齿轮传动过程中的啮合冲击。对加工的人字齿轮在减振降噪试验台上进行带载试验,对比优化前后的噪音分贝值,进一步验证了该优化方法对人字齿轮副减振降噪具有一定作用。     

漂浮式微型波力发电装置传动系统的速度分析与调节

针对边防驻岛官兵用电难的问题,结合海洋波浪能特点,提出了一种新型漂浮式微型波力发电装置。基于装置结构模型,分析了其结构特征和工作原理;建立了传动系统的运动学模型,分析了其运动特性和速度调节性能;进行算例分析,验证了理论模型的正确性。研究表明：双侧传动轮系输入系统优于单侧传动轮系输入系统;改变飞轮的转动惯量,可以调节速度的波动。分析结果为该装置的后续试验研究提供了理论依据。     

基于虚拟样机技术的履带车辆传动箱模态分析

传动箱虚拟样机模型包括箱体和齿轮传动系2部分。分析传动箱模态参数,应包含齿轮系与箱体之间约束的影响。在虚拟环境下测量了传动箱的模态参数,对比了包含齿轮系和不包含齿轮系2种情况,验证了该箱体的设计使传动箱整体避开了与车辆的共振频率。同时说明了虚拟样机试验方法在箱体类零部件模态测试中的应用与技术可行性。为在设计阶段优化箱体结构提供指导。     

一种自生成基函数模糊神经元故障诊断模型及其应用

在分析自生成基函数（SGRBF）模糊神经元模型基础上，提出了一种新的故障诊断网络模型及其学习算法，并将其应用到轴承、齿轮的故障诊断中，给出两个应用实例及分析结果。最后，文章将得出一定的结论。