无侧隙双滚子包络环面蜗杆真实啮合齿面的理论研究

为获得无侧隙双滚子包络环面蜗杆三维真实啮合齿面,基于空间啮合原理建立了无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的数学模型,推导了蜗杆传动的齿面接触螺旋线方程.该方程与Pro/E软件结合,获得无侧隙双滚子包络环面蜗杆的真实啮合齿面.在此基础上将利用Matlab软件计算得到的蜗杆接触线与Pro/E软件拟合得到的蜗杆齿面对比分析.结果表明:蜗杆齿面拟合精度由蜗杆齿面接触螺旋线条数决定,当螺旋线为9条时,所获得的齿面反映了蜗杆的真实啮合齿面,拟合精度达到0.001 00 mm.     

一种平面二次包络环面蜗轮副的特征建模方法

平面二次包络环面蜗轮副三维实体属复杂曲面造型，文章在坐标变换公式的基础上，讨论了环面蜗杆螺旋齿面方程，建立了环面蜗杆螺旋线参数方程，并用VBA编程建模．按此建模，用平面包络环面蜗杆产型齿的特征模型，在MDT6．0三维绘图软件环境中实现平面包络环面蜗杆和二次包络蜗轮副的三维建模，并以断面图检验了其良好的接触啮合状态．所生成的实体模型具有给定参数的数字信息，可用于此类环面蜗杆的齿廓形状分析和进一步应用研究．     

平面包络环面蜗杆齿面的螺旋线误差检测及溯源

为了提高平面包络环面蜗杆齿面的加工精度, 提出了环面螺旋线误差检测、加工误差溯源及修正加工方法. 以微分几何和啮合理论为基础, 建立了平面包络环面蜗杆的齿面方程、环面螺旋线数学模型及带误差的环面螺旋线数学模型, 分析了测头半径补偿原理及误差评定方法. 利用研制的环面蜗杆检测仪检测了样件齿面螺旋线误差, 应用遗传算法进行了误差溯源分析, 并以溯源结果为基础, 修正加工了样件齿面. 结果表明, 修正加工后的样件齿面螺旋线误差从0.140 mm降至0.025 mm.      

平面二次包络环面蜗轮副三维实体造型及其应用

提出了平面二次包络环面蜗轮副的三维实体造型方法，介绍了三维造型系统的开发环境、系统结构和功能，并以母平面倾角β对齿顶“变尖”的影响为例，说明了所开发的三维实体造型系统的应用，展示了三维实体造型在蜗杆传动研究中的广阔前景。     

平面二次包络环面蜗轮副接触状况的仿真研究

对平面二次包络环面蜗轮副接触状况进行了理论分析，建立了求解接触点位置和中心夹角的极小值的数学模型，并进行了非理想接触状况的计算机仿真研究，为研究安装和制造误差对平面二次包络环面蜗轮副的啮合性能的影响提供了有效的方法。     

包络面的建模及实体造型

以空间啮合理论为基础，精确推导了包络面的数学模型，提出了矩阵为实体造型提供数据来源的方法，实现以平面二次包络环面蜗杆为例的精确实体造型，为包络面的传递特性及其设计制造的深入研究提供了一个准确的实体模型。     

防爬吸能装置的碰撞动力学性能

为了研究列车碰撞时爬车失稳响应的影响因素,建立了一种考虑防爬装置间动态耦合关系的防爬吸能装置二维碰撞动力学模型,提出了一种针对防爬齿接触的几何搜索算法, 讨论了基于能量守恒定律的吸能装置纵向阻抗力的获取方法,导出了考虑塑性大变形和动态因素影响的防爬吸能装置阻抗力/力矩表达式.在此基础上,利用编制的计算程序对该装置的动力学性能进行了算例分析.分析结果表明:两防爬齿间的啮合程度与防爬齿本身绝对最大转动角度和防爬齿间的相对最大转动角度密切相关;减小吸能装置的纵向阻抗力和吸能长度,以及增加防爬装置的弯曲刚度均能减小防爬齿的绝对最大转动角度;防爬齿的相对最大转动角度随吸能长度的增加而增加,随防爬装置弯曲刚度的增加呈现先增加后减小的趋势,但与防爬吸能装置纵向阻抗力的变化关系不明显;该计算方法比传统有限元方法在计算时间方面缩短了10%.      

环面蜗杆齿面的统一仿真模型研究

根据共轭曲面的仿真原理,建立环面蜗杆齿面的统一仿真模型,利用该模型,可以快速、直接地求解环面蜗杆的实际齿面.     

平面齿内齿轮一次包络鼓形蜗杆传动副性能测试

为了获取平面齿内齿轮一次包络鼓形蜗杆传动副(以下简称鼓形蜗杆传动副)的传动性能参数,以鼓形蜗杆传动副的啮合几何学和啮合性能为基础,搭建电封闭式传动性能试验台,对鼓形蜗杆传动副样机在多工况下进行传动性能测试.测试结果为:由于存在制造误差和装配误差,鼓形蜗杆传动副样机的实际接触区为理论接触区的2/3;鼓形蜗杆传动副样机的传动效率随着转速的提高而增加,在低转速时,传动效率随着负载的增大明显降低;在高转速时,传动效率随着负载的增大而略有升高;鼓形蜗杆传动副样机在各测试工况下的最高传动效率为69.05%,最高油池温升为89.8 ℃;该鼓形蜗杆传动副具有优良的传动性能,适用于重载动力传动.      

准高速车刚性直齿牵引齿轮修缘量的计算分析

精确计算了刚性直齿牵引齿轮各啮俣点处的啮合刚度，考虑在各种载荷下轮齿修缘量对动中的激振力，齿面冲击及齿间载荷分配等影响，结合机车牵引车齿轮具体结构和工作特点，推算牵引齿轮合理的修缘量。     

蜗杆凸轮机构动态仿真系统的开发

介绍了蜗杆凸轮工作轮廓坐标值的求解原理,利用VB的二次开发功能求解凸轮的工作轮廓,结合UG接触单元驱动法,实现了UG环境下蜗杆凸轮机构的实体建模及动态仿真,验证了该求解原理的可行性。     

轮胎与钢桥面铺装接触力学分析

为进一步分析钢桥面铺装的真实受力特性,对轮胎与钢桥面铺装的接触力学行为进行了研究.通过建立轮胎模型,对轮胎接地压力进行计算,并与实测数据对比验证了轮胎接触模型的准确性;通过建立轮胎与桥面接触模型,对不利荷载位置时桥面铺装的力学响应计算与分析,得出铺装层竖向位移、铺装层顶弯拉应力、粘结层剪切应力的分布特性,指出桥面铺装典型病害产生的力学机理;通过对设定的一组铺装层计算模量对应的铺装层力学响应极值进行计算,得出铺装层弯拉劲度模量变化对铺装层力学响应的影响规律,并对比分析了轮胎荷载与均布荷载对结算结果的影响作用.结果表明：在等量荷载条件下,采用轮胎与桥面接触模型计算出的铺装层最大层顶反弯应力、粘结层最大剪切应力均明显大于采用均布荷载的计算结果,其中：铺装层层顶反弯应力增幅约为5%,粘结层剪切应力增幅约为9%.采用轮胎与桥面接触模型进行钢桥面铺装设计会更为安全.     

基于接触理论的矮塔斜拉桥索塔锚固区应力分析

利用大型有限元软件对矮塔斜拉桥分丝管式的索塔锚固区建立了非线性接触模型,通过定义模拟拉索与鞍座的接触关系,探讨了鞍座处混凝土的应力分布情况和索力传递分配情况,并与等效线荷载计算模型进行对比分析,结果表明:接触算法更接近实际受力情况.     

混凝土连续箱梁偏载系数简化算法研究

基于经验系数法、偏心压力法以及修正的偏心压力法等几种偏载系数的简化算法,提出了按梁肋实际横向分配系数来计算偏载系数的简化公式。通过箱梁桥荷载试验和有限元法对提出简化公式的合理性进行了初步的验证。     

基于接触理论的矮塔斜拉桥索塔锚固区应力分析

利用大型有限元软件对矮塔斜拉桥分丝管式的索塔锚固区建立了非线性接触模型,通过定义模拟拉索与鞍座的接触关系,探讨了鞍座处混凝土的应力分布情况和索力传递分配情况,并与等效线荷载计算模型进行对比分析,结果表明:接触算法更接近实际受力情况。     

基于mixed Lagrangian/Eulerian方法的轮轨滚动接触特性分析

为了缩短有限元方法显式计算轮轨滚动接触的时间,采用mixed Lagrangian/Eulerian方法建立了轮轨滚动接触有限元模型.应用该模型对轮轨接触区的单元进行细化,计算了列车在启动、运行和制动工况下轮轨的接触特性.计算结果表明:不同工况下,轮轨滚动接触区最大Mises应力、最大接触应力和接触斑面积等法向特性变化幅度均在2%以内,但接触区纵向截面中Mises应力分布及纵向剪切应力分布有较大变化;启动和制动工况下,最大Mises应力和最大纵向剪切应力位置均比自由滚动时更接近于轮轨表面;不同工况下,摩擦力大小和方向发生变化,在列车牵引和制动工况中,摩擦力达到极限时轮轨间出现完全滑动,摩擦力方向与滑动方向相反,且不同速度等级下的纵向摩擦力变化幅度也在2%以内.      

渐开线直齿圆柱齿轮啮合过程接触应力有限元分析

以某齿轮传动为例,将齿轮啮合原理和接触力学的概念相结合,用有限元法对渐开线直齿圆柱齿轮啮合过程接触应力进行较为全面的分析,并比较用赫兹公式计算的结果和有限元分析的结果,指出了齿轮国家标准接触应力计算说明的不准确性,为渐开齿轮传动的设计和研究提供指导．     

片石混凝土路面的温度应力分析

在分析片石混凝土材料特性的基础上,用三维有限元软件COSMOS计算了片石混凝土路面温度应力;同时采用正交设计方法分析了温度应力的影响因素,得出各影响因素的变化规律;并采用均匀设计法安排因素组合,运用SPSS软件拟合出适用于片石混凝土路面温度应力的实用计算公式.     

宽翼缘T梁的有效宽度研究

通过选取满足轴向应力自平衡条件的翼缘板剪滞翘曲位移模式,推导了宽翼缘T梁的应力计算公式,根据有效宽度的定义,进一步导出了有效宽度的理论计算公式．给出了一个宽翼缘T梁算例,计算表明,由本文所得出的计算公式算出的有效宽度更接近用ANSYS算出的结果．