越野汽车托森轮间差速器的效率研究

蜗轮蜗杆式托森差速器克服普通锥齿轮差速器将转矩平均分配给左、右驱动车轮而防滑能力差的缺点,有效地提高了汽车的通过性和安全性。首先阐述了托森轮间差速器的结构组成、工作原理、转矩分配原理以及性能评价指标,然后对差速器的效率进行了分析,最后通过实例计算某越野汽车上托森差速器的效率。     

章动面齿轮传动的啮合原理与动态仿真

根据啮合原理推导内切面齿轮的齿面方程、啮合方程和界限条件,以及内切面齿轮与外切面齿轮啮合的共轭条件,构成共轭啮合的"面-面"齿轮副,结合章动原理提出新型章动面齿轮传动.根据推导的面齿轮齿面方程,利用Pro/E软件构建章动面齿轮传动的三维模型,并采用ADAMS软件对其进行动态啮合力仿真,分析了新型章动面齿轮副动态啮合力的变化规律,为传动装置的优化设计及动力学分析提供了参考依据.     

电动转矩定向差速器的特性分析

近年来,由于电动转矩定向差速器在转矩定向方面的应用越来越广,电动转矩定向差速器成为研究的热点,但是针对电动转矩定向差速器的机构设计及其特性分析还需进一步的研究。本文采用速度图法表示出最简单的电动转矩定向差速器机构的所有类型,分析了各构型中各构件间的转速和转矩的关系。通过对各构型中需求的电机转速、电机转矩放大系数G的对比分析筛选出较优的构型。     

基于UG与ADAMS的汽车差速器联合仿真方法研究

基于UG和ADAMS仿真软件对汽车差速器模型进行联合仿真.建立了差速器的优化设计数学模型,通过优化设计软件得到了优化后的齿轮建模参数;根据优化参数在UG中对差速器齿轮进行建模、装配,探讨了在UG/Motion中如何建立仿真模型,并传递到ADAMS中进行仿真分析的方法.将Hertz接触理论嵌入联合仿真模型,在差速器齿轮之...     

新型限滑差速器及空间凸轮结构的优化

针对现有轮式车辆中限滑差速器存在的问题,提出了一种新型限滑差速器总成结构．首先根据凸轮机构从动件数学模型及运动规律,利用共轭曲面包络原理及微分几何理论,推导出新型限滑差速器关键元件空间凸轮机构的工作廓面方程及在接触点处的诱导法曲率方程,然后以接触点处的诱导法曲率最小化,作为新型限滑差速器空间凸轮结构优化设计目标．结果表明,诱导法曲率随从动件半径和运动周期增大而减小,有利于减小曲面间的接触应力;但由于从动件参考工作区域变小,局部磨损加剧,使新型限滑差速器机构工作寿命缩短．     

基于差速器的运动学分析

本文首先对差速器的差速原理的运动学方程进行了推导,为了验证推导差速器差速原理的运动学方程的正确性,本文建立了差速器的运动学仿真模型,并且在连续变化和阶跃负载激励的作用下分别验证了差速器差速原理的正确性,取得了较为理想的效果,为差速器的运动学仿真提供了一种较为新颖的仿真方法。     

非对称双圆弧齿轮加工刀具设计

从对称齿形齿轮加工刀具的设计原理出发,根据齿轮的啮合原理和齿轮展成原理,提出了非对称双圆弧齿轮加工刀具的设计方法.根据相应的计算公式,对双圆弧齿轮滚刀基本蜗杆齿面方程、滚刀前刀面齿形设计进行了实例计算.对滚刀的结构进行了详细的设计,给出了加工滚刀的技术要求,并试制出了滚刀样品,加工出齿轮,且用在大排量齿轮泵上验证压力增高,流量平稳噪音小,性能优越.     

基于联合仿真技术的差速器齿轮机构动力学分析

以某轿车差速器为研究对象,利用UG NX/Motion建立齿轮机构刚体虚拟样机模型,并导入到动力学分析软件MSC-Adams中。结合该轿车差速器的具体工作情况,选取符合差速器传动的碰撞接触参数、约束和负载进行仿真分析,得到齿轮机构在具体工况下转速与受力的变化曲线,根据变化曲线能更深层次地分析差速器的工作原理,从而缩短产品的研发周期,降低研发成本。     

共轭齿面鼓形齿联轴器诱导法曲率和相对滑动系数分析

根据齿轮啮合原理，建立了共轭齿面鼓形齿联轴器的内、外齿轮齿面方程，进而导出了诱导法率和相对滑动系数的表达式，得出“共轭齿面鼓形齿联轴器内、外齿轮齿面无曲率干涉”的结论。     

克林贝格摆线锥齿轮建模及模态分析

根据克林贝格摆线锥齿轮的加工方法和铣齿原理,建立刀盘、摇台和轮坯相对位置和运动关系的坐标系,推导摆线锥齿轮的切齿方程,结合齿轮啮合方程及齿轮齿面旋转投影得到在平面内相关齿面上点的关系,运用数值分析法得到齿面离散点坐标,运用NURBS进行曲面逼近得到曲齿面,封闭生成单个实体轮齿,建立摆线锥齿轮三维模型.应用有限元分析方法,进行摆线锥齿轮自由模态分析,得到大齿轮和小齿轮的低阶固有频率及主振型,计算各个齿轮的临界转速.分析计算结果为齿轮结构设计及优化提供了一定的参考依据.     

谐波转矩对高速列车齿轮箱体与牵引电机振动特性的影响

为研究机电耦合作用下齿轮箱体和牵引电机的振动幅值、频谱分布及其随高速列车行驶速度的变化趋势, 分析了三相逆变器输出电压谐波频率分布与牵引电机谐波转矩, 建立了传动系统扭振模型; 基于直接转矩控制理论与车辆系统动力学理论, 搭建了牵引电机控制模型和高速列车多体动力学模型; 通过Simulink和SIMPACK联合仿真平台对比了恒力矩输入与含有谐波转矩的力矩输入模型, 分析了不同速度下牵引电机谐波转矩对高速列车齿轮箱体和牵引电机振动特性的影响。分析结果表明: 当高速列车以250 km·h-1的速度匀速运行时, 齿轮箱体大齿轮上方纵向振动、小齿轮上方纵向与垂向振动受牵引电机谐波转矩影响显著, 在700 Hz主频处振动加速度幅值显著增大, 该频率恰为牵引电机输出转矩基波频率的6倍; 在谐波转矩的影响下, 牵引电机在52 Hz主频处横向振动加速度幅值增加52.78%, 在49 Hz主频处垂向振动加速度幅值增加18.95%;随着高速列车速度的增加, 齿轮箱体纵向与牵引电机各向振动加速度逐渐增加, 牵引电机谐波转矩对齿轮箱体纵向振动加速度均方根的影响逐渐减小, 在6倍基波频率处, 齿轮箱体小齿轮上方和牵引电机纵向与垂向振动加速度均先增大后减小, 在速度为250 km·h-1时达到极大值, 且齿轮箱体和牵引电机的垂向振动受6倍基波频率谐波转矩的影响比纵向振动更为明显, 而其横向振动特性几乎不受谐波转矩的影响。      

高速动车组弧齿锥齿轮齿面疲劳点蚀失效分析

为解决高速动车组弧齿锥齿轮齿面疲劳点蚀故障,统计了点蚀故障发生的位置,并对点蚀断口进行了宏观、微观分析.在此基础上,基于动车组实际运行工况编制齿轮载荷谱,按ISO 10300-2-2001标准分析了齿面接触应力,利用试验台进行多工况加载试验,获得了接触面积的变化规律和趋势;确定了等效载荷扭矩下,接触区域当量圆柱齿轮与齿宽中点法线当量圆柱齿轮的赫兹接触线长度和分度圆直径,并分析了齿面接触应力与接触面积间变化规律.研究结果表明:在变载荷运行工况下,从动齿轮锥齿小端凹面为常接触区域;在等效扭矩载荷下,实际接触区域偏离齿宽中心线,当量接触线长度和分度圆直径小于理论计算值时,实际接触应力（972.23 MPa）大于理论接触应力（777.26 MPa）,将等效扭矩载荷下齿轮凹面接触区域调整到齿宽的中部是解决齿轮点蚀故障的有效措施.      

高速列车齿轮箱应力响应与疲劳损伤评估

进行了高速列车线路试验, 研究了GPS信号与齿轮箱结构的受力特点, 获取了扭矩载荷和振动载荷作用下齿轮箱的应力时间历程曲线, 分析了在扭矩载荷、振动载荷作用下齿轮箱的应力响应特性, 并编制了应力谱, 利用疲劳损伤影响参数来反映扭矩载荷和振动载荷对齿轮箱疲劳损伤的影响程度。研究结果表明: 在扭矩载荷作用下, 列车牵引与制动的交替变化会使齿轮箱产生较大的应力响应, 最大应力幅值为25.80MPa; 在制动工况下, 齿轮箱应力呈阶梯形变化; 列车低速运行时齿轮箱吊杆座端部的高应力幅值频次大于高速阶段, 结构疲劳损伤影响参数由0.20减小到0.08, 减小了60.0%。在振动载荷作用下, 列车运行速度由350km·h-1减小到200km·h-1时, 齿轮箱吊杆座端部的应力响应强度由2.08MPa减小到0.97MPa, 降低了53.4%;在同一速度等级下, 列车头部齿轮箱的应力幅值低于列车尾部; 列车由牵引状态转变为惰性运行时, 齿轮箱的应力响应强度由3.4MPa减小到1.0MPa, 降低了70.6%;列车由低速运行转为高速运行时, 齿轮箱端部疲劳损伤影响参数由0.009增大到0.260, 增大了27.9倍。      

一种微型车用半轴全浮支承式动力储备驱动后桥

国产微型汽车只带有3个前进挡和1个倒挡的变速器,因此在差速器驱动桥上增设了一个具有2个前进挡和1个直接挡的“动力储备变速箱”,使微车拥有6个前进挡,实现了微车驱动轮的输出转矩和速度的变化范围扩大,提高了整车的动力性和经济性.     

大功率履带推土机的差速转向技术

应用运动学分析的方法对大功率履带推土机差速转向机构的工作原理及使用特点进行了讨论与分析。由此导出转向液压马达的旋转方向决定了推土机转向的方向,转向液压马达的旋转速度决定了推土机转向半径的大小,同时说明了差速转向机构具备转向轻便、转弯半径小、不需维护与调整的优点。结果表明差速转向技术比传统的转向离合器-制动器式转向技术具有较大的优越性。     

空压机转子的动力特性及其叶片根部强度分析

对某空压机转子在高速转动时齿根的强度进行了详细分析,考虑了单齿接触的情况,得到各种情况下齿根的应力分布和接触面上的压力分布.同时还对高速转动时空压机转子叶片的振动特性进行了分析.结果表明叶片根部不同部位接触时最大等效应力的分布不同,但空压机转子的振动均没出现异常情况.     

Simulation and analysis of vehicle stability based on ADAMS/CAR differential brake

To improve the braking safety of automobiles, the author studied the effect of differential brake on the stabilities. To analyze the mechanical characteristics of differential brake, automotive subsystem models were built by applying ADAMS/CAR, and automotive mechanics simulation model was built by setting the main subsystems such as body, engine and brake. The simulation model studied the distribution mode of three kinds of differential brake, and beeline braking stability and turning braking stability were simulated. It shows that differential brake can amend turning shortage of automobile brake and improve its braking stability, but the effect of automobile mass on its braking stability is great. So the distribution mode of braking force and the effect of mass change should be considered while differential brake is applied.     

Research on stepless transmission utilizing noncircular gears

In view of the lack of systemic analysis for stepless transmission using noncircular gears, two basic noncircular gear units, an addition unit adopting differential mechanism and a multiplication unit applying a fixed gear train, are proposed. Then, the design methods of the noncircular gear pair of each unit, transmission ratio relationship, rotation angle relationship and key parameters with specific physical meanings are studied. The adjusting properties, composing strategy and varying range of transmission ratio etc. are investigated in detail for each unit. Following this, several examples of using a noncircular gear pair in the units and their manipulation technique are introduced.     

Computer modeling and validations of steel gear heat treatment processes using commercial software DANTE

The heat treatment process of a gear made of AISI 9310 carburized steel is modeled using the commercial heat treatment simulation software DANTE. Both carburization and quenching processes affect the residual stress distribution and distortion of heat-treated parts, which are important to service quality and fatigue life. DANTE/VCARB is used to design the boost/diffuse schedule of a vacuum carburization process. Oil quenching is modeled following the vacuum carburization process. Thermal gradient and phase transformation are two main sources of distortion and residual stresses in quenched parts. The relation of the carbon distribution, thermal gradient, and phase transformations during quenching is studied through the gear modeling example. Because of geometry, the residual stress distribution after quenching is non-uniform along the gear surface. In general, the root fillet has higher residual compression than either the root or tooth face locations after traditional oil quenching of carburized gears. The predicted residual stresses from the oil quenching model are imported into a single tooth fatigue bending model. The gear stresses under bending load indicate the possible cracking locations during the bending fatigue test. The importance of heat treatment residual stresses during gear design is pointed out, and it is commonly ignored in the gear design and manufacturing industry.