高速角接触球轴承接触角计算与影响因素分析

以弹性力学理论、滚动轴承动力学和沟道控制理论为基础,计算了高速角接触球轴承内圈外径在离心力作用下的径向位移,给出了计及内圈径向位移、过盈配合量和预紧力影响时,高速角接触球轴承接触角的计算方法.对7012/CD轴承的计算结果表明:当轴承转速较高时,受内圈径向位移的影响,随转速的继续增加内接触角不升反降,外接触角的减小也趋缓;轴向预紧力对轴承接触角随转速的变化有抑制作用;过盈配合量对接触角随转速的变化没有影响.     

高速滚珠轴承动态特性求解的沟道控制理论修

从滚珠轴承高速运转时滚动体(钢球)与内、外沟道接触存在旋滚比出发,分析了高速滚珠轴承动态方程组沟道控制理论的不足.在根据滚动体所受内外圈摩擦力与陀螺力矩相平衡的关系得出的内外沟道控制参数表达式中,引入滚动体与沟道之间摩擦因数的半经验公式.为避免沟道控制理论的不足,滚动体姿态角的计算采用了按照达朗伯原理推导的计算公式,取代了由沟道控制理论得出的姿态角.使得摩擦因数和姿态角的计算同时耦合了滚动体法向载荷的影响而最终成为与方程组同时迭代的变量,并给出了迭代算法,实现了两者的精确表达和精确计算.最后通过算例比较了两种方法的区别,说明了本文方法的计算结果更加精确,适合于现代轴承分析与设计的精确化要求.     

角接触球轴承动力学建模与实验

针对轴承装配体结构振动的问题,采用矩阵变换方法分析了双列角接触球轴承接触变形的几何关系,使得分析过程更加简洁和精确,并以此为依据,结合赫兹接触理论和拉格朗日分析力学原理建立了轴承装配体结构5自由度动力学模型;讨论了预紧力、接触角、滚动体位置等对系统固有频率的影响;研制了轴承装配体结构动力学参数测试实验台,实验结果表明,该动力学模型能够较准确地预测结构动态参数,误差在15%以内,满足工程计算的需要。     

低扬程泵装置起动虹吸驼峰压力分析

分析了低扬程泵装置流道内空气的动力学特性、管道内的非恒定流以及水泵的动力性能，结合实测的泵机组起动转速变化规律，提出了起动过渡过程中虹吸驼峰压力变化近似计算的数学模型，动态参数数值计算则通过构建数学模型的有限差分，组成非线性方程组，利用牛顿一莱福森法(Newton—Raphson)对泵流量、扬程、驼峰压力和下降段排出流量迭代求解。     

混凝土坝接触面的数值模拟研究

针对混凝土坝的接触问题,建立了三维摩擦接触非线性动接触模型。根据接触面上的非线性特点,把力系分为外荷载和接触面上的接触力,通过假设接触状态,把接触力作为迭代变量,求解满足接触条件和动平衡条件的接触力。首先给出了接触面单元的应力计算公式,推导了非线性动力接触方程,详细说明求解的步骤和迭代的过程。通过例子验证该模型能够模拟混凝土坝接触面的张开、闭合和滑移,实例分析表明,采用该模型有稳定的收敛性和足够精度。     

角接触球轴承的特性及配置方式

角接触球轴承作为水泵的关键零件之一,除自身的制造精度外,其装配方法的正确与否,直接影响到水泵机组的安全运行,文章主要介绍角接触球轴承的特性以及成对安装时的配置方式。     

向心球轴承载荷分布分析及寿命计算

考虑轴承接触角的变化,推导了向心球轴承在承受径向、轴向以及弯矩载荷作用下的力学平衡方程.基于拟静力学法建立了向心球轴承的载荷分布分析模型.在MATLAB中基于Newton-Raphson迭代法编制数值求解程序,并以此为基础研究了不同载荷参数对向心球轴承的整体载荷分布以及轴承疲劳寿命的影响.     

电主轴系统有限元分析

基于Hertz接触理论,建立轴承5自由度非线性力学平衡方程,迭代求解角接触球轴承的整体支承等效刚度参数。基于有限元分析理论,建立5自由度轴承结合部力学参数的电主轴系统静力学仿真模型;在外部激励作用下,对电主轴系统进行静力学分析,得到模型在力系作用平衡下的应力应变结果,探讨过盈量对电主轴系统应力应变的影响。对电主轴系统进行预应力模态分析,结果表明,当刀柄锥面结合面在过盈量为12~16μm时,刀柄锥面结合面最小接触压强均大于0,能有效保证刀柄与电主轴锥面结合面的高接触率。电主轴系统工作时应避开538.07 Hz附近的频率。     

摄像机参数的三线性插值误差补偿标定方法

提出了一种摄像机标定方法并应用于某轿车翼子板的非接触检测.该方法通过虚拟靶标构建空间点阵,应用SUNSAN算子准确提取角点坐标,并代入摄像机模型,逆向求解空间点的坐标及与真实坐标的误差值,以此误差作为判断依据,通过迭代更新求解摄像机参数,直到平均误差小于某一预定值,然后基于空间三线性插值算法进行误差补偿,从而求解待测点的误差.实验证明此方法计算迅速、稳定、准确,检测精度达到亚像素级.     

旋耕机双列深沟球轴承接触特性研究

轴承是旋耕机传动系统中的重要部件,其接触特性对于旋耕机轴承的承载能力、传动精度、可靠性等具有显著影响。为此,基于ANSYS/LS-DYNA显示动力学分析方法对SKF-4201ATN9型旋耕机双列深沟球轴承的应力、位移、速度等接触特性进行分析,并研究不同转速及载荷对轴承接触性能的影响规律。研究结果表明:滚动体速度、应力呈波峰波谷形式变化,最大应力出现在滚动体与内、外圈接触时;随着单元与内、外圈接触点之间的距离增大,应力大小显著减小;内圈转速对轴承位移、速度、应力变化频率影响明显,对应力值影响轻微;随着径向载荷增大,滚动体应力增大,仿真分析结果与理论结果基本吻合,为后续旋耕机双列深沟球轴承接触及动态特性分析提供了一定的参考。     

组合式非圆齿轮行星轮系取苗机构动力学分析与试验

针对组合式不完全偏心圆-非圆齿轮行星轮系旋转式取苗机构,应用动态静力分析法和动力学方程组序列求解法,建立机构动力学模型,开发出机构动力学分析软件求解模型,计算得到机构链条受力、各齿轮旋转中心和啮合点受力、支座反力的变化规律;建立了机构虚拟样机,加工出机构物理样机,开展机构动力学仿真分析和台架试验,得到两种情况下机构转速为60r/min时支座反力与行星架转角之间的关系,取苗机构理论分析、仿真分析和台架试验所得到的支座反力变化规律基本一致,验证了取苗机构动力学模型的可靠性和动力学分析的正确性;与原取苗机构比较,本文取苗机构样机y方向支座反力的最大幅值和方差分别从155N和1171N2减小为77N和553N2,降低了50.3%和52.7%,表明提出的取苗机构具有比原机构更优的动力学性能。     

一种钠冷快堆核主泵动静压导轴承间隙流体动力特性分析

针对钠冷快堆核主泵在实际运行过程中存在轴颈磨损和泄露问题,提出了一种通过设置螺旋槽来改善轴承间隙流体动力特性的方法.基于CFD数值模拟,对比了轴瓦螺旋槽轴承和主轴螺旋槽轴承性能优劣,发现主轴螺旋槽轴承效果更好.据此,探讨了螺旋槽结构参数对轴承间隙流体动力特性的影响,提出了初步优化的轴承结构.结果表明:影响支反力和偏位角的主因素是螺旋槽螺旋角,随着螺旋角的增大支反力增大、偏位角减小;影响泄漏量的主因素是螺旋槽螺旋角和槽台宽比,随着螺旋角和槽台宽比的增大泄漏量增大;头数对轴承性能参数影响不具有统计学意义.当螺旋槽结构参数设计为头数12,螺旋角42°,槽台宽比2时,导轴承具有最优的综合性能.研究成果对轴承结构设计有一定的指导意义.     

全膜双垄沟覆膜土壤离散元接触参数仿真标定

为进一步提升基于离散元法对全膜双垄沟机械化覆土作业过程研究的准确性,结合EDEM软件进行覆膜土壤摩擦角(土壤休止角及其与钢滑动摩擦角)离散元仿真试验。通过三因素三水平正交组合试验,得出各接触参数对土壤休止角、土壤与钢滑动摩擦角的影响显著性顺序。分别建立了各关键接触参数与土壤休止角、土壤与钢滑动摩擦角的二次多项式回归模型,以自制试验装置测定结果作为优化的目标值,获得全膜双垄沟覆膜土壤离散元最优接触参数组合为:土壤与土壤静摩擦因数0. 68、土壤与土壤滚动摩擦因数0. 27、土壤与土壤恢复系数0. 21、土壤与钢静摩擦因数0. 31、土壤与钢滚动摩擦因数0. 13和土壤与钢恢复系数0. 54。为验证所标定全膜双垄沟覆膜土壤接触参数的可靠性,对模拟仿真与实际试验的土壤休止角、土壤与钢滑动摩擦角进行了对比分析,两者相对误差分别为2. 6%和3. 1%;同时应用离散元法进行全膜双垄沟覆土装置在覆膜土壤颗粒最优标定参数组合设置下的种床覆土过程仿真模拟,通过与实际作业效果对比,仿真结果与田间试验工况基本一致,验证了仿真试验与建立回归模型的有效性。     

轴向柱塞泵滑靴油膜形状的遗传算法数值分析

油膜形状对滑靴的润滑特性影响很大.为了准确获取滑靴的润滑特性,需要精确地求出滑靴的油膜形状.考虑了滑靴工作过程中的倾覆现象,采用非均匀间隙对滑靴的油膜形状进行了描述,建立了滑靴的润滑控制方程,采用高斯-塞德尔超松弛迭代方法进行求解,得到滑靴流场的压力分布.考虑到压力分布与油膜形状存在对应关系,通过滑靴的受力平衡分析,建立了滑靴稳态油膜形状的数学模型,并将其简化为以法向力平衡、流量守恒为等式约束,以滑靴倾角以及滑靴倾斜方位角为不等式约束,滑靴力矩平衡为目标的两参数单目标优化问题.采用小生境遗传算法对不同转速下滑靴的稳态油膜形状进行了数值求解.实例分析表明,该方法具有较好的数值稳定性,可以以较快的速度以及较高的精度收敛于模型的最优解,准确获取稳态下滑靴油膜的三维形状,从而为滑靴润滑特性的准确计算以及滑靴的设计提供理论依据.     

A Geometrical Analysis of Inclined and Tilted Spherical Plough Discs

An analysis is presented of the effect of disc geometry in relation to its areas of contact with soil at the working depth, treating the disc as a segment of a thin spherical shell. In addition, the effects of the disc angle of tilt, the disc angle of inclination to its direction of motion and the working depth are examined in detail. Shallow and deep disc concavities are considered. A presentation is made of formulae derived for disc critical angle and depth and for bearing and pressure areas of contact with the soil on vertical and horizontal planes. In addition, a study was made of the overlapping of soil working areas when adjacent discs are working in a gang arrangement. The effects of inside and outside sharpening of the circumferential edge of the disc are also examined.For the practical range of tilt angle (15° to 25°) and disc angle (35° to 55°) it is shown that the bearing area of the rear spherical area of discs is zero, so there is no soil contact with the rear surface of the disc. The vertical pressure area is only slightly affected by tilt angle and there is little difference for the two disc concavities. Disc angle and working depth have significant effects on this area. The horizontal presssure area is not affected by disc angle over its practical range. It has larger values for the 81 mm concavity than for the 51 mm concavity and is significantly influenced by tilt angle and working depth. Discs working in a gang, have overlapping of the areas of soil cut for disc angles and spacings (180 to 300 mm) adopted in practice. The area cut by an individual disc is not markedly affected by disc angle. Inside and outside sharpening does not significantly affect the overall findings concerning critical disc parameters. The flat bevelled surface formed by outside sharpening will generally be in contact with soil over the practical range of tilt and disc angles.     

倾斜圆盘勺式精密排种器清种过程分析与试验

以排种器工作过程中种子的受力分析为基础。建立了排种器清种起始角和清种结束角的理论计算公式，分析了倾斜圆盘勺式精密排种器结构参数和工作参数对充种和清种性能的影响。通过试验确定了排种器对3种不同玉米种子的充种和清种极限速度。     

水稻根茬-土壤复合体剪切特性试验

为了降低稻茬地少耕免耕过程中的阻力,提高作业质量,同时为破茬开沟装置提供设计依据,采用自制的剪切试验装置在万能材料试验机上对水稻根茬-土壤复合体进行了剪切试验,对根茬-土壤复合体含水率、土壤容重、根茬-土壤复合体的当量直径、剪切位置、剪切速度、切刃刃角、切刀刃口形状7个因素进行了单因素试验。在单因素试验的基础上选取根茬-土壤复合体含水率、剪切速度、切刃刃角3个因素进行了正交试验。单因素试验结果显示:极限剪切应力与复合体的含水率呈二次多项式函数关系,与土壤容重呈幂函数关系,与根茬-土壤复合体直径呈二次多项式函数关系,与剪切速度呈对数函数关系,剪切位置距离根茬中心越远极限剪应力越小,切刃刃角越小极限剪切应力也越小;在4种形状的刃口切刀中,凹圆弧切刃的极限剪切应力最小。正交试验结果表明:切割速度450 mm/min、含水率25%、切刃刃角15°时,极限剪切应力最小。