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基于精确齿面建模的弧齿锥齿轮有限元分析

基于精确齿面建模的弧齿锥齿轮有限元分析

作者：江玉刚浙江大学

学位级别：硕士

弧齿锥齿轮由于承载能力大,重合度大,平稳传递载荷,在高速传动时明显地减少噪声和振动,可以获得很大的传动比,对安装误差敏感性小,因而得到非常广泛的应用。本文以某发射装置末级传动系统中的弧齿锥齿轮为研究对象,运用MATLAB、VB、Soli... 详细信息

弧齿锥齿轮由于承载能力大,重合度大,平稳传递载荷,在高速传动时明显地减少噪声和振动,可以获得很大的传动比,对安装误差敏感性小,因而得到非常广泛的应用。本文以某发射装置末级传动系统中的弧齿锥齿轮为研究对象,运用MATLAB、VB、SolidWorks和ANSYS等工具,对其接触问题进行了研究。本文主要研究内容如下：1.基于齿轮啮合原理和局部共轭原理,按照平顶产形轮加工原理及加工过程中之间的相对位置关系,建立了刀具坐标系、机床坐标系、工件坐标系等坐标系,详细地推导了各坐标系之间的矩阵转换,通过产形面和齿面啮合方程分别确定了大轮和小轮的齿面方程。分析比较了曲面不同参数的选择,确定了合适的参数来表示齿面方程,以方便其在MATLAB中实现,为后续建立弧齿锥齿轮模型奠定了基础。2.根据推导的齿面方程,运用MATLAB编程计算出齿面上的数据点,导入SolidWorks,基于SolidWorks API技术,利用VB编程创建轮齿曲面,运用曲面裁剪、缝合等操作,创建一个轮齿,最后阵列切除形成完整齿轮,建立了大小轮的精确三维模型,按啮合关系装配,为后面有限元分析提供基础。利用VB编程检验插值曲面,以保证齿面误差符合有限元分析的要求。3.结合建立的弧齿锥齿轮精确模型,在ANSYS软件中建立了弧齿锥齿轮的有限元模型,试划分网格得到理想的网格密度,试验验证取得合理的FKN值,分析了弧齿锥齿轮在同一啮合位置下不同载荷下的接触情况,得出了不同载荷作用下的接触区变化关系曲线,分析了大小轮的齿根应力,得到了接触应力和主应力沿齿向分布曲线。特别是首次得到了输入力矩与小弧齿锥齿轮扭转角之间的函数关系,这一结论可用于精确控制某发射装置。分析了一个啮合周期内的弧齿锥齿轮的啮合状况。4.针对弧齿锥齿轮在加工和安装过程中存在的三种误差,分别分析了齿圈轴向位移偏差ΔfAM、轴间距偏差ΔfA、轴交角偏差ΔE∑三种安装误差对弧齿锥齿轮传动过程中的接触状态、应力应变的变化情况的影响。

关键词：弧齿锥齿轮建模有限元接触分析 ANSYS 扭转角

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蜗杆传动机构加速与制动时的转矩

机械传动 2011年第1期35卷 48-51页

作者：李立新江玉刚浙江大学机械设计研究所浙江杭州310027

蜗杆传动机构作为一种结构紧凑的减速机构在大速比场合应用广泛。但一般计算转矩时通常只考虑蜗轮蜗杆匀速传动的场合,而不适用于加速与制动时的情形。特别是在以惯性载荷为主的伺服系统中,其加、减速时的转矩不同于常规稳态转矩。文中... 详细信息

蜗杆传动机构作为一种结构紧凑的减速机构在大速比场合应用广泛。但一般计算转矩时通常只考虑蜗轮蜗杆匀速传动的场合,而不适用于加速与制动时的情形。特别是在以惯性载荷为主的伺服系统中,其加、减速时的转矩不同于常规稳态转矩。文中首次采用由理论转矩计算出的实际转矩可以精确地控制系统,尤其是在蜗杆传动机构用于伺服系统加、减速时,性能良好。

关键词：蜗杆传动机构加速与制动转矩

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配重位置对全动舵面颤振抑制效果研究

应用力学学报 2016年第2期33卷 268-272,372页

作者：史晓鸣梅睿张晓宏穆希鹏江玉刚上海机电工程研究所上海201109

为了研究配重位置对舵面颤振特性的影响,用有限元方法分析了舵面模态,用当地流活塞理论计算非定常气动力,应用Lagrange方程,建立基于模态坐标的颤振运动方程。研究表明:不同位置配重导致不同的颤振边界,放置于前缘与尖弦交点对提高临界... 详细信息

为了研究配重位置对舵面颤振特性的影响,用有限元方法分析了舵面模态,用当地流活塞理论计算非定常气动力,应用Lagrange方程,建立基于模态坐标的颤振运动方程。研究表明:不同位置配重导致不同的颤振边界,放置于前缘与尖弦交点对提高临界动压效果最为明显;在工程设计中,不能简单的以质心前移或者增大扭转-弯曲频率比来指导全动舵面的颤振抑制设计,在前缘与根弦交点附近处加配重使得质心前移,甚至会使临界动压下降;配重通过削弱振型的耦合程度来抑制颤振,配重位置应尽量取在前缘与尖弦交点附近,使得弯、扭振型耦合程度削弱。

关键词：颤振抑制配重舵面振型当地流活塞理论

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动能共轭组合凸轮机构及其应用

机械科学与技术 2011年第4期30卷 648-651页

作者：李立新江玉刚李小虎浙江大学机械设计研究所杭州310027

当从动件的质量、速度和加速度都比较大,以至于克服惯性所需的峰值功率成为决定凸轮机构原动机功率指标的主要因素时,考虑到惯性功率具有正负交替周期变化的性质,提出了一种新的凸轮机构,即动能共轭组合凸轮机构。该机构由两片固结的凸... 详细信息

当从动件的质量、速度和加速度都比较大,以至于克服惯性所需的峰值功率成为决定凸轮机构原动机功率指标的主要因素时,考虑到惯性功率具有正负交替周期变化的性质,提出了一种新的凸轮机构,即动能共轭组合凸轮机构。该机构由两片固结的凸轮和两个独立的从动件组成,当凸轮匀速转动时,两个从动件的动能之和为定值,使惯性功率之和保持为零,从而显著降低凸轮机构原动机的功率指标,提高了凸轮转速的平稳性。讨论了该机构不产生刚性和柔性冲击的条件,并给出了应用实例。

关键词：动能共轭组合凸轮机构惯性功率冲击

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基于多屏平动扫描的体积显示

光电工程 2010年第9期37卷 86-90,97页

作者：李立新沈海锋江玉刚李小虎浙江大学机械设计研究所杭州310027

针对基于往复平移扫描的体积显示方式中存在的动态调焦、放大率校正和振动噪声问题,提出一种基于多个成像屏平动扫描的体积显示方法。该方法包括多个作圆周平动的成像屏和反光镜,使得从静止投影仪到运动成像屏之间的光程保持不变,从而... 详细信息

针对基于往复平移扫描的体积显示方式中存在的动态调焦、放大率校正和振动噪声问题,提出一种基于多个成像屏平动扫描的体积显示方法。该方法包括多个作圆周平动的成像屏和反光镜,使得从静止投影仪到运动成像屏之间的光程保持不变,从而在成像空间中形成一个大小不变且清晰的二维图像序列,避开了动态调焦和放大率校正问题;借助视觉暂留效应,此二维图像序列被感知为一个具有物理景深的三维图像,该三维图像没有物理死区且允许大小一致的体素均匀分布其间。由于各运动部件均匀分布在相应的圆周上并作匀速运动,各惯性力自动平衡,从而解决了振动噪声问题。制作原理样机并试验验证了该方法的可行性。

关键词：体积显示多屏平动光程不变振动噪声往复扫描

基于精确齿面建模的ZA蜗杆蜗轮有限元接触分析

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工程设计学报 2011年第1期18卷 38-42,66页

作者：李立新江玉刚曹谊勃浙江大学机械设计研究所浙江杭州310027

为了研究不同情况下蜗杆蜗轮间的接触应力和蜗杆扭转角与驱动力矩之间的关系,根据齿面方程建立具有精确齿面的ZA蜗杆蜗轮实体模型,利用ANSYS对此模型在同一载荷不同啮合位置和同一啮合位置不同载荷条件下进行有限元接触分析,研究在一个... 详细信息

为了研究不同情况下蜗杆蜗轮间的接触应力和蜗杆扭转角与驱动力矩之间的关系,根据齿面方程建立具有精确齿面的ZA蜗杆蜗轮实体模型,利用ANSYS对此模型在同一载荷不同啮合位置和同一啮合位置不同载荷条件下进行有限元接触分析,研究在一个轮齿啮合周期内,各啮合齿对的接触应力分布和载荷在不同齿对上的分配情况.分析结果表明:理论接触应力计算公式给出的结果远小于实际的最大接触应力,同时得到由接触齿对弹性变形引起的蜗杆扭转角与驱动力矩之间的幂函数关系,可以用于蜗轮转角的精确控制.

关键词： ZA蜗杆有限元分析接触应力力矩扭转角

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高分辨率多屏平动体积显示系统

光电工程 2012年第1期39卷 125-130页

作者：李立新夏孙城沈海锋江玉刚浙江大学机械设计研究所杭州310027

描述了一种基于多屏平动扫描的高分辨率体积显示系统及其原理样机。通过DMD向多个圆周平动的成像屏投射二维图像序列,借助人眼视觉暂留效应,此动态刷新的二维图像序列被感知为一个具有物理景深的三维图像。其光学投影模块保证了投影仪... 详细信息

描述了一种基于多屏平动扫描的高分辨率体积显示系统及其原理样机。通过DMD向多个圆周平动的成像屏投射二维图像序列,借助人眼视觉暂留效应,此动态刷新的二维图像序列被感知为一个具有物理景深的三维图像。其光学投影模块保证了投影仪与成像屏之间的光程不变,从而构建了清晰稳定的成像空间;采用FPGA设计高速数据通道,带宽达到了18.75 Gbps,使得每个三维体积帧包含512个二维图像切片,总体素超过4亿,刷新频率达到12 Hz。成功研制了原理样机,达到了预期的三维显示效果。

关键词：体积显示体素高分辨率 DMD FPGA

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整体式整流罩高速分离流固耦合仿真

战术导弹技术 2018年第3期 30-37页

作者：刘广江玉刚任智毅曾清香上海机电工程研究所上海201109

低空大动压条件下,为了确保整体式整流罩与飞行器之间的安全分离,提出运用多体动力学与气动载荷耦合建模与仿真技术来对整体式整流罩分离过程进行研究。建立了整流罩分离系统多体-气动耦合动力学模型。多体动力学模型根据拓扑结构采用... 详细信息

低空大动压条件下,为了确保整体式整流罩与飞行器之间的安全分离,提出运用多体动力学与气动载荷耦合建模与仿真技术来对整体式整流罩分离过程进行研究。建立了整流罩分离系统多体-气动耦合动力学模型。多体动力学模型根据拓扑结构采用第一类Lagrange方程构建,气动载荷模型根据气动数据包采用双线性插值方法通过S函数构建,基于Simulink构建了整流罩分离流固耦合动力学模型。通过联合仿真研究了典型工况条件下整流罩分离的动态特性,研究结果表明:负攻角条件下整流罩分离过程中会与飞行器头部发生干涉,其它工况条件下整流罩分离是安全的,研究结果对整流罩分离安全性设计具有重要的工程价值。

关键词：整流罩分离大动压耦合建模

中医序贯疗法联合丙酸氟替卡松鼻喷雾剂治疗慢性鼻窦炎的疗效探讨

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山西医药杂志 2021年第19期50卷 2819-2821页

作者：佘秀梅江玉刚陕西省榆林市中医医院耳鼻喉科 719000 西安工会医院耳鼻喉科

慢性鼻窦炎在临床中比较常见,该疾病主要指的是发生在患侧鼻窦黏膜的慢性炎症疾病。手术以及药物为治疗慢性鼻窦炎的主要方法。中医指出,人体的鼻部为阳中之阳,属机体血脉所经之处,又在清阳交会位置,因而鼻和身体各个脏腑经络有着极为... 详细信息

慢性鼻窦炎在临床中比较常见,该疾病主要指的是发生在患侧鼻窦黏膜的慢性炎症疾病。手术以及药物为治疗慢性鼻窦炎的主要方法。中医指出,人体的鼻部为阳中之阳,属机体血脉所经之处,又在清阳交会位置,因而鼻和身体各个脏腑经络有着极为密切的关联性。有研究证实[1],血清内炎症因子水平上升,会导致B细胞合成量增加。这种情况会在慢性鼻窦炎疾病发生以及发展过程中针对于免疫细胞产生催化作用。

关键词：慢性鼻窦炎脏腑经络慢性炎症疾病阳中之阳中医序贯疗法清阳炎症因子水平免疫细胞