针对某工程机械的实际运行工况和设计参数要求,建立蜗杆传动副优化设计目标函数及工况约束。设计并优化圆柱蜗杆传动副和环面蜗杆传动副,分析2类蜗杆传动副在工作载荷和静态自锁载荷下的齿面接触特性;研制对应2种类型蜗杆副传动样机,搭建传动副样机性能测试试验台,开展传动副的负荷运转试验并对比考察齿面磨损情况。结果表明在相同的设计参数、加载方法和加载载荷下,环面蜗杆副相较于圆柱蜗杆副,同时接触齿对较多,齿面等效应力和等效应变较小,齿面磨损较轻,承载能力更高。

基于传统的滚轮平盘式无级变速器的传动原理,结合锥齿轮的传动特点,提出了一种新型锥齿轮-滚轮平盘式无级变速器;分析了该无级变速器的传动原理和结构特征,建立了滚轮-平盘间的力学传动模型;运用接触力学和摩擦学原理,对锥齿轮-滚轮平盘式无级变速器进行设计分析,运用Ansys进行了瞬态仿真分析。结果表明,该新型锥齿轮-滚轮平盘式无级变速器的承载能力有显著的提升。

摆线轮齿廓修形对于RV减速器的性能具有至关重要的影响。为合理选择修形方法及修形参数,改善摆线轮齿面的受力状态,提出了一种以优化承载能力为目标、基于粒子群优化算法的摆线轮齿廓等距?移距修形方法。以RV-60E减速器为优化实例,对摆线针轮传动部分进行了力学分析;以减少针齿的最大承载能力为目标,建立了摆线轮修形量的数学模型;利用所提优化设计方法求得所需的修形参数及齿廓曲线。通过与等距修形、移距修形及拟合转角修形方法的比较发现,基于粒子群优化算法的摆线轮齿廓修形方法中针齿最大接触力分别减少了15.9%,16.0%和11.8%,提高了RV减速器的承载能力和寿命。

针对关节型机械臂普遍具有负载自重比低的问题,提出了两种提高机械臂承载能力的轨迹规划方法。第一种为轨迹生成法,将运动过程分段,借助正确的动力学模型选取每段运动过程中的关节加速度值,然后,将所有的加速度值进行组合,生成一组力矩平滑的运动轨迹,避免了运动过程中出现过大的关节力矩峰值。第二种为轨迹优化法,预先选取一种标准预定义运动曲线作为运动轨迹,使用遗传算法优化运动曲线的参数,将机械臂的关节力矩峰值降到最低,同样避免了出现过大的关节力矩峰值。经过Adams仿真发现,相比于其他常用的各种轨迹规划方法,这两种方法明显提高了机械臂的承载能力。最后,通过实验,验证了所述方法的正确性与有效性。

分析了交叉滚柱式回转支承主、副滚道滚动体在载荷作用下的最大正压力及间隙对承载能力的影响。给出检修方案,对主、副滚道滚柱互换并作间隙调整,从而恢复了回转支承的承载能力。

钻机钩载静负荷试验是验证钻机主体承载能力、整体结构稳定性及进行重要部位应力监测的主要试验方式。基于钻机钩载静负荷试验的重要性和钻机配套底座结构多样性的特点,确定了底梁式钻机钩载静负荷试验装置的设计方案,重点对承载底梁承受6750 kN载荷的情况进行了校核和有限元分析;计算结果表明,新设计的底梁式钻机钩载静负荷试验装置的整体强度和刚度均满足要求。与原有地锚式钻机钩载静负荷试验装置相比,具有试验载荷更大、操作更方便、兼容性更好、试验台地基建设投入更少的特点。

非公路矿用自卸车(以下简称矿用车)目前广泛应用于水电水利建设、铁矿、有色金属矿、煤矿及水泥石灰岩矿等领域。由于其有装载质量大、承载能力强、整机稳定性好、重载起步能力强及通过性好等优点,近几年得到迅速发展。

采用ANSYS有限元分析软件，对不同材质的法兰顶尖承载能力进行了分析计算，比对了9Cr2Mo和Cr15SiMo两种材质顶尖的最大承重，给出了不同规格顶尖的承载曲线。

综合两端摩擦、配合间隙和自重等因素影响,建立液压缸最大轴向承载力理论计算模型,研究了两端摩擦对轴向承载能力的影响规律,并借助有限元软件ANSYS模拟仿真,最后利用相关试验数据进行验证.结果表明:所建立理论模型计算的最大轴向承载力与试验测试结果误差为13.5%,该理论模型是可信的;随着活塞杆、缸筒长径比减小或摩擦因数增大,液压缸最大轴向承载力增加,但是过大的摩擦因数会改变液压缸两端的连接状态,使其由滑动状态转变为相对固定状态,进而导致轴向承载能力突然增大;随着活塞杆、缸筒长度的减小或活塞杆直径的增大,摩擦对轴向承载能力的影响增强,但缸筒内外径改变时摩擦对承载能力的影响基本不变.研究结果可为液压缸的设计及性能校核提供重要的参考依据.

针对液压支架出厂检测任务繁重的现状，通过改造原有的800t液压支架试验台，实现能达到1200t的承载能力，提高其适应性，解决生产瓶颈，并达到改造的经济性效果。