为了减小链传动过程中的啮入冲击、振动和噪声,设计了一种新型滚子链机构.模拟链轮与链条的相对运动过程,把滚子作为假想刀具,利用AutoCAD的二次开发工具ObjectARX进行编程,由滚子的运动轨迹包络出链轮的齿形.建立了采用新型链轮的滚子链传动系统的动力学模型,可以精确地模拟滚子链系统的工作过程.对标准滚子链传动系统和新型滚子链传动系统的啮合仿真分析表明,采用新型链轮可以提高链条的承载能力,改善链条的受力情况,减小链传动过程中的啮入冲击.

针对高温高压大排量下先导式蒸汽疏水阀内流体作用下阀芯组件振动强烈的问题,运用顺序耦合法研究了流固耦合和弹簧力预应力作用下先导式疏水阀阀芯组件动力学特性.建立静态与预应力条件的阀芯组件动力学方程,采用ANSYS/Workbench有限元软件,计算阀芯组件的频率和振型;探讨了不同细长比、不同约束方式对阀芯组件模态的影响趋势.结果表明在预应力作用下,阀芯组件频率与振型的变化不大;阀芯直径越大,其模态频率越大;采用一端固定一端自由约束时其频率最小,两端固定约束时频率最大.

设计一种由机载作业控制终端、DGPS、变量施肥控制器、电液比例阀及液压马达系统、地速信号采集单元和辅助平行作业导航单元等组成的变量施肥作业系统.设计基于PC104 CPU模块的机载作业控制终端并开发了基于处方图的变量作业控制和辅助导航软件.采用TI 2407型DSP开发变量施肥控制器,实现对阀控液压马达系统转速的闭环增量式PID控制算法.通过田间试验分析了系统的作业性能,结果表明75 kg/hm2和225 kg/hm2两个常量施肥试验的施肥变异系数分别为16.83%和8.08%,与目标施肥量相比,平均施肥误差分别为2.98%和1.05%;0到375 kg/hm2的变量施肥试验表明,系统施肥位置滞后约为3.57 m,施肥变化延迟时间约为1.84 s.

为了提高磁流变装置的力矩传递范围和稳定性,研究了具有多层动、静转子的磁流变液力矩传递装置.该装置实际上增加了剪切力的实际面积,在剪切力不变的情况下,使得输出力矩增大,在输出力矩一定的情况下,通过增加层数,使得单位面积上的载荷变小,从而保证了转子从动盘不会受力过大而发生变形甚至破坏.在深入研究磁流变液流变机理及流变特性的基础上,建立了磁流变液力矩传递装置的力矩传递模型.通过三维建模和ANSYS有限元仿真对该装置进行性能分析和结构优化设计,从而确保理论上的可行性.通过搭建的试验平台对所研制的样机进行了力矩传递性能测试.结果表明:与单层磁流变液力矩传递装置相比,该装置传递的可控力矩可成倍地增加.

根据静液式减速带振动能量回收装置的能量收集需求,提出了一种基于液压缸的换能器.对换能器液压缸的非线性刚度特性进行了分析,并得到换能器液压缸等效刚度与活塞位置之间的变化曲线.针对动态特性影响下的换能器的振动问题,建立了一种液压缸非线性刚度约束下的换能器振动模型,并采用平均法求得系统的幅频响应,分析了换能器液压缸非线性刚度、液压缸无杆腔活塞初始位移、换能器系统所受到的外激励幅值对换能器液压缸系统幅频特性的影响.同时,基于李雅普诺夫判别法对换能器系统进行反馈控制研究,分析了控制前后振动速度与位移的关系.结果表明:该反馈控制器是有效的,反馈控制的加入可以减少剧烈振动现象的发生,提高了系统的稳定性.

为提高精锻成形的弧齿锥齿轮齿面的接触性能,根据小轮切齿加工参数和相应的齿面模型,构建与小轮齿面符合设定传动关系的完全共轭大轮齿面.以该齿面为基准面,提出一种二阶ease-off齿面构建方法.根据构建的大轮离散目标齿面,采用离散齿面轮齿接触分析的计算方法,以临界干涉法判断啮合状态,得到离散齿面的啮合印痕和传动误差曲线,所得传动误差与预置传动关系基本吻合.分析了二阶ease-off齿面参数对传动误差曲线及齿面接触区的影响,结果表明ease-off各变量可实现对接触椭圆长度、接触迹线角度、接触区位置的精确控制.

针对单一材料高副构件接触应力大的问题,提出一种弹性模量外高内低的双金属复合高副机构设计思路,以增大构件的接触变形,便于润滑油膜存在,利于减摩.基于赫兹接触理论建立有限元模型,在相同载荷条件下,分析单一材料和双金属复合弹性体的接触压力和接触变形,并进行平行圆柱体接触摩擦试验.结果表明与单一材料高副构件相比,双金属复合弹性体有相对较大的实际接触面积,可以有效降低接触应力.

针对风力发电机变转速工况,采用集中质量参数法建立了变速风电行星齿轮传动系统的动力学模型,通过傅里叶级数将时变啮合刚度转化为啮合频率的函数形式,根据仿真的线性升速曲线,分析了变转速对齿轮副时变啮合刚度的影响,并利用龙格库塔法求得了传动系统中各齿轮的动态响应.在此基础上,对风电齿轮箱试验台升速过程测试信号进行分析,验证了所建变转速风电行星齿轮传动系统动力学模型的有效性.

针对绳驱动存在的弹性易滑动、误差易累积等问题,提出了一种“钢丝绳+齿形带”的广义驱动方式,将电动机加齿轮、减速器代表的传统刚性动力传递转化为柔性传递.计算得出了钢丝绳拉力大小;运用摩擦力补偿法分析钢丝绳与绳外软管之间的摩擦因数,得出钢丝绳摩擦力与负载的关系.将同一根钢丝绳与绳套的组合进行不同弯曲度的试验;改变钢丝绳在软管中的长度,并于末端施加负载;在固定板上安装钢丝绳,测量拉力及摩擦力的大小进而确定钢丝绳型号.应用ADAMS对绳驱动关节的钢丝绳进行仿真分析.结果表明弯曲程度对钢丝绳摩擦力影响可忽略;钢丝绳摩擦力与其长度、负载大小都成正比;仿真验证了理论分析正确性.试验得到绳最大紧边压力为8N,实际摩擦力7.6N;钢丝绳选用304不锈钢,直径定为1.5mm,最大承重25kg.

针对单行星排液压机械复合变速器存在变速范围有限,抗负载能力不强等问题,提出了一种新的混合式液压机械复合变速器（HMCVT）,建立了混合式液压机械复合变速器特性的统一关系式.利用AMESim软件对混合式液压机械变速器进行了仿真.对样机进行了试验,得出了混合式液压机械无级变速器的工作特性曲线,并与输出耦合式复合变速器进行了对比.结果表明：混合式液压机械复合变速器的实际调速特性曲线和理论值一致,液压机械复合变速器具有无级调速功能;混合式液压机械复合变速器速度线性度更好,更容易调节;混合式复合变速器的液压功率分流比在0到1.0之间,不存在功率循环,机械效率较高.