为提高内斜齿轮成形磨削精度,研究砂轮廓形对内斜齿轮齿形误差的影响,寻求砂轮廓形的优化方法。首先建立了修形内斜齿轮磨削成形砂轮廓形的数学模型。然后用截圆法得到砂轮与齿面接触点所满足的条件方程组;运用二分逼近算法进行迭代解此方程组,求出砂轮廓形。基于砂轮廓形数学模型,利用坐标变换建立内斜齿轮端面截形数学模型。结合实例,用数值法模拟出所求砂轮的实际磨削齿形,并与理论渐开线齿形进行比较。结果表明,修形内斜齿轮齿形误差较未修形内斜齿轮降低了50%左右。

摆线轮多齿成形磨削为齿轮精加工工艺,一次可完成个齿槽的加工。在高速磨削过程中,齿轮表面会产生瞬间高温,高温可能会造成齿面烧伤,磨削温度场产生的温度梯度会使齿面形成残余应力,使摆线轮齿面金相组织出现变化,影响齿轮的磨削加工精度。通过有限元法模拟摆线轮多齿成形磨削温度场,再采用热力耦合分析方法,得到摆线轮成形磨削温度场和热应力的数值仿真云图,通过对磨削区主应力分析可知,应力主要集中在磨削中心靠齿根部,磨削区呈现热压应力,在已磨削区域,热压应力转变为热拉应力,并逐渐形成残余拉应力,且随着磨削工艺参数变化,节点应力也发生相应变化。研究结论对预测多齿成形磨削温度场和热应力场分布情况和合理选择磨齿工艺参数有一定的研究意义。

为探究内齿轮数控磨齿机磨削头振动特性,以磨齿机磨削头为研究对象,建立其三维实体模型,并基于有限元仿真软件ANSYS进行预应力下的动态特性分析,获得磨削头各阶固有频率及对应振型,并对其薄弱环节进行了优化设计,使磨削头性能得到了提高。搭建磨削头结构振动特性试验平台,利用试验测试其振动特性,采集不同工况下磨削头的振动信号,采用时域信号和频域信号的对比分析法,探究磨削头振动机制。试验结果表明:磨削头低频振动幅度较大,而且多为主轴转速接近于磨削头固有频率引起的振动。最后为降低磨削头振动提出了合理的建议。

针对国内弹簧发展现状和特点，开发了一套基于CPAC（Computer Programmable Automation Controller）的数控弹簧机控制系统。重点阐述了数控弹簧机的硬件组成和控制系统软件模块设计与实现，采用以HMI为人机界面、固高GUC系列通用一体化控制器为控制核心，利用ST语言和梯形图（LD）两种语言开发了开放式模块化弹簧机数控系统，满足了弹簧现代化生产需要，提高了生产效率。

分析了齿轮副相对滑动对齿轮振动的影响,得出了运用等滑差率理论降低齿轮副相对滑动的必要性。详细说明了基于等滑差率理论的齿轮变位系数选取的计算原理和过程,并通过运用综合VB简单的可视化操作和C＋＋的高运行效率的C#语言编写了相应的计算程序,生成了齿轮变位系数选取的计算机界面,操作者只需在界面中输入齿轮副相关参数即可获得基于等滑差率理论的齿轮变位系数,克服了经验法选取齿轮变位系数的不足。最后进行了减速器振动试验,试验结果充分验证了基于等滑差率理论选取变位系数的方法对于降低齿轮副相对滑动,进而降低齿轮振动的有效性。研究内容为圆柱齿轮变位系数的设计选取提供了参考依据。

为提高内斜齿轮传动副的啮合性能,提出一种内斜齿轮拓扑修形方法。根据齿廓、螺旋线修形原理推导得出内斜齿轮修形齿面方程;预置齿廓、螺旋线修形系数,运用齿轮啮合原理构建内斜齿轮副的接触分析(TCA)模型,得出在不同的修形系数下的传动误差;通过有限元仿真分析,得出在不同的修形系数、不同载荷下的传动误差。结果表明,在不同的工况条件下应选择不同的修形系数才能满足使用要求,该方法对成形磨削的拓扑修形内斜齿轮设计提供了参考。

在分析集成块结构及其孔道布置的基础上，建立了集成块孔道的数学模型。所开发的液压集成块CAD软件，解决了集成块基体上孔道空间位置的确定和孔道之间的干涉问题。该软件可完成从液压系统原理图的输入到孔系自动设计、校核，直至零件图的输出工作，既可保证设计质量，又大大地提高了设计效率。

介绍了一种确定液压集成块孔系空间几何位置的算法。它包括集成块上孔道几何位置的确定和孔道之间的干涉校核。该算法是集成块设计的关键，为液压集成块ＣＡＤ奠定了理论基础。