为研究困油压力对轴承润滑状态的影响,在一个困油周期内,基于纯流体润滑状态设计要求,提出轴承-轴颈间所必需的承载量系数计算公式;依据泵样机参数,提出轴承-轴颈间所能提供的承载量系数的多项式拟合式;由所必需的承载量系数公式等于所能提供的承载量系数的定值优化方法,建立出困油压力与最小油膜厚度间的对应关系。通过一案例,对是否考虑困油压力的润滑状态计算结果进行比较和分析。案例分析结果表明困油压力导致径向力增加45%～59%;导致最小油膜厚度降低19.6%～24.3%;困油压力造成轴承-轴颈间处于混合润滑状态,达不到原始的纯流体润滑状态设计要求。因此,困油压力对润滑状态影响较大,在泵轴设计中应充分考虑困油压力的影响,从而在结构上尽量缓解困油压力。

国内三轴数控机床存在精度低和可靠性差的问题,而机床精度和可靠性可通过合理的静态精度设计方法得以保证。机床静态精度设计方法包括加工精度稳健设计方法和静态几何精度设计方法,针对两种精度设计方法的衔接合理性和工程应用实用性低的问题,在深入调研机床静态精度设计研究成果的基础上,从机床空间误差建模、平动轴几何误差元素辨识、关键几何误差元素溯源和加工精度稳健设计以及静态几何精度设计这5个关键问题着手,分别给出具体的解决方法,并形成一套完整的三轴数控机床静态精度设计系统实施方案,为完善机床几何精度设计和静态几何精度设计提供了参考。

结合农业机械车辆动力学方程,提出一种基于模糊控制规则的农业机械自动导航控制算法。为提高农业机械定位的精度,首先引入ZigBee的测距算法和两边测量方式,得到农业机械的位置,从而极大地提高了坐标定位的精度;然后结合模糊控制理论,以车辆坐标和航向角作为输入变量,以前转向角作为输出变量,对农机移动方向进行控制;最后通过MATLAB仿真软件对文中算法进行了分析,分析结果证明了算法的可靠性。

随着面向高等教育的＂卓越工程师培养计划＂提上日程,传统的金工实训教学模式已严重影响了实践教学水平的提升,延缓了创新人才培养计划和教育教学改革的进程,必须对原有金工实训实践教学进行革新。以培养＂面向工业界、面向世界、面向未来＂的创新型应用工程师为目标,在完善实训基地、师资队伍、实习模式和管理制度建设的基础上,制定合理的实训任务、实施严格的实训进程管理和加工训练、建立详细的评价标准和成绩评定标准,有效提高学生的积极性和学习效率,为培养更多面向社会的应用创新型人才提供了途径。

为提高外啮合齿轮泵齿轮端面间隙内的润滑性能,提出了旨在强化其内动压效应的设计方法,结合加工简单的基本要求,以主从动齿轮的两轴心在浮动侧板内侧面上的投影点为基准,将浮动侧板内侧面分成上中下3大区域,其中,上下两区域的倾斜角由油膜最佳承载量条件来计算;中间区域为平行面,主要起密封作用。结果表明：提出的组合油楔结构以及推导出的斜面倾斜角,简单实用,加工方便;采用36°的密封区和根圆处的1.25最佳收敛比,具有更大的油膜力和剪切流量,并提高容积效率等。

为追求航天器用超低黏度介质齿轮泵较好的容积率和较低的发射成本,该文在创建容积率和新重合度公式的基础上,采用最优化设计方法,通过泵的单位排量体积或单位排量质量最小化,实现了90%的最小容积率和质量最轻化,分析了结构参数对优化结果的影响。结果表明：采用齿顶重合度优化设计后的根切重合度为–0.3429,不能保证连续传动要求;压力角、轴半径、齿条刀具齿顶圆角半径和过渡区起始角对优化结果,分别有6.07%、7.8%、2.9%和6.4%的影响,总体上影响不大;径向、轴向间隙的影响很大,并具有0.04、0.07 mm的影响转折点,该转折点为径向、轴向间隙的取值上限提供了依据。初次针对航天用齿轮泵的优化设计尝试,阐明了超低黏度介质同样适用于齿轮泵。该研究可为提高其他行业用超低黏度液压泵的研发提供参考。

为解决当前泵用齿轮副侧隙大、小界定含糊的问题,基于侧隙传动与困油的性能要求,从双齿啮合区内的2困油容积连通和单齿啮合区卸荷的性能完善方面,通过困油循环及困油过程的分析,建立出2类区域内的困油流量及峰值,推导出卸荷用侧隙、连通用侧隙及其均值和峰值;并进行实例运算和验证分析。结果表明：卸荷区与连通区的困油流量峰值比为3,前者的卸荷负担最大;连通区的真正连通,所需侧隙高达2.41 mm,实际上并不存在;卸荷侧隙大于连通侧隙,以连通侧隙作为侧隙大与小的分界点,卸荷侧隙作为上限值的界定可行;计算与试验的侧隙误差为7.5%,比较吻合,且上限值有20%的安全裕度,比较可靠等。泵用侧隙的界定为大、小侧隙的正确区分提供了参考,也可为后续的相关研究提供参考。

研究了解决齿轮泵高速化下困油压力缓解的优化设计。以模数、齿数和变位系数为优化变量,通过对最大困油流量和最大卸荷面积的分析,建立困油缓解的两大目标函数;结合泵现有针对流量脉动率和单位排量体积与径向力方面的要求,采用SUMT技术构建优化模型;就优化前后的不同结果,分别进行困油压力的仿真分析与验证。结果表明,模数越大,齿数和变位系数越小,最大卸荷面积越大,有利于困油现象的缓解;但齿数和变位系数越小,最大困油流量却越大,不利困油现象的缓解,存在一个优化的问题;案例优化前的仿真结果与测试结果比较吻合,误差控制在4.9%左右,说明了困油模型的可靠性;最大困油压力优化前后降低了65.41%,缓解效果明显。

为从设计上充分缓解齿轮泵困油的冲击危害,以新建的困油流量乘以困油作用面积的困油力最小化为设计目标,构建基于困油性能的优化模型。实例的结果表明:泵常规的轻量化设计会带来较大的困油力;虽然常规的流量不均匀系数及径向力最小化设计,总体上都能提高困油性能,但困油力最小化能促使困油性能进一步提高;常规的困油流量最小化设计,会形成较大的齿顶作用面积,整体上反而弱化了困油性能,得出困油力为一种较好的评估困油危害的量化指标。

为进一步提升高速齿轮泵困油的卸荷能力，提出了门形顶隙与牙形槽的新组合结构及各自的形位尺寸，并就传统的直顶隙与矩形槽的旧组合结构，进行卸荷面积和困油压力的实例比对。结果表明：新组合结构下的最大卸荷面积增加了140%，有效克服了最小困油容积附近的卸荷能力不足问题，且新组合的结构简单，加工容易。6000r/min转速下困油压力的峰值增加率仅为4.3%，卸荷能力强，可视为无困油现象；而旧组合结构的峰值增加率高达40.3%，卸荷能力弱。