理清现有机构的演化脉络是归纳机构创新方法的重要途径之一,但机构演化的脉络在目前主要还是停留在图、文等定性描述的层面上,因此,为提升到精确、定量的层面上,可以把最原始、最典型的曲柄摇杆机构到曲柄滑块机构的演化过程作为研究对象。依据螺旋定理,得出四杆机构转动副与移动副的Plücker坐标表达式,并在此基础上基于对偶矩阵,以矩阵的形式定量地阐述曲柄摇杆机构向曲柄滑块机构的演化过程。这既有助于对机构演化脉络的认识从定性层面提升到定量层面,又为机构的演化脉络、创新方法的研究提供了一种新的路径,同时,也为计算机提供了分析并演绎机构演化过程的新手段。

为探讨齿面微观几何形貌对齿轮啮合振动特性的影响,基于真实齿面的统计特性,借助分形几何理论以及Herz公式,建立了基于真实齿面微观几何形貌的法向接触阻尼的近似数学模型。在此基础上,对比磨削加工和电化学光整加工所得齿面微观几何轮廓的分形参数,分析了加工方法对齿面法向接触阻尼特性的影响,并进一步研究了齿面法向接触阻尼对齿轮啮合振动特性的影响。结果表明齿面微观几何形貌影响齿轮的啮合振动;加工方法影响齿面法向接触阻尼的变化率;与磨削加工相比,电化学光整加工齿面的法向接触阻尼更大,可减小齿轮啮合振动,有助于提高振动的稳定性。

螺旋锥齿轮其啮合性能主要受啮合区的影响,而螺旋锥齿轮的啮合区受齿轮加工参数以及安装误差等因素的影响。这里从齿轮安装误差入手,通过控制安装误差来影响啮合区的位置变化,并根据有限元软件输出齿轮转角,利用传动误差来评价安装误差对齿轮啮合性能的影响。同时在静态分析过程中我们根据不同载荷工况下的有限元分析得出载荷变化对齿轮啮合性能造成的规律性影响。结果表明,对齿轮啮合性能的影响从小到大分别是大齿轮轴向位移、轴间距、轴交角、小齿轮轴向偏移,同时在静态分析中,随着载荷的增大齿轮传动精度变差,但是随着载荷的增大,传动误差幅值波动较为平缓,这有效降低了由振动产生的噪声。

为了提高端面机械密封工作性能的可靠性并延长其使用寿命,以其主要影响因素磨损为切入点,对目前实际使用的端面机械密封从密封机理方面进行了分析。分析结果表明端面机械密封的密封机理集动压润滑与泵送为一体;利用动压效应和泵送效应是端面机械密封发展的趋势,另外对于螺旋槽式机械密封,借助离心力作用实现了泄漏流体的反泵送,促进了机械密封向零泄漏的发展。在摩擦副接触面形成楔形几何空间是产生动压效应和泵送效应的必要条件,使用微造型技术可获得楔形几何空间。

针对拟合曲线的精度与光顺性互相冲突,在进行曲线拟合时常以牺牲一方面的质量来使另一方面满足要求的问题,提出了基于三次B样条小波的曲线拟合方法。对控制点坐标的数据信息进行小波处理,剔除高频细节信息,获取低频主体信息,用将近原始控制点一半数目的新的控制点来表示原始控制点的数据特征,既保证了拟合精度又提高了拟合光顺性,从而提高了数控加工的精度。经实例验证,该方法行之有效,为曲线拟合提供了一种兼顾拟合精度、光顺性与加工精度的方法。