机械工程中的力学论文怎么写的

在我国煤炭开采中,井下开采占据着主导地位。乳化液泵站作为井下采煤液压系统的动力元件,它为系统提供工作用的乳化液介质。现代化的采煤工作面对乳化液泵站的供液质量要求越来越高,即要求到达液压支架的压力波动范围越来越小。但是随着工作面对重载高速的要求越来越高,使得泵站功率越来越大,节能因素决定了不能使用溢流阀来稳定泵站压力,只能使用工作在开关状态下的卸载阀来稳定泵站的供液压力。因此,卸载阀的动态特性显得尤为重要。论文基于机液仿真软件AMESim对矿用乳化液泵站卸载阀进行了建模和仿真研究,并结合实验进行参数辨识,研究了卸载阀的动态特性,研究的结果对卸载阀新样机的制作有一定的指导意义。论文首先介绍了水压传动的定义,紧接着阐述了国内外卸载阀的研究现状。由于高水基介质的特殊性,论述了高水基介质带来的问题以及在设计加工制造过程中高水基液压元件用到的关键技术。运用机械/液压及动力学软件AMESim对卸载阀进行建模,建立了卸载阀的数学模型及AMESim仿真模型。根据所建立的模型,对电磁控制方式和机械控制方式进行了详细的分析,得出各自工作的动态过程。对卸载阀进行了频域分析,得出卸载阀在工作时的稳定性和稳定裕度。利用AMESim软件中的模态分析工具计算出卸载阀的固有频率,使工作频率远离模态频率以减小振动现象。运用遗传算法优化原理,选择卸载阀中影响因素较大的参数进行参数取值,并对这些参数进行优化设计,使得卸载阀在工作时达到最大的节能效果。为验证上述仿真结果,在煤炭科学研究院太原研究院的帮助下,搭建了实验系统并进行实验。实验结果表明,卸载阀具有稳定性好、压力波动范围小的特点,能够满足乳化液泵站的工作需要,同时也验证了模拟仿真的正确性。论文所做工作主要是针对矿乳化液泵站压力控制的特殊性,对泵站用卸载阀进行了数学分析及仿真研究,为卸载阀动态性能的设计提供理论支持。本文中对卸载阀结构参数的优化结果为卸载阀性能的提高也有一定的参考价值。

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铝电解多功能机组是专用于有色金属冶炼工厂的特种起重机械,属于有色冶金起重机,作为制铝行业的主要生产设备,在铝电解作业中起着至关重要的作用。其工作级别高、工作环境非常恶劣。在企业生产规模的大型化发展趋势下,对铝电解多功能机组提出了更高的要求:高生产率、高使用性能、高安全可靠性、人机工程合理性等。因此,对铝电解多功能机组关键部件及技术研究,对于提高生产作业的安全性及高效化,有着一定的现实意义和指导意义。本文从起重机设计出发,依据《起重机设计规范GB/T3811-2008》和《铝电解多功能机组有色金属行业标准YS/T7-2008》,结合铝电解多功能机组的特殊工况,研究其载荷情况和载荷组合;桥架结构部分以双梁型式和三梁型式、机械部分以大车运行机构车轮为研究对象,通过Solidworks有限元分析软件对其具体结构进行建模仿真分析比较,确定了铝电解多功能机组的主梁截面,对大车车轮运行工况进行了一定的改善。本文旨在探索铝电解多功能机组在大车结构型式、大车运行机构车轮结构等关键技术方面满足其大型化发展需要的思路与方法,从而完成满足这一发展趋势下的铝电解多功能机组的分析与研究。

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机械齿轮传动系统的振动特性研究摘要:随着科学技术的不断发展,机械工业面貌日新月异,机械的运转速度越来越高,因此人们对机械产品的动态性能提出了愈来愈高的要求。齿轮传动是机械传动中应用最为广泛的一种也是机械传动的重要组成部分,在国民经济建设中起着举足轻重的作用。在航空、船舶、汽车等领域中,其重要性尤为突出。齿轮变速箱主要由箱体、轴承、传动轴和齿轮构成,有关研究表明,变速箱是拖拉机的主要噪声源之一,变速箱的噪声主要由箱中的传动齿轮产生。关键词:齿轮;传动系统;振动特性1齿轮传动振动国内外研究概况研究表明:机械的振动和噪声,其中大部分来自齿轮传动工作时产生的振动,因此机械传动中对齿轮动态性能的要求就更为突出。要满足这一要求,人们开始把越来越多的注意力转向齿轮传动的动态性能研究。具体地说,就是研究齿轮传动系统的动载荷、振动和噪声的机理、计算和控制。就需要从振动角度来分析齿轮传动装置的运转情况,并按动态性能最佳的目标进行设计。为了解决上述问题,以研究齿轮传动和噪声特性为主要内容的齿轮动力学十多年来得到了较广泛的重视和研究,日本机械工程学会1986年对齿轮实际调查与研究表明,评价齿轮高性能化的前两项分别为低噪声和低振动。1992年在美国机械工程协会主办的第六届机械传动国际学术会议(6th Intenational PowerTransmission and Geartng Conference)上,齿轮动力学研究得到了普遍的重视,宣读论文占总数的21%,列发表论文数的第一位,突出表明了齿轮传动向高速、重载方向发展后,其动力学研究的紧迫性。中国于1984年成立了机械工程学机械传动分会齿轮动力学会组,并成功地举行了三次全国齿轮动力学学术会议,促进了我国学者在这一领域内的发展。对于齿轮轮齿的误差激励,早在1958年,Harris就认为它是引起齿轮振动的三种主要内部激励之一。20世纪70年代许多学者(WDMark,AWLee,DBWelbowrn等)研究过传递误差的统计性质及其对齿轮振动和噪声的影响。其中TTobe研究过齿轮动载荷的统计特性,首先建立了直齿轮系统的非线性Fokker-Planck方程,并由此推出了矩方程,然后用统计线性化方法求解,从而得到响应的前二阶矩。在分析中,他们把静传递误差分解为确定性分量和随机分量,并将随机分量表示成"经滤波的白噪声"。1985年,ASKumar等分析了直齿轮动载系数的统计特性,随机输入是传递误差,处理成经时不变的成形滤波器滤波的高斯白噪声。推出了等效离散时间状态方程和均值,方差波动方程,以确定啮合位置随机误差幅值和运转速度等对动载系数均值和方差的影响。2齿轮传动动态特性研究现状齿轮传动动态特性的研究大体上可分为两大部分:齿轮传动系统振动特性的研究和齿轮结构振动的研究。1齿轮传动系统振动特性的研究齿轮传动系统振动的主要激励为随时间变化的啮合刚度、齿轮误差和不稳定载荷,它是一个参数自激振动系统,齿轮传动的振动包括径向、周向和轴向的振动。关于直齿轮刚度计算已有比较成熟的Weber-Banaschek公式由于斜齿轮接触线沿齿宽是倾斜的,因此在计算斜齿轮啮合刚度时,首先需要研究斜齿轮的载荷分布及轮齿变形。受计算手段的限制,早期的研究是把斜齿轮轮齿假设成由大量独立的法向薄片所组成(即“薄片”理论),各薄片的变形是独立的。建立在这种模型下的斜齿轮载荷分布计算,忽略了各片之间的相互影响进一步的研究是将斜齿简化成一刚性或弹性夹持的悬臂扳。由于悬臂扳几何形状与轮齿相差较大,因此所得结论很少校用来研究载荷分布,大多以此研究由载荷引起的变形及齿根弯矩。Monch和Roy用冻结法对环氧树脂齿轮的载荷分布做了光弹性实验。Conry和Seireg用线性规划技术计算了斜齿轮接触线上的载荷分布,其轮齿变形被分成弯曲变形,接触变形支承变形等,用材料力学和赫兹变形公式计算各变形分量。Mathis和Simon用三维有限元研究了斜齿轮的载荷分布和变形。Nicmann和BhthBe及Nicmann和winter是将接触线的总长度变化用来估计齿轮的刚度波动。著名齿轮动力学专家、日本东京工业大学Umezawa用齿轮的有限差分模型对斜齿轮沿接触线的裁荷分布等作了理论分析后,对一对有限齿宽齿轮的载荷分布和啮合刚度特性进行了一系列的研究,并根据齿轮端面重合度εα和轴面重合度εg的大小判断齿轮啮合刚度波动的幅值(即计算振动幅)大小。由于Umezawa是通过一等效悬臂梁的有限差分模型总结出的斜齿变形公式,因而对它的研究尚无法考虑齿轮结构尺寸的影响。Umezawa通过实验和仿真计算研究认为在相同误差情况下,端面重合度εα和轴面重合度εg相同的齿轮副的振动水平是一样的在国内,齿轮系统动态方程求解的方法主要有状态空间法、复富氏系数法和富氏级数(Fourier serics)法。这些方法都不同程度地简化了齿轮传动系统振动特性的求解,保留了系统的参变和整体特性。为了设计出具有良好动态降性和低噪声齿轮传动系统,近年来人们对影响齿轮传动系统动态特性的因素做了不少理论计算和实验研究。采用柔性辐板齿轮结构是降低齿轮传动噪声,提高齿轮传动乎稳性的又一主要措施,Berestnev的实验研究表明,通过改变轮体结构尺寸,可使齿轮的弯曲、接触疲劳强度增加2～4倍,寿命增加5～2倍振动噪声减小6～8dB。国内对钢轮毂、橡胶轮辐的柔性幅板齿轮系统的降噪特性进行了实验研究,结果表明在模数较大的场合,其降噪效果在7dB左右,减振效果为50%,高频噪声可下降6～18dB。2齿轮结构振动的研究齿轮结构固有频率及振型、动态响应和动应力的研究是建立在一般结构振动计算方法基础上的。为了避免共振,防止颤振,或者是研究其响应问题,一般都要求先计算结构的模态,目前在计算结构动力学问题中虽为有效的数值方法是有限单元法。然而,随着结构日益复杂化、大型化的发展,使人们不得不将眼光放在各种节省计算内存的求解方法上。这些促进了各种降阶技术和动态子结构技术的兴起和发展。如果将求解静力问题的波前法用于子空间迭代法中,就能使一般工程结构问题可以在微机上求解。由于在国内外曾发生多起齿轮轮体的共振导致的破坏事故,所以齿轮轮体固有振动特性的研究得到国内外的普通关注。这在对齿轮传动安全运行要求很高的航空工业来说尤其重要。美国波音费托尔公司(Boeing Vetrol)就是用有限元法来预测齿轮结构的共振频率。国内外对盘形圆锥齿轮结构固有振动特性进行了大量的理论和实验研究,取得了一批非常有价值的结论。Oda用Miller公式计算了具有不同福板支承形式的薄轮缘直齿轮结构的固有频率,研究了其传动系统的振动加速度。国内外的理论和实验研究表明,齿轮结构的行波共振会造成齿轮的成块断裂。参考文献[1]陈予恕非线性振动[M]天津:天津科技出版社,[2]魏任之齿轮的修形与降噪[D]第二届全国齿轮动力学会议论文,[3]方宗德正齿轮传动的动载荷影响因素分析[J]西安交通大学学报,