直齿轮齿廓修形的实验研究

对3种不同齿廓修形参数的渐开线直齿轮进行了振动和噪声的传动实验研究。实验结果表明，按下述原则设计的修形直齿轮具有较好的减振降噪效果：不计误差的理论设计修形齿轮的最大综合修形量应能消除含误差齿廓轮齿在啮入和啮出位置产生的几何干涉，理论设计修形齿轮的静态传动误差应保持最小的幅值变化。     

直齿轮减振修形优化设计

为了提高齿轮副实际齿面啮合性能,设计齿廓修形曲面,与理论齿面叠加构造了直齿轮实际修形齿面,结合TCA、LTCA技术,建立考虑啮入冲击、刚度激励的直齿轮弯扭耦合的多齿对振动模型,以传动误差幅值、啮合冲击、啮合线向相对加速度均方根最小进行多目标优化,设计了最佳修形齿面。研究表明:无修形齿轮的传动误差幅值随载荷增加而增大,修形后随载荷增加重合度逐渐增大,幅值会产生波动,然后保持稳定,修形后直齿轮啮入啮出端载荷明显降低,因此啮合冲击降低;该方法确定的齿轮修形参数精确、有效,能大幅度减小齿轮的振动。     

含误差的直齿轮的齿廓修形

依据齿轮传动载荷与轮齿变形的关系,推导出定载荷条件下,修形直齿轮静态传动误差与齿对综合修形参数的关系表达式。提出含制造误差修形齿轮修形参数的确定原则:理论设计修形齿轮的最大综合修形量应能消除含误差齿廓轮齿在啮入和啮出位置产生的几何干涉,理论设计修形齿轮的静态传动误差应保持最小的变化。给出了合制造误差修形直齿轮修形参数的计算公式,阐述了相应的确定方法。系统动态响应计算表明该方法所获得的修形齿轮具有良好的减振效果。     

基于SolidWorks的点线啮合齿轮三维模型的研究

基于DZLY180型减速器,针对点线啮合齿轮齿廓的特殊性,利用点线啮合齿轮齿廓的曲线方程,计算修形后齿廓曲线上的若干坐标,通过三次样条曲线对其进行拟合,并运用三维软件Solid Works拟合出修形后的点线啮合齿轮的齿廓曲线,然后进行三维建模,并完成了齿轮的无干涉装配,仿真表明该方法实现了点线啮合齿轮在啮合过程中全局无干涉。     

基于UG内啮合珩齿的仿真加工分析

内啮合珩齿是一种齿轮精密加工的工艺方法,由于其斜齿内珩轮与直齿圆柱齿轮属于交错轴齿轮副,齿面之间存在着微量的干涉。通过去除干涉量可得到鼓形齿,而鼓形齿对于降低噪声,增强齿轮传动的平稳性都有极大的益处。由于交错轴齿轮副的啮合情况非常复杂,轮齿之间的干涉量解析计算也难以实现。为此利用三维建模软件UG/NX实现了对圆柱内斜齿轮和直齿圆柱齿轮参数建模和装配,通过模拟齿轮的啮合运动,成功将干涉部分切除加工出鼓形齿。最终得到单个齿上的干涉量。     

渐开线直齿轮修形的有限元分析与研究

针对不同修形曲线对齿轮修形产生不同效果的问题,首先推导出了渐开线参数方程和修形曲线的齿廓参数方程,然后应用Pro/E建立了标准渐开线直齿轮与修形齿轮的三维模型,最后利用ANSYS Workbench的瞬态动力学模块对其进行了有限元分析;通过仿真得出了渐开线直齿轮和修形齿轮在啮合过程中的齿面接触应力的变化曲线.研究结果表明,在齿轮传动时的单双齿啮合交替时及啮入/啮出时,Walker修形曲线较直线修形曲线具有更好的修形效果,但同时两种修形曲线都导致了齿轮重合度的降低,增加了单齿啮合区,为修形齿轮的设计提供了数值实验依据.     

考虑轴线平行度误差及热变形的齿轮修形设计

以渐开线直齿圆柱齿轮副为研究对象,基于改进的摩擦热量离心抛射扩散模型计算齿面对流换热系数,综合有限元仿真及摩擦生热分析求得齿面热流量,计算了考虑轴线平行度误差的齿轮副本体温度,进而建立热-结构耦合分析模型,研究轴线平行度误差、温度影响下齿轮副的修形量,给出了确定合理齿廓及齿向修形量的方法。结果表明,温度对修形量有一定影响,轴线平行度误差使得齿轮副齿向两端啮入/啮出干涉量不同,存在偏载的齿轮副应按齿廓齿向综合修形方式对齿轮副修形。     

内啮合短齿高直齿轮承载传动误差研究

齿轮承载传动误差是评价齿轮动态啮合性能的一个重要指标,承载传动误差波动幅值越小,齿轮副动态啮合性能越好。针对目前直齿内啮合齿轮承载传动误差研究不充分的问题,以Romax软件为工具,建立内啮合短齿高直齿轮副模型,研究了内啮合短齿高直齿轮齿廓修形参数和螺旋线修形参数对承载传动误差波动幅值的影响,获得了修形参数对承载传动误差波动幅值的影响规律,并采用粒子群算法研究了内啮合短齿高直齿轮修形优化设计方法。研究成果为提高内啮合短齿高直齿轮的动态啮合性能提供了依据。     

修形对直齿锥齿轮弹性流体动力润滑的影响

为解决直齿圆锥齿轮的端啮问题,通过对直齿圆锥齿轮进行齿廓修形,提高小端的油膜承载能力,使得载荷沿齿宽方向分布均匀。齿廓修形先采用二次抛物曲线,再改变主动轮和从动轮的齿顶修缘高度,确定修形参数后,建立直齿圆锥齿轮无限长线接触弹性流体动力润滑模型,压力和膜厚采用多重网格法求解,弹性变形采用多重网格积分法求解。齿顶修缘后啮入点的油膜压力比原来小,油膜厚度变大;二次抛物曲线修形后,啮入瞬时点和啮出瞬时点的油膜压力在赫兹接触区明显降低,赫兹接触区的油膜厚度明显增大,沿啮合线分布的最大油膜压力降低,最小油膜厚度增大,中心油膜压力降低,中心油膜厚度增大;修形参数的变化影响修形后的油膜压力和油膜厚度;修形改变了齿宽方向的载荷分布,直齿圆锥齿轮的小端和大端的载荷差距减少,齿面载荷由端部向齿宽中部转移。研究结果说明,齿廓修形可以改善齿轮的润滑状况,提高啮合过程的油膜压力,减少齿面的摩擦和磨损,同时也可以避免齿面胶合的产生。     

齿轮内啮合传动的重合度及载荷修正系数的计算(Ⅰ)—齿侧间隙的计算

在渐开线齿轮少齿差内啮合传动中，由于受力侧的内、外齿轮齿廓之间的齿侧间隙较小，当齿轮受载后会出现多齿对同时啮合的现象。运用解析的方法推导出理论齿廓之间的最小间隙计算公式以及考虑制造误差以后的齿廓之间的最小间隙计算公式。通过分析对比，发现某些齿对的齿侧间隙值已接近制造公差及齿廓变形的数量级。在啮合区间的左右端部，各对齿廓的齿侧间隙差别较大，但具有小间隙值的齿对数较多；在中部，各对齿廓的齿侧间隙差别较小，但具有小间隙值的齿对数较少。考虑制造误差与不考虑制造误差对齿侧间隙值的影响不大，特别是在啮合区间的中部。     

基于有限元方法的WN齿轮啮合仿真与接触分析

研究对WN齿轮进行接触强度与啮合仿真分析。采用先进的齿轮啮合和接触的计算机仿真分析技术对复杂的空间多点接触的WN齿轮啮合与强度特性进行研究,研究从齿形创成开始,建立啮合模型,采用3维有限元方法计算WN齿轮轮齿弹性变形与接触应力,进行WN齿轮啮合过程的计算机仿真分析。首次提出用法向啮合间隙和Un it分割方法进行接触分析,实践表明方法是非常有效的。研究还针对不同尺度的WN齿轮的实际啮合状况进行了具体的接触应力和接触区域的解析计算,开发了用于该齿轮机构分析的实用软件。     

Performance improvement method for Nylon 6 spur gears

Plastic gears made of Nylon 6 are especially susceptible to failure due to extreme heat accumulation in the single tooth mesh area, which results in damage that consequently shortens gear teeth life and causes transmission errors. In this experimental study, the teeth width of plastic spur gears made of Nylon 6 were modified and investigated. The values of load sharing, F/b, in single and double tooth meshing areas were leveled by widening the single tooth zone along the meshing area, and the performances of both modified and unmodified gears were studied experimentally under three different loadings. It was observed that modified Nylon 6 gears exhibit lower tooth temperatures, which results in a decrease in wear rate as compared to unmodified gears. Consequently, teeth width modification helps to increase Nylon 6 gear performance.     

Simulation of wear in gears with flank interference—a mixed FE and analytical approach

Gears in precision mechanisms, such as industrial robots, are often designed to have no backlash. Deviations from the ideal gear geometries and unfavourable deformations during operation may cause interference between interacting tooth flanks, resulting in high and strongly varying friction. Mild wear of the tooth flanks may improve such conditions. Therefore, this theoretical study has been conducted of wear in spur gears with interference. A mixed finite element (FE) and analytical approach is used. The FE method is used to determine contact loads between the interacting gear teeth. The main drawback with FE analyses of this type of problem is normally the computation time needed. Therefore, a novel FE meshing method is used, giving a dense FE mesh in the contact regions and a coarse mesh in the rest of the teeth. Based on the FE determined loads between the interacting teeth, the contact pressures and the contact widths are then easily determined using analytical expressions based on Hertz theory. The wear of a point on a tooth flank is determined by integrating the product of sliding distance and contact pressure during the time it is in contact with its mating flank.The results show that the wear of the gear tooth flanks may eliminate the interference and consequently the high and strongly varying friction will decrease dramatically. However, the transmission error will change, since the gears will not preserve their accurate involute profiles.     

弧齿锥齿轮啮合稳定性的虚拟支承法动力学模型

提出一种在转子上设置虚拟支承的方法 ,以保证弧齿锥齿轮的啮合稳定性 ,并采用传递矩阵法 ,建立了弧齿锥齿轮 -转子系统的振动模型。给定的一对弧齿锥齿轮在工作过程中的啮合状态包括实际参与啮合的轮齿对数 ,每对轮齿分担的载荷和啮合点的位置 ,其中啮合点的位置应限制在一定的范围内而不应出现边缘接触 ,此即轮齿啮合的稳定性。由于实际工况的复杂性 ,通过改变虚拟支承的数量和位置 ,以使弧齿锥齿轮的啮合稳定性得以保证     

高齿弧齿锥齿轮的承载啮合仿真和动态性能试验

研究了高齿弧齿锥齿轮和普通弧齿锥齿轮的加载接触过程，对比了二者在载荷作用下的齿面载荷分布、齿面加载接触印痕和承载传动误差，计算了齿根弯曲应力。在台架试验台上测定了高齿弧齿锥齿轮和普通弧齿锥齿轮的噪声和振动量，实验证明高齿弧齿锥齿轮齿面载荷分布合理，弯曲应力较小，具有较低的噪声和较好的动态特性。     

接触迹对齿轮副啮合性能的影响

分析了接触迹对齿轮副啮合性能的影响及其之间的关系.对生产中广泛应用的格里森计算程序进行了改进,通过比例修正实现了齿面接触性能的预控,最后对内对角接触与常规设计的齿轮副啮合性能进行了对比试验.实验证明,接触迹采用内对角设计能够有效地改进齿轮副的动态啮合性能.     

含侧隙齿轮副的动载荷分析

以振动理论为基础，提出一种考虑齿轮拍击振动的齿轮动载荷的数值计算方法。建立计算动载荷的齿轮冲击模型，在模型中考虑了齿轮正、反冲击时实际的啮合刚度，并给出啮合柔度的计算方法。分析在考虑静态传递误差、啮合刚度、侧隙、摩擦力及外部扭矩变化等多种激励时，作用在轮齿上的动态载荷以及整个齿轮上的综合动态载荷的计算公式。最后通过实例分析作用在轮齿上的动态载荷、综合动态载荷变化规律以及相关激励参数对动态载荷的影响。     

直齿面齿轮啮合效率计算研究

基于直齿面齿轮啮合仿真和弹性流体动力润滑理论,提出了直齿面齿轮啮合效率的计算方法,揭示了输入扭矩、转速等对啮合效率的影响。运用轮齿接触分析和轮齿承载接触分析技术,对直齿面齿轮承载啮合过程进行数值仿真;运用非牛顿热弹流理论,建立滑动摩擦因数的计算模型,从而建立直齿面齿轮啮合效率的计算模型。计算结果表明,滑动摩擦因数是影响齿轮啮合效率的重要因素,齿面不同位置的滑动摩擦因数也不相同,滑动摩擦因数受到输入转速、输入扭矩的影响。     

变齿厚渐开线齿轮副啮合效率研究

由于变齿厚渐开线啮合副变位系数沿轴向变化的特点,其啮合角、锥角、重合度、不同端截面齿顶圆上的压力角、滑动率等参数与普通渐开线啮合副不同,其啮合效率计算也与普通渐开线啮合副有所区别.分析了变齿厚齿轮啮合副效率的计算特点和影响因素,如变位系数对变齿厚齿轮副重合度和啮合效率的影响;在此基础上,提出了一种新型效率计算方法;通过...