双面加工的弧齿圆柱齿轮精确参数化设计与装配仿真

弧齿圆柱齿轮是一种新型齿轮,其齿形复杂,齿线呈弯曲的弧线,建模困难。分析其双面加工的过程和齿形展成原理,利用Pro/E的全相关特性,模仿其切削成形过程,实现弧齿圆柱齿轮的全参数化设计和精确建模,并对生成的配对齿轮进行装配与运动仿真分析。     

螺旋齿圆柱齿轮齿面结构的数字化模型研究

螺旋齿圆柱齿轮与螺旋齿面齿轮进行啮合传动时,其传动性能优于直齿面齿轮和斜齿面齿轮传动副.提出基于啮合原理构建螺旋齿圆柱齿轮齿面结构的方法,研究了螺旋齿圆柱齿轮的切削成形理论,建立了螺旋齿圆柱齿轮的切削模型,并构建了螺旋齿圆柱齿轮齿面结构的数字化模型.     

非圆行星齿轮马达轮系特殊结构的设计

提出了一种高阶非圆行星齿轮马达,相比于波兰SOK马达,高阶非圆齿轮马达径向力平衡,排量大,脉动小,性能更优。如何确定齿轮副中各非圆齿轮的节曲线和齿廓是设计非圆齿轮的关键。本文首先依据非圆齿轮的啮合原理,得出封闭节曲线的方程式,确定在节曲线上均匀分布的轮齿的位置,并通过利用产形齿轮与非圆柱齿轮啮合关系来确定非圆柱齿轮的齿廓。通过MATLAB编程软件对相关参数方程进行相应的计算,快速的计算出准确的非圆齿轮副的节曲线和齿廓。最后用实例验证了该方法的可行性。     

对称型混合双公比车床主传动系统设计与仿真

为提高机床的设计水平,基于虚拟样机技术对其主传动系统进行设计与仿真至关重要.绘制了对称型混合双公比车床主传动系统图,基于NX自项向下方法构建总装配主模型,在此基础上建立主传动系统各个主要零、部件的三维模型,对机床主传动系统进行运动学仿真;选择一对啮合的直齿圆柱齿轮,将其导入ADAMS中,建立齿轮啮合的虚拟样机模型,基于多体动力学的接触碰撞算法,实现齿轮啮合的动力学仿真,得到转速、轮齿啮合力等参数特性曲线.分析仿真结果,与理论计算相吻合,验证了模型建立的正确性.     

基于ADAMS的风力发电机偏航齿轮动态特性研究

由于风力发电机偏航系统工作环境复杂,风向的变化在启动与停止间不断切换,且承受较大的冲击载荷,加之风力发电机为高空设备,安装、维护与检修困难,对其使用寿命及运行稳定性都具有较高的要求。根据多体系统动力学理论,利用UG建立风力发电机偏航系统齿轮副简化模型。针对该模型,使用多体系统动力学软件ADAMS分析研究风力发电机偏航启动过程中偏航齿轮传动系统的动力学特性。通过仿真计算,得到了动态啮合力的时程曲线,揭示了偏航齿轮启动时的动态特性。     

基于MATLAB图像处理的直齿圆柱齿轮参数测量

运用MATLAB图像处理技术对直齿圆柱齿轮的参数测量方法进行了研究。通过机器视觉系统获取齿轮图像,并对其进行灰度化、去噪、二值化操作。按8邻域寻找齿轮孔区域并去除,运用Canny算子进行边缘检测;通过计算包含齿轮孔轮廓的最小矩形的尺寸得到齿轮孔直径。以8邻域边界跟踪法获得齿轮的单像素外轮廓。通过神经网络对外轮廓点分类的方法找到齿顶位置点和齿根位置点,运用最小二乘原理的圆拟合法计算齿顶圆和齿根圆直径;通过对齿顶或齿根图像进行膨胀操作后计算8连通区域的方法确定齿数;通过齿顶圆公式计算模数。编写齿轮参数测量软件并对6个直齿圆柱齿轮的参数进行了测量;通过与理论值的比较,验证了该方法的合理性。     

圆弧齿线圆柱齿轮动态接触性能分析

齿轮动态接触性能将直接影响传动平稳性和承载能力。为了研究圆弧齿轮啮合过程中动态接触特性的时变规律,基于大刀盘铣削加工圆弧齿轮原理,借助MATLAB与UG建立精确的齿轮三维模型;借助ANSYS对圆弧齿轮副进行显式动力学分析,研究了点接触形式的圆弧齿轮的齿面接触应力分布情况;同时通过对齿轮副从静止到启动这一动态过程的模拟,探究了轮齿接触应力和啮合冲击的时变规律;最后,通过对不同齿宽系数的齿轮接触应力时变规律的研究,揭示了齿宽系数对圆弧齿轮的传动平稳性及承载能力的影响规律。实验结果表明,当齿宽系数在0.35~0.6范围内变化时,齿宽系数越大,齿轮的啮合冲击越大,而接触应力越小,为圆弧齿轮的设计及工程应用提供了理论依据。     

基于UG的曲线齿圆柱齿轮的特征建模

曲线齿圆柱齿轮传动作为一种新型的齿轮传动,不仅继承了传统齿轮的优点,还有传动平稳、接触线长、加工工艺简单等优点。根据曲线齿圆柱齿轮的加工原理,提出基于齿轮齿条啮合原理的曲线齿圆柱齿轮的特征建模方法;同时以二次开发工具UG/Open GRIP编写程序实现曲线齿圆柱齿轮的仿真加工。建立的曲线齿圆柱齿轮的实体模型,可以进行曲线齿圆柱齿轮的模拟装配、干涉检验、运动仿真和有限元强度分析,为曲线齿圆柱齿轮的优化设计、制造和分析检验打下基础。     

含太阳轮缺齿故障的行星齿轮传动系统动态特性研究

针对故障因素对行星齿轮传动系统动态特性影响不明确的问题,采用Hertz接触理论计算齿轮副啮合力的方法,有效的引入了太阳轮缺齿故障因素,建立了行星齿轮传动系统动力学分析模型;模拟系统在太阳轮出现缺齿情况下的工作过程,分析故障因素随着系统输入转速和负载变化对传动系统动态特性的影响。数据表明:太阳轮出现缺齿故障时,太阳轮浮动轨迹半径增大;啮合力基频及倍频周围出现边频带,低频区域出现大量低频带;随着转速和负载的增加,各轮齿间啮合力正常波动和冲击幅值均增大。该结果可为行星齿轮传动系统的设计制造、使用监测和故障诊断提供理论依据。     

基于ROMAX的斜齿轮齿面修形优化设计

针对建筑用施工升降机减速器输出轴齿轮出现齿面偏载而导致振动噪声过大的现象,以某建筑用施工升降机为研究对象,考虑综合因素对输出轴斜齿轮副偏载现象的影响,通过理论计算确定修形量范围,然后基于ROAMX用全因子法以齿向修形量、螺旋线修形量及齿顶修缘量为设计变量,以齿面接触载荷分布系数和齿根弯曲载荷分布系数为优化目标进行参数优化设计,经计算得到最佳修形量组合结果。对修形后的齿轮进行动力学仿真分析,结果表明：经过修形的齿轮齿面接触载荷和齿根弯曲载荷分布更均匀,齿面最大单位长度载荷降低了58.2%。对修形后的齿轮动力学性能进行评估,结果表明：修形后的齿轮传动误差激励减小了75.5%,箱体表面的加速度响应最大降低了47.8%。     

基于分形理论的粗糙齿面齿轮动力学研究

为研究齿面微观误差对齿轮动力学特性的影响,基于分形理论对粗糙表面进行分形表征。结合时变啮合刚度、静态传递误差以及齿面摩擦等因素,建立计及粗糙齿面的齿轮非线性动力学模型,研究齿面粗糙度、齿面摩擦及工况对齿轮动力学特性的影响。结果表明：粗糙度增大时,齿轮传动系统的动态传递误差增大,振动稳定性降低,动态性能逐步恶化;齿面摩擦会使齿轮副的动态传递误差和振动位移都增大,且摩擦对垂直啮合线方向的振动特性影响更明显;粗糙度对齿轮动力学特性的影响随工况变化而改变,结合工况合理地进行齿面精度设计,有利于进一步平衡加工成本与传动质量之间的问题。     

斜齿圆柱齿轮三维参数化建模运动仿真及其在机床设计中的应用

阐述了利用UG NX2.0软件的建模功能生成渐开线斜齿圆柱齿轮,包括渐开线公式在UG中表达式的建立方法及应用自由形状建模中扫掠方式进行轮齿造型的方法.给出渐开线斜齿圆柱齿轮的一个完整模型及齿轮间的装配、运动仿真方法,以及在设计机床传动装置时的应用.     

基于实际切齿方法的弧齿锥齿轮建模与仿真

提出了一种基于实际切齿方法的弧齿锥齿轮建模方法。利用展成法的原理,模拟弧齿锥齿轮的实际加工过程,把前后两次切齿刀刃所在直线的交点作为齿面点,推导出弧齿锥齿轮的数学模型。利用VB编程实现切齿参数的计算和调整,得到弧齿锥齿轮的齿面点。基于Pro／E用曲面重建的方法得到三维螺旋齿面,建立了弧齿锥齿轮的三维实体模型。利用Pro／E对齿轮副进行装配和动态干涉检测,以便进行切齿参数的调整,得到满足使用要求的齿轮副。通过一个实例说明了建模、装配、动态检测的过程。     

齿轮标准讲座(1)

本文对有关渐开线圆柱齿轮方面的国家标准及国际标准进行了对比分析,并就以下几点进行了详细的说明:(1)渐开线圆柱齿轮精度国家标准的适用范围;(2)渐开线圆柱齿轮的误差、公差及极限偏差;(3)齿轮精度等级及公差组;(4)渐开线圆柱齿轮齿坯公差:(5)渐开线圆柱齿轮加工误差及检验组:(6)渐开线圆柱齿轮副的侧隙及计算;(7)渐开线圆柱齿轮的图样标注。     

齿面形貌对齿轮系统动态特性的影响研究

由于齿轮加工过程和啮合磨损等因素导致产生不同的齿面形貌,造成了齿轮时变摩擦特性的不同,并影响齿轮啮合动态特性。为了能在齿轮动力学研究中准确体现由不同齿面形貌引起的时变摩擦特性,本文将经过双盘试验验证的Xu齿面时变摩擦系数计算模型引入六自由度齿轮动力学模型中,计算了三种不同齿面形貌情况下齿轮的动态特性。通过对结果的分析发现,由齿面形貌引起的齿轮摩擦力波动对齿轮动态特性的影响主要体现在OLOA方向,且随着齿面粗糙度的增大,这种影响作用也明显增大,而增大支承刚度能有效降低影响作用。     

基于UG和ADAMS行星齿轮传动系统动力学仿真

利用实体建模软件UG建立了减速器行星齿轮传动系统的虚拟样机,并利用UG与动力学仿真分析软件ADAMS,将虚拟样机导人到ADAMS中建立仿真模型.齿轮啮合时,轮齿间除了滚动接触外还存在相应的滑动接触,使轮齿间具有较大的摩擦.针对利用传统赫兹理论计算齿面接触力时没有考虑齿间摩擦的缺陷,将摩擦因数引入计算并进行仿真分析,得到...     

冷精整直齿轮弹性回复行为研究及模具结构优化

研究了直齿圆柱齿轮冷精整工艺中,冷精整模具尺寸参数对齿轮尺寸精度的影响。建立了直齿圆柱齿轮冷精整工艺的三维弹塑性有限元模型,利用三维有限元模拟软件进行模拟分析,得到了冷精整凹模中,工作带导入角和工作带高度2个参数同齿轮回弹量之间的变化规律,并进一步分析了工作带入口角度对齿形翘曲程度的影响。对直齿轮冷精整工艺进行物理试验验证,所得结果与有限元分析一致,两者间的最大相对误差不超过5%。     

齿轮副几何参数对直线共轭内啮合齿轮泵流量脉动特性的影响

流量脉动是引起齿轮泵自身振动及产生流体噪声的根本原因。为了得到流量脉动特性,以某型直线共轭内啮合齿轮泵为研究对象,基于MATLAB软件分析不同重合度所对应的理论瞬时流量曲线,研究齿轮副几何参数对流量脉动率的变化规律。结果表明:齿轮副退出啮合,理论瞬时流量最小。脉动率递增时几何参数影响程度由大到小排列为:齿轮分度圆半径齿轮齿顶圆半径传动比(两齿齿差)齿圈齿顶圆半径;递减时由大到小排列为:齿轮齿数齿轮分度圆半径齿轮齿形半角。为了减少脉动率,对于满足计算的传动比,齿轮齿数确定,齿圈齿数取较小值,而齿圈齿数确定,齿轮齿数取较大值;齿形半角取较大值;齿轮及齿圈齿顶圆半径取较小值;齿轮分度圆半径在33.5～35 mm之间取值。     

一种新型椭圆齿轮马达的动力学分析

为了增大非圆齿轮马达的排量,平衡马达的径向力,提出了6-8阶低速大扭矩椭圆齿轮马达。从椭圆齿轮的传动特性出发,得到了该椭圆齿轮系统的建模过程,绘制出了该非圆行星齿轮系统中各个齿轮的节曲线以及齿廓图形。在分析各个激振参数,并考虑了行星齿轮系统中各啮合齿轮的时变啮和刚度,啮合相位及齿轮副间隙的基础上,建立了椭圆行星齿轮系统的的动力学方程,并得出了系统的动态响应。动力学模型建立与求解的方法对于一般的非圆行星齿轮系统的动力学分析具有普遍适用的意义。     

考虑力矩波动的机器人关节用齿轮副动力学研究

为揭示作用于齿轮副输入输出端扭矩波动对其动态特性的影响规律,以一对直齿圆柱齿轮为研究对象,考虑时变啮合刚度、静态传动误差,构建其六自由度动力学模型。考虑齿轮副驱动扭矩及负载扭矩的波动特性,利用数值算法获得动态传动误差、线性振动位移等振动响应。进一步地,研究静态传动误差、转速、扭矩波动相角等参数对振动响应的影响规律。结果表明:动态传动误差的峰谷值随着静态传动误差、转速及扭矩波动相角的增大而增大;而扭矩以正弦形式波动时,可在一定程度上降低动态传动误差的峰谷值;线性振动位移随波动幅值增大而增大。