牵引式无级变速器的结构参数优化

为实现牵引式无级变速器最优结构参数的确定,首先建立了牵引式无极变速器(CVT)传动机构的三维实体模型,基于ANSYS软件对其进行了加载与求解,分析了动力滚轮与锥盘之间的接触应力;其次,考虑接触应力的影响因素,提出了基于接触应力和平均牵引效率的多目标优化设计方法,以膜厚比、接触强度、效率和几何不干涉为约束条件,建立了结构参数优化的数学模型;最后,基于MATLAB/GADS遗传算法工具箱对多目标优化数学模型进行了求解。研究成果可为牵引式CVT结构参数的优化设计提供理论基础。     

平面二次包络环面蜗杆传动多目标优化设计

平面二次包络环面蜗杆传动优化设计，通常以蜗轮齿固体积最小或以传动副性能最优为目标函数。为了兼顾该型传动副的性能和制造成本，以前述两种目标函数作为多目标优化设计的目标函数分量，建立了平面二次包络环面蜗杆传动多目标优化设计的数学模型，并用Matlab优化工具箱对模型进行了求解。     

新型行星锥齿轮无级变速传动机构参数优化

通过对环锥行星无级变速传动系统进行结构改进,在分析新型行星锥齿轮无级变速传动系统调速原理的基础上,提出以变速比最大为优化目标,并以圆锥齿轮传动不发生根切、重合度及模数等为约束条件,建立结构参数优化设计数学模型,应用外点惩罚函数法在MATLAB优化工具箱中进行求解,获得了较为理想的机构参数,并利用机构参数优化结果验证了该新型锥齿轮无级变速传动系统的调速性能和传动效率均优于原环锥行星无级变速传动系统.     

车辆金属带无级变速传动效率优化设计

论述了无级变速传动系统的基本结构,并将车载无级变速器（CVT）动力传动系统与手动变速传动效率比较。详细描述了CVT系统中各单元功率损耗的机理,介绍了通过优化变速器结构与控制策略,抛弃油泵,优化设计DNR及其它相关耗能单元等措施,以降低CVT动力传动系统中功率损耗,并将优化设计后的CVT（机械电子CVT即EM-CVT）效率与电液式CVT效率进行比较,结果验证EM—CVT在传动效率方面取得了良好的效果。优化的CVT系统对进一步降低金属带无级变速传动轿车的燃油消耗和改善尾气排放具有重要意义。     

高速重载齿轮传动多目标优化设计研究

针对高速重载工况,以齿轮传动的动载系数和齿面接触应力为优化设计目标函数,齿轮基本参数为设计变量,建立了圆柱齿轮传动的多目标优化设计数学模型,分析了设计变量对齿轮传动接触强度和弯曲强度的影响,采用线性加权法求解了齿轮传动的多目标优化问题.结果表明,以动载系数和齿面接触应力为目标函数的多目标优化设计与以最小体积为目标函数的单目标优化设计相比,优化后的动载系数和齿面接触应力更小,达到了减小系统振动和噪声,提高齿轮传动的承载能力的目的,为高速重载齿轮传动设计奠定了基础.     

复合式汽车变速器最佳经济性速比优化算法研究

复合式汽车变速器,由金属带式无级变速器(continuously variable transmission,CVT)和有级变速传动装置组成,可根据汽车工况的需要分别实现无级变速传动和有级变速传动。综合考虑了发动机效率和CVT效率对汽车油耗的影响,提出了一种复合式汽车变速器最佳经济性速比优化方法。首先建立了动力传动系统的数值模型,为系统优化匹配和仿真分析奠定了基础。其次,建立了CVT最佳经济性速比匹配优化目标函数模型。基于simulation X软件,建立了装有复合式变速器的汽车仿真模型,对CVT的最佳经济性速比进行了优化,并对比分析了速比优化前后汽车的动力性和燃油经济性,证明了本文算法的有效性和实用性。     

MathCAD在HMCVT行星轮系参数优化设计中的应用

目前传统液压机械无级变速器中行星轮系参数优化步骤繁琐,精确建模难度比较大。设计了一种新型的等差式液压机械无级变速器,基于MathCAD对其行星齿轮系空间尺寸和体积进行优化。根据液压机械无级变速器无级传动条件确定行轮系参数,以行星轮系齿轮模数、齿数和齿轮宽度作为设计变量,以减小行星轮系结构体积作为目标函数建立数学模型,利用MathCAD对行星轮系参数进行优化设计。结果表明:行星齿轮系的体积比原体积降低24%,使行星轮系结构更紧凑,减轻质量和降低成本。     

两级行星齿轮传动系统多目标优化设计研究

利用MATLAB优化工具箱对两级行星齿轮传动机构进行多目标优化设计,以体积(重量)最小、传递效率最高作为优化目标,建立多目标优化数学模型.结合算例,给出最优参数求解步骤以及所用方法的特点,为两级行星齿轮传动机构优化设计提供指导.     

无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的参数优化

无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动是一种能同时满足高精度、大载荷要求的新型环面蜗杆传动.为获得啮合性能优良的无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动,提出综合考虑传动齿面接触性能和润滑性能对该新型传动的几何参数进行优选.通过对蜗杆副齿面啮合参数如诱导法曲率、卷吸速度、润滑角以及滚子自转角等的数值计算,分析表征传动啮合性能的齿面接触参数的影响因素,进而确定该新型蜗杆传动优化设计变量的取值范围.以此为基础,建立以蜗杆副的滚子自转角及齿面综合系数为优化目标,建立以传动齿面润滑角、蜗杆轴的强度与刚度以及几何不干涉等为约束的优化设计数学模型,并用Matlab的遗传算法工具箱对数值算例进行求解.数值实例表明,经过几何参数优化的蜗杆传动,其齿面接触性能和润滑性能明显得到改善和提高.     

控制式差动无级变速器的优化设计

针对目前控制式差动无级变速器设计比较复杂的问题,以整个装置的体积最小为优化设计目标,建立控制式差动无级变速器优化设计的数学模型,利用MATLAB的优化工具箱对其进行优化设计,优化设计后有效减少减速装置的体积,可为同类型传动的设计提供设计方法。     

准静态与动态载荷下斜齿轮齿面粘着磨损计算

基于反向圆锥滚子等效接触模型和Archard磨损计算通式,提出了一种适用于标准斜齿轮齿面粘着磨损的计算方法。由时变接触线长百分比和弯-扭-轴耦合动力学模型确定齿面载荷,根据等效接触模型和Hertz接触理论计算齿面压力和滑移距离,求出准静态与动态载荷下的齿面磨损量。通过将主动轮磨损曲线与相关文献结果比较,验证了上述方法的正确性。几何与工作参数对磨损量的影响分析显示,齿根与齿顶处的磨损量较大,且齿根的磨损量大于齿顶,节圆处的磨损量趋近于零;齿轮前端面至后端面,主动轮磨损量逐渐减小而从动轮磨损量逐渐增大;宽齿轮的磨损量沿齿宽渐趋均布。参数分析表明：增大模数、传动比、齿宽或减小扭矩均可降低磨损量,增大螺旋角或改变转速对减小齿面磨损的作用不明显。上述研究对于提高齿轮表面质量与传动性能,对于减磨设计具有一定的参考价值。     

液压自动车床V带传动可靠性优化设计

V带传动常规的设计方法是以保证带传动不打滑又具有足够的疲劳寿命为准则进行的选择性设计,但由于带传动设计中的相关参数均为随机变量,且近似服从正态分布规律,从而使得设计结果很难达到最优。将带传动设计的有关参数按随机变量处理,以带传动具有足够的疲劳寿命和不打滑的可靠度以及小带轮直径、小带轮包角、中心距等为条件约束,根据有关可靠性设计理论和优化设计理论建立带传动优化设计的数学模型,应用MATLAB优化工具箱对液压自动车床带传动系统进行优化设计,得到了最优的传动方案。     

汽车牵引式无级变速器的传动特性研究

在分析了牵引式无级变速器基本结构和工作原理的基础上，着重分析了在半接触角和摆动角变化时诸如传动比、滑动率、接触区的自转角速度和传动效率等的传动特性。研究表明，存在一个半接触角使得无级变速器在整个速比范围内，滑动率较小，自转角速度的绝对值较小，传动效率也较高。随着动力滚子半接触角的增大，接触区的压力随着摆动角的增大而增大，传动比也会增大，但速比范围会有所减少。     

Geometry design and tooth contact analysis of crossed beveloid gears for marine transmissions

Beveloid gears,also known as conical gears,gain more and more importance in industry practice due to their abilities for power transmission between parallel,intersected and crossed axis.However,this ty...     

齿轮传动多体接触动力学模型

基于多体接触动力学理论,对齿轮传动动力学模型进行了研究,给出了模型参数的确定方法.以开发的混合型齿轮传动为对象,在ADAMS软件环境中建立了其多体接触动力学模型.在仿真环境下直观动态地描述了齿轮啮合接触过程,计算出齿轮传动在给定输入转速和载荷作用下各级齿轮的动态啮合力.仿真分析结果揭示了齿轮传动的刚度激励与啮合冲击激励引起响应的周期性波动的现象.     

变齿厚渐开线齿轮包络环面蜗杆传动啮合性能分析

为准确掌握变齿厚渐开线齿轮包络环面蜗杆传动的宏微观啮合性能及各设计参数对啮合性能的影响,建立了传动副数学模型,推导出啮合几何学方程,研究了螺旋角、传动比、法向模数及压力角等主要设计参数对啮合性能的影响规律;综合考虑选取优化设计参数并进行传动副样件加工,通过传动副对检试验考察了接触斑点的分布情况。分析结果表明：在满足环面蜗杆喉部中径强度和刚度要求的情况下,适当螺旋角、较大传动比、较大法向模数和较大压力角会获得优异的接触线分布、接触区域和较优的微观啮合质量;右侧的微观啮合质量优于左侧的微观啮合质量;传动副样件接触斑点与理论分析结果一致,右侧齿面接触斑点分布更好,验证了分析方法的正确性。     

人字齿轮直线型对角修形设计及成形磨原理

为了降低承载传动误差波动产生的振动激励，提出了成形磨人字齿轮直线型对角修形优化设计。根据ISO对角修形定义，计算齿顶、齿根修形起始线在旋转投影面上的螺旋角，将修形曲线设计为直线型，给定最大修形量，确定对角修形的齿面方程。利用齿面接触分析和轮齿承载接触分析，以工作载荷下人字齿轮承载传动误差波动量最小为优化目标，采用遗传算法优化对角修形参数。确定以目标修形齿面法向偏差的平方和最小的目标函数，以螺旋角、模数、压力角为设计变量，采用遗传算法分别对齿顶和齿根修形区域进行逼近，从而实现对角修形的成形磨加工。结果表明，人字齿轮直线型对角修形可以将承载传动误差波动量降低到36.65%；采用三截面砂轮成形磨的理论误差控制在1μm以内，获得较高的齿面精度；试验人字齿小轮齿的检测结果控制在4级精度以内，并进行了齿轮副的滚检试验，从而验证该方法的有效性。     

不同重合度非圆齿轮设计及弯曲应力分析

非圆齿轮传动具有广泛的应用场景。针对非圆齿轮传动,采用齿轮啮合原理和材料力学等原理及方法,提出了大重合度非圆齿轮设计方法。探讨了非圆齿轮传动原理和节曲线构建方法,计算了其节曲线曲率半径和重合度方程。建立了不同重合度非圆齿轮轮齿时变啮合刚度与载荷分配率计算模型,推导了不同重合度非圆齿轮齿根弯曲应力方程。探讨了不同结构参数下非圆齿轮副重合度、时变啮合刚度、时变载荷分配率及齿根弯曲应力变化规律,确定了轮齿所受最大载荷位置。开展了不同重合度非圆齿轮齿根弯曲应力仿真分析和实验测量,与理论计算结果进行了对比分析,最大误差分别约为4.8%和5.9%,验证了理论方法的合理性与正确性,为大重合度非圆齿轮传动的工程应用奠定了基础。     

粗糙表面微凸体对液黏传动的影响

为研究液黏传动过程中粗糙表面的承载特性,将分形理论引入到两粗糙表面摩擦过程之中,分析传动过程中混合摩擦和边界摩擦两阶段的微凸体承载过程,考虑微凸体弹塑性变形,对M-B模型进行修正,建立修正的微凸体承载模型。建立基于修正M-B模型的微凸体承载模型。通过数值仿真得到有效面积系数、分形参数对液黏调速离合器传动过程的影响规律;对修正的微凸体承载模型的计算结果与M-B模型的计算结果进行对比分析。结果表明:微凸体接触载荷和传递转矩随着面积比的增大而增大,当有效面积系数与尺度系数增大时,接触载荷与传递转矩均有所增大;分形维数为1.5时,微凸体接触载荷与传递转矩最小且随面积比的变化最为缓慢;在整个接触区域内,弹性变形区域的面积、接触载荷以及传递转矩最大,其次是弹塑性变形区域,塑性变形区域最小;考虑弹塑性变形时,微凸体接触载荷与传递转矩均有所下降;修正M-B模型和M-B模型间的修正系数范围在25%以内,修正系数随着有效面积系数、尺度系数的增大而增大,随着分形维数的增大而减小。     

半环型锥盘滚轮式无级变速器的传动特性研究

分析了半环型锥盘滚轮式无级变速器基本结构、工作原理及在半接触角和摆动角变化时诸如传动比、滑动率、接触区的自转角速度、传动效率、滑滚比、牵引系数等牵引传动特性。研究表明，存在一个半接触角使得无级变速器在整个速比范围内，滑动率较小，自转角速度的绝对值较小，传动效率也较高，滑滚比较小，牵引系数较大，牵引力较小。随着动力滚子半接触角的增大，接触区的压力随着摆动角的增大而减小，传动比会减小，速比范围也有所减小。