利用牛顿迭代法计算双圆弧齿轮传动弦齿厚和弦齿高方法

圆弧齿轮传动是一种具有承载能力高、使用寿命长的动力齿轮传动,在抽油机减速器上应用非常广泛。双圆弧齿轮基本齿廓的位移直接影响齿轮的啮合质量,在实际生产中,常用控制弦齿厚、弦齿高极限偏差的方法间接控制基本齿廓位移量,在测量前必须计算出弦齿厚、弦齿高的理论值,本文阐述了双圆弧齿轮传动的弦齿厚、弦齿高计算原理和公式,提出了以牛顿迭代法计算双圆弧齿轮的弦齿厚的原理、流程及迭代方程,与手工计算相比,大大降低了工作量,精度得到了很好的保证。     

3K型变齿厚行星齿轮传动装置的效率分析

针对齿轮传动中因齿轮齿面磨损,导致啮合间隙增大,影响装置传动效率的问题,提出了一种可补偿侧隙的3K型变齿厚行星齿轮传动装置。首先分析了该新型装置的啮合特性。运用单元分析法推导出各啮合效率与传动效率的关系。然后,基于啮合原理与积分中值定理,得到重合度、变位系数、啮合角和锥角等基本参数与啮合效率的关系,进而得出各啮合参数与整机传动效率的数学模型。最后,基于优化设计理论,以MATLAB为工具,在满足齿轮强度的条件下,以传动效率为设计目标,得出齿轮啮合参数的一组最优解。该研究对变齿厚齿轮传动装置的设计具有一定的指导作用。     

双圆弧圆柱齿轮传动的接触特性分析

基于Pro/E完成双圆弧齿轮传动的三维参数化建模,结合双圆弧齿轮啮合传动的重合度因素,在ANSYS Workbench 14.5中建立了有限元模型及进行了静力学分析,得到了轮齿在一个啮合周期里接触线上的接触变形的变化情况,分析了齿廓半径差Δρ、螺旋角β与齿轮接触应力的关系,对双圆弧齿轮传动的设计计算具有一定的参考价值。     

齿轮法向啮合齿廓及其测量

法向啮合齿廓是齿轮齿面上能反映齿轮的加工与传动质量的一条工程意义独特的曲线,在齿轮滚齿、蜗杆砂轮磨齿等展成法加工中,是齿面加工的形成曲线,在渐开螺旋齿轮传动中,是齿轮传动的工作曲线。然而,现有的齿轮测量仪器并没有法向啮合齿廓的测量功能。结合法向啮合齿廓的形成原理,给出了其理论模型,基于现有齿轮测量中心,提出了法向啮合齿廓偏差测量的四坐标测量法和三坐标测量法。测量实践表明,采用现有的齿轮测量仪器,能方便的实现法向啮合齿廓偏差测量与评定,四坐标法测得的法向啮合齿廓形状偏差、倾斜偏差和总偏差与三坐标法的测量结果相比分别相差0.2、1.3、0.6μm。与渐开线和螺旋线相比较,法向啮合齿廓具有综合性、统一性和唯一性,通过对渐开线偏差和螺旋线偏差的相互补偿,可优化对法向啮合齿廓的控制,有效降低对渐开线和螺旋线的精度要求。     

单圆弧齿轮测量方法的改进

在单圆弧齿轮传动中,切齿深度偏差不仅造成齿侧间隙的大小发生改变,同时也使轮齿在齿高方向的初始接触部位发生改变,从而对单圆弧齿轮的强度与性能产生显著影响,所以单圆弧齿轮滚齿加工的尺寸控制特别重要。我厂为各起重机械厂生产的单圆弧人字齿轮减速器,原设计齿部加工控制尺寸为弦齿深,受齿顶圆公差及螺旋角较大的影响,     

直线—圆弧齿廓内齿轮副的齿形优化设计

圆弧齿廓外齿轮和直线齿廓内齿轮都可以通过磨削加工解决内齿轮副硬齿面的加工问题,用圆弧齿廓替代与直线齿廓内齿轮啮合的外齿轮齿廓会引起啮合传动误差,通过误差分析,提出了其误差计算公式,以该啮合传动误差为最小作为目标函数,对直线-圆弧齿廓内齿轮副齿形进行了优化设计,结果表明齿形误差仅为几微米.     

直线一圆弧齿廓内齿轮副的齿形优化设计

圆弧齿廓外齿轮和直线齿廓内齿轮都可以通过磨削加工解决内齿轮副硬齿面的加工问题,用圆弧齿廓替代与直线齿廓内齿轮啮合的外齿轮齿廓会引起啮合传动误差,通过误差分析,提出了其误差计算公式,以该啮合传动误差为最小作为目标函数,对直线一圆弧齿廓内齿轮副齿形进行了优化设计,结果表明齿形误差仅为几微米。     

单圆弧齿轮孔面齿根距测量

在单圆弧齿轮传动中，切齿深度偏差会改变齿侧间隙的大小，同时也使齿高方向的初始接触部位发生变化，影响单圆弧齿轮的强度，所以单圆弧齿轮滚齿加工中的尺寸控制特别重要。我厂为各起重机械厂生产的单圆弧人字齿轮减速器，原设计齿部加工控制尺寸为弦齿深，由于齿顶圆公差及螺旋角大的影响，所测弦齿深极不准确，在整机装配中，常常出现侧隙过小、接触线位置不正确的情况，严重影响了减速器的供货周期及质量。为此，经过反复实践，对齿轮轴采用了公法线法测量，对齿轮采用自制的孔面齿根距千分尺测量(因为齿轮齿形为凹齿齿形，无法用公法线法测量)。     

直线共轭内啮合齿轮传动的齿形参数研究

针对直线共轭内啮合齿轮副的特性,参照渐开线齿轮传动定义了直线齿廓外齿轮的基本参数,讨论了齿顶半角、压力角和最小齿数的关系,分析了直线齿廓上的压力角随齿高的变化规律,提出了直线共轭变位传动的概念。在此基础上,对齿廓上的啮合极限点进行了研究,计算了直线齿廓上可以参与啮合的线段长度。通过研究齿廓线段与对应啮合转角之间的关系,推导了重合度计算公式,保证在齿形参数设计时满足连续传动的要求。最后通过内啮合齿轮泵的工程实例,验证了直线共轭内啮合传动的齿形参数设计方法和齿轮副的啮合传动性能。     

齿宽、重合度对双圆弧圆柱齿轮动态行为的影响分析

基于圆弧齿轮的啮合传动特点,应用已建立的双圆弧齿轮单自由度啮合振动模型,理论研究了齿宽、重合度对双圆弧齿轮传动过程中振动行为的影响,分析了一些特殊齿宽区域内双圆弧齿轮的动态行为,并据此提出了在设计和制造过程中所应注意的一些问题     

齿轮修端机的研制

对于双圆弧齿轮传动,周期性的啮入啮出冲击及齿端部的铲刮现象是齿轮传动产生振动和噪声的主要原因,合理的轮齿修形是改善齿轮传动性能、降低振动和噪声的最有效方法。此外,从双圆弧齿轮弯曲强度的角度来看,轮齿端部的抗弯曲强度较差,这也是双圆弧齿轮易崩角的原因。因此,我们希望轮齿在啮合过程中,位于端部的接触迹所受载荷尽可能小,端部修簿正是达到这一目的的有效途径。     

圆弧齿线双圆弧齿轮的切齿试验研究

现代工业的发展对齿轮传动的要求日益提高,促使人们不断开发新齿形。圆弧齿线双圆弧齿轮是采用双圆弧齿轮的齿廓和圆弧齿线圆柱齿轮的齿线而形成的新型齿轮,独特的凸凹啮合齿线和凸凹啮合齿廓,使其齿面接触强度和轮齿弯曲强度都得到了很大提高,应用前景十分广阔。文中论述了该齿轮的传动特点和展成原理,分析了在滚齿机上的加工方案,并经切齿试验论证。     

双曲型法向圆弧齿轮副的点啮合设计与啮合效率

双曲型法向圆弧齿轮是一种将圆弧齿形拓展至交错轴齿轮传动的新型传动技术。在双曲型法向圆弧齿轮传动原理的基础上,提出齿廓的点啮合设计方法,推导啮合齿面的数学模型;在综合考虑摩擦力和摩擦力矩的情况下,进行速度分析和受力分析,推导双曲型法向圆弧齿轮副的啮合效率公式,分析主要设计参数对效率的影响。研究结果可为双曲型法向圆弧齿轮副的优化设计提供理论参考。     

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。     

渐开线齿轮滚齿工艺性分析

要提高变速器齿轮传动的平稳性,降低传递误差,对于齿轮齿形的修形要求越来越高。但是,传动过程的齿轮啮合与滚齿过程的加工啮合性质存在差异,前者为平行轴传动关系,后者为交叉角的蜗轮蜗杆传动关系。而设计齿轮的齿顶和齿根存在非渐开线的齿形修缘,不同的传动关系会导致加工出来的齿形与设计目标不一致。正是基于这一点,提出设计齿轮的滚齿工艺性分析方案,以减少后期设计变更带来的开发成本浪费。     

圆弧齿行星减速器的效率计算

圆弧齿行星传动为一种K-H-V型行星传动,如图1所示。这种传动的行星轮a为一纯圆弧齿的外齿轮,与其相啮合的内齿轮b为一装有圆柱形针齿的针轮。由于内、外齿轮齿数相差较少(常为一齿差),故为一种新型少齿差传动。圆弧齿行星减速器的结构与目前广泛使用的摆线针轮行星减速器基本相同,其工作原理是依据长幅外摆线的形成原理而动作的。     

采用计算机计算螺旋传动齿轮啮合参数

<正>计算螺旋齿圆柱齿轮螺旋传动啮合参数时,最复杂的就是确定传动的轴交角、最短中心距和有效齿廓最低点的渐开线展开角.在设计盘形剃齿刀及用于精整加工的珩齿轮,以及剃齿刀的校核计算中,上面提到的参数计算是必不可少的.我们研究一下螺旋传动的共轭齿轮副的无间隙啮合,写出表达法向齿厚与法向节圆齿距的相互关系的方程:     

渐开线齿轮滚齿工艺性分析

要提高变速器齿轮传动的平稳性,降低传递误差,对于齿轮齿形的修形要求越来越高.但是,传动过程的齿轮啮合与滚齿过程的加工啮合性质存在差异,前者为平行轴传动关系,后者为交叉角的蜗轮蜗杆传动关系.而设计齿轮的齿顶和齿根存在非渐开线的齿形修缘,不同的传动关系会导致加工出来的齿形与设计目标不一致.正是基于这一点,提出设计齿轮的滚齿工艺性分析方案,以减少后期设计变更带来的开发成本浪费.     

渐开弧面齿轮的形成原理及数学模型

结合传统渐开线齿轮与圆弧齿轮优点,提出一种新型的渐开弧面齿轮传动。定义了渐开弧面齿轮的概念,即分别在主从动齿轮的渐开线齿廓上选取两条相对应啮合的单值曲线,在两条曲线上的任意点分别用凸凹圆弧替代渐开线齿廓形成新的齿廓。根据微分几何基本原理,运用坐标变换法推导渐开弧面齿轮传动的齿面方程。讨论渐开弧面齿轮的中心距可分性,分析表明即使中心距发生改变,只要一对齿轮齿廓能够啮合传动,就仍能保持良好的传动性能。根据实例的具体参数,建立一对渐开弧面齿轮啮合的三维实体模型。研究结果为进一步开展渐开弧面齿轮传动研究提供了理论基础,对后续齿轮的设计、加工等有很大的参考价值。     

齿轮特征线统一模型及在齿轮三维误差评定中的应用

表征渐开螺旋齿轮的特征线有多种,广为熟知的是几何意义明确的渐开线和螺旋线。其实齿面上还有法向啮合齿形、接触线等工程价值突出的其他特征线。但特征线增多带来了两个问题,一是复杂的特征线方程彼此不关联,数学上缺乏统一性;二是除了渐开线和螺旋线,其他特征线没有测量手段,缺乏可测性。据渐开线齿轮传动的特点,将齿面特征线映射到啮合平面里,发现齿面上各条特征线在啮合平面里都有各自对应的二维直线,以此建立直线模型统一表达了齿面各种特征线;基于齿轮三维误差测量数据和特征线统一模型,提出了各种特征线偏差的提取方法,应用于测量实践,通过与通用齿轮仪器测量的渐开线偏差和螺旋线偏差作比对,证明了特征线统一模型及特征线偏差提取方法的有效性和实用性,解决了齿面复杂特征线的可测性问题。同时,齿轮特征线统一模型在齿轮工艺误差溯源、传动性能预报等方面也有重要应用价值。