齿面几何结构对面齿轮弯曲疲劳寿命的影响

基于坐标变换和啮合原理推导出面齿轮齿面方程,建立不同齿面参数(压力角、模数)的面齿轮传动有限元模型,分析了齿面参数对齿根弯曲应力、接触面积的影响以及弯曲应力沿齿高方向、齿宽方向的分布规律。面向磨齿及铣齿齿面粗糙度,根据修正的局部应力应变法计算了不同齿面粗糙度下的疲劳裂纹生成寿命,利用损伤容限设计法对疲劳裂纹扩展寿命进行了预测。研究结果表明,压力角对齿面弯曲疲劳寿命影响明显,尤其是对裂纹扩展寿命影响较大,增大压力角有助于提高齿面弯曲疲劳综合寿命;此外,磨削齿面较铣削齿面有利于提高齿面弯曲疲劳寿命。研究内容可为面齿轮抗疲劳设计提供依据。     

双圆弧齿轮轮齿弯曲应力计算

本文利用三维有限元法,据GB12759—91型双圆弧齿轮轮齿的齿根和齿腰弯曲应力沿齿向分布、螺旋角β大小和接触迹线偏差△J,对双圆弧齿轮齿根和齿腰弯曲应力大小的影响等进行了较全面的计算分析。在此基础上,归纳得出双圆弧齿轮轮齿锐角端螺旋角应力影响系数K_(Fβ)、K_(Yβ)和齿端应力增加系数K_(FE)、K_(YE)以及接触迹线偏移的应力影响系数。     

双圆弧齿轮凸、凹齿同时加载的齿腰弯曲应力

根据任意转角位置的双圆弧齿轮齿廓数学模型,运用Pro/E软件构建了双圆弧齿轮模型,首先分析比较了仅在凸齿处加载和在凸、凹齿处同时加载两种不同加载方式时的齿腰弯曲应力,然后在轮齿的凸、凹齿处同时加载,对齿腰处的弯曲应力进行了有限元分析,得出了双圆弧齿轮齿腰弯曲应力与螺旋角、模数、齿数的关系曲线。其分析结果将为双圆弧齿轮设计和制造等提供参考依据。     

直齿面齿轮加载啮合有限元仿真分析

研究正交面齿轮在加载条件下面齿轮啮合的传动性能参数、齿面接触应力和轮齿弯曲应力变化规律的有限元分析计算关键技术,以赫兹接触应力解析公式计算结果为对比,提出接触应力和弯曲应力计算的有限元网格密度确定方法。根据面齿轮重合度,分析面齿轮加载啮合仿真的五齿模型和七齿模型适用场合,给出面齿轮在啮合过程中的齿面接触应力和齿根弯曲应力最大值位置,计算面齿轮多齿模型接触应力及弯曲应力极值,准确得到面齿轮传动的重合度、传动误差、载荷分布系数等传动性能参数,以及载荷对这些传动性能参数的影响规律。研究结果表明,赫兹接触应力解析公式计算的结果合理地确定了有限元模型的网格密度,有限元仿真得到的应力值可靠,传动性能参数的分析结论正确。     

渐开线圆柱齿轮测算法 八、基圆螺旋角的测算

八、基圆螺旋角的测算用测算正齿轮基节和基圆齿厚的方法,在斜齿轮的法面上来测量,就可以测算出斜齿轮法面的基节和基圆齿厚。测出法面的基节和基圆齿厚以后,便可测实基圆螺旋角。下面介绍两种测算基圆螺旋角的方法。1.用图17所示的方法测出斜齿轮的轴向齿距 P。如果斜齿轮的螺旋角较小,在轴线方向量不到两个齿相应点的距离时,可以把齿顶涂上印泥在纸上     

双圆弧齿轮主要齿形参数对弯曲强度影响

以双圆弧齿轮为研究对象,利用UG软件对其进行精确建模,并进行有限元分析。研究齿轮跑和前理论点加载时,齿轮的弯曲强度分析。分析齿轮弯曲应力沿齿高方向的分布,不同位置加载时弯曲应力的变化情况,齿轮主要的失效形式,发生齿根和齿腰折断的原因。分析了双圆弧齿轮齿全高h,名义压力角α,齿廓的圆弧半径ρ与齿轮弯曲强度的关系,讨论了这些参数的选取原则。     

斜线齿面齿轮插齿加工及有限元分析

接触强度和弯曲强度直接影响着斜线齿面齿轮副的使用寿命,是其设计的重要指标。以斜线齿面齿轮副为基础,研究准共轭齿廓的展成原理,建立面齿轮齿面的精确数学模型,并进行齿宽设计;采用逆向建模软件CATIA建立高精度实体模型,利用ABAQUS对齿轮副进行有限元分析,提取出倾角为0°和倾角为5°时两组不同的斜线齿面齿轮副的接触应力曲线和弯曲应力曲线,进行比较得出了弯曲应力和接触应力的产生位置和变化情况,为斜线齿面齿轮的可靠性提供了参考。     

用展成法加工斜齿内齿轮的设计计算

介绍了成形法和展成法两种加工斜齿内齿轮的方法。详细介绍了用展成法加工斜齿内齿轮时,其螺旋导轨导程和斜齿插齿刀螺旋角尻的确定,以及工件法面模数帆的计算。并用公式表述了螺旋导轨导程、螺旋角及模数等参数之间的关系。     

正交面齿轮弯曲应力的分析

建立了正交面齿轮的三齿几何模型 ,形成了相应的有限元分析模型 ,研究了在不同参数下 (如模数、齿数、齿宽 )正交面齿轮三齿模型的最大弯曲应力特性。本文考虑面齿轮受载最不利的情况 ,即在面齿轮的齿顶沿齿宽方向的不同位置加集中载荷 ,通过有限元分析表明 ,面齿轮的最大弯曲应力不是在齿根而是在沿齿高方向的中部位置 ,并随力的作用点向两端移动时最大弯曲应力的位置向齿顶移动。这对于面齿轮传动设计中控制接触点的位置有重要意义     

提高胶木小模数斜齿螺旋角精度的方法

我厂以前加工的胶木小模数斜齿轮,45°螺旋角误差较大,相邻齿的螺旋角一致性也较差。因而使齿轮相邻周节误差大,瞬时传动比变化大,工作不平稳,齿轮噪声大。为此,我们采用钢质齿轮与胶木齿轮跑合进行修正。胶木齿轮跑合后,螺旋角误差减小,相邻齿螺旋角一致性明显好转,齿面光洁度提高,工作平稳,噪声减小,效果良好。具体跑合方法如下: (1) 将精度合格的钢质齿轮套在心棒上,顶在两顶尖之间,并用螺帽固定。并紧螺帽时用百分表检查     

Tooth contact analysis of face-gear drives

Based on the face-gear generation process, the analytical geometry of the face-gear drive and its mathematical model for tooth contact analysis of the face-gear and the spur pinion meshing were derived. The tooth contact paths and the transmission errors due to assembly error along the axis of face-gear, misalignment of crossed and angular displacements between axes of spur pinion and face-gear were analyzed. Furthermore, the conditions of undercutting and pointing in the generation process were studied. Several design charts were then developed. Finally, the conditions of undercutting and pointing for a face-gear drive were all identified in meshing with and without assembly error along the direction of the axis of face-gear and misalignment of angular displacement between axes of spur pinion and face-gear. Several numerical examples were also presented.     

基于斜齿小齿轮的面齿轮的齿面生成研究

文中提出了基于斜齿小齿轮的面齿轮传动的两种几何设计方法,一种是利用传统的螺旋渐开线小齿轮的包络原理,另一种是利用由齿条刀具生成的小齿轮的包络原理;推导了两种情况下面齿轮的齿面方程,并讨论了齿宽的限制条件,实现了面齿轮齿面的可视化.     

基于小轮磨齿修形的面齿轮接触性能分析

提出了直齿面齿轮的碟形砂轮磨齿方法,根据磨齿加工原理,建立了碟形砂轮磨齿加工模型,利用磨齿加工过程中对小轮的双向修形来实现面齿轮副的啮合性能优化,推导了面齿轮齿面和小轮修形齿面方程。算例表明,对小轮磨齿加工参数和修形参数的调整,可使齿面接触迹线的位置和方向得到改善,从而降低面齿轮副对安装误差的敏感性,并得到抛物线传动误差,有效减小因安装误差引起的振动与噪声。     

面齿轮传动安装误差特性研究

对渐开线直齿圆柱齿轮和面齿轮的啮合传动的安装误差范围进行了研究。建立了面齿轮齿面方程,应用微分几何和啮合原理形成了齿面啮合迹;通过分析齿面啮合点处的弹性变形与其曲率的关系,得到了面齿轮上的齿面啮合域;最后分析了安装误差对传动误差和啮合域的影响,并确定了满足设计啮合域要求的安装误差变动范围。     

基于LS-DYNA的正交面齿轮动态接触分析

以圆柱齿轮和面齿轮传动为研究对象,采用齿轮啮合原理,分别形成了两者的齿面数据,在此基础上,采用CATIA形成了齿轮齿面,并对齿轮轮齿进行了几何实体造型,而后利用ANSYS/LS-DYNA对面齿轮进行动力学接触仿真分析,计算了齿轮副在动态啮合过程中齿面接触应力的变化情况,并对结果进行相应的分析。     

Optimization of asymmetric spur gear drives to improve the bending load capacity

In a given size of symmetric involute gear designed through conventional approach, as the load carrying capacity is restricted at the higher pressure angle due to tipping formation, the use of the asymmetric toothed gear to improve the fillet capacity in bending is examined in this study. Non-standard asymmetric rack cutters with required pressure angles and module are developed to generate the required pinion and gear of a drive with asymmetric involute surfaces and trochoidal fillet profiles. The respective profiles thus generated are optimized for balanced fillet stresses that are equal and possibly the lowest also. For this study of optimization, several non-standard asymmetric rack cutters are designed to accommodate different combinations in the values of pressure angle, top land thickness ratio, profile shift, speed ratio and the asymmetric factors. However for any drive with a given center distance and a speed ratio, only two non-standard asymmetric rack cutters, one for the pinion and other for the gear are used to generate a required numbers of pinion and gear with different cutter shift values for the purpose of optimization. The influence of these parameters on the maximum fillet stress has been analyzed to suggest the optimum values of these parameters that improve the fillet capacity in bending. The optimization of the asymmetric spur gear drive is carried out using an iterative procedure on the calculated maximum fillet stresses through FEM for different rack cutter shifts and finally the optimum values of rack cutter shifts are suggested for the given center distance and the speed ratio of an asymmetric gear drive. Comparisons have also been made successfully with the results of the AGMA and the ISO codes for symmetric gears to justify the results of the finite element method pertaining to this study.     

基于均布载荷的正交面齿轮齿根弯曲应力计算方法研究

通过设计正交试验表,利用有限元软件对正交面齿轮在均布载荷作用下的齿根弯曲应力进行分析,拟合了面齿轮齿根弯曲应力计算公式,并分析了有限元值和拟合公式计算值间的误差,验证了拟合公式的可信性.该计算方法可为面齿轮传动的齿根弯曲强度分析奠定一定的理论基础.     

产品几何技术规范(GPS)在面齿轮齿面检测中的应用

面齿轮加工后的精度评定是面齿轮研究的主要方向之一。分析了GPS系统分析过程和实施思路,将GPS理论与面齿轮齿面检测结合,建立了面齿轮齿面检测方法,完成了面齿轮齿面偏差的精度评定,为面齿轮加工精度的评定奠定了基础。     

非耦合安装误差对斜齿轮与面齿轮传动的啮合迹灵敏度研究

对渐开线斜齿圆柱齿轮和面齿轮的啮合传动进行了研究，从齿面的几何计算入手建立了斜齿轮和面齿轮的齿面方程，并在此基础上形成了数值齿面。本文还研究了系统的安装误差，并把系统的安装误差分解为偏置距，径向误差，轴线夹角误差。在此基础上利用计算机编程仿真的方法，重点研究了一对齿轮在两项误差为零的情况下，其中一项误差对啮合迹线在齿面上的位置的影响。