基于传动误差反馈的齿形设计方法

基于渐开线斜齿轮系统动力学、几何性质,利用ABAQUS软件进行了斜齿轮传动误差分析,提出了根据齿轮副传动误差反馈调整齿廓修形的修形曲线和修形量的方法。该方法能够有效减小齿轮副的传动误差,为降低齿轮系统的振动、噪声提供了一个重要的研究方法。     

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。     

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。     

考虑滚刀安装误差齿轮建模的研究

随着齿轮应用技术的发展,对齿轮精度提出了更高的要求,以实现齿轮传动高转速、高功率、低噪声和高传动精度的目标。采用滚刀加工齿轮的过程中,若忽略刀具的几何形状误差,滚刀安装误差就成为影响齿轮平稳性精度的主要因素之一。从滚刀安装误差出发,分析了滚刀安装误差对齿轮精度的影响,并依据范成法加工齿轮的原理,分别建立齿轮坐标系和刀具坐标系,利用坐标变换的方法推导出齿轮的齿廓方程,为齿轮三维参数化精确建模提供了设计基础。     

齿廓误差对斜齿轮接触特性的影响研究

为了研究齿廓误差对斜齿轮接触特性的影响,推导出含齿廓形状误差和齿廓倾斜误差的渐开线方程,并在ANSYS中建立了含齿廓误差的有限元模型,基于该模型获得了齿廓误差对最大接触应力、弯曲应力、载荷分布的影响规律。结果表明,齿廓形状误差和齿廓倾斜误差降低了齿轮的接触强度和弯曲强度,改变了齿轮的载荷分配状况,当齿廓形状误差大于5μm或齿廓倾斜误差等于0.5°时,齿轮由三齿啮合逐渐变为双齿啮合,双齿啮合逐渐变为单齿啮合,影响了齿轮的承载能力。     

刀具安装误差对面齿轮齿廓曲面影响分析

为分析插齿加工中刀具安装误差对面齿轮齿廓曲面的影响,建立考虑刀具安装误差的面齿轮插齿加工的啮合坐标系;采用包络原理,推导了面齿轮齿廓曲面方程;应用数值仿真的方法,建立了含刀具偏置与轴交角误差的面齿轮齿廓曲面模型,分析刀具偏置与轴交角误差对面齿轮齿廓曲面的影响。研究结果表明,面齿轮齿廓曲面对刀具的安装误差不敏感。     

斜齿轮的齿廓修形的实验研究

本文以一对斜齿轮传动为对象,设计了这对齿轮在传动误差幅值最小时的齿廓修形曲线。作者进一步在齿轮实验台上,实际测量了该对齿轮在修形和未修形时的传动误差波形,与计算波形作了对比,并测量了该对齿轮在实际工况下的相对扭振加速度,证明了齿廓修形方法在齿轮系统减振设计中的突出效用。     

天文望远镜传动直齿轮齿廓修形设计

采用高次幂、短修形方式设计望远镜传动直齿轮,既满足重合度要求,又可改善齿轮的静传动误差,还能消除齿顶刮行现象,避免应力集中。定义空载传动误差设计曲线为齿廓修形参数,根据虚拟加工过程,建立修形齿廓方程。采用轮齿接触分析理论,结合有限元法,计算了空载传动误差曲线、齿轮承载变形曲线以及静传动误差曲线、并计算了定载荷情况下,考虑齿距误差的齿廓修形方程。结合仿真算例,对比未修形齿轮与修形齿轮的静传动误差以及主动轮齿顶处的应力,表明修形效果明显。     

渐开线齿轮不同形式齿廓偏差对齿轮噪声的影响

在高速传动系统中,齿廓总偏差作为影响齿轮系统振动和噪声的重要因素已经引起设计者的重视.对齿轮传动系统中常见的轮齿不同形式的齿廓(正确渐开线、中凸、中凹、正压力角和负压力角)偏差对齿轮啮合噪声的影响进行系统的试验研究.试验结果表明,负压力角齿廓偏差的齿轮作被动轮时,噪声最大;正压力角齿廓偏差的齿轮噪声较小;中凹齿廓齿轮噪声较大;正确渐开线和中凸齿廓齿轮噪声较低.对5种不同齿廓偏差齿轮的噪声试验结果进行分析比较,建议在不影响重迭系数和传动精度的前提下,可以对齿轮采取"顶刃修缘"措施.     

齿面综合研磨率分析与研齿性能试验

首次通过对研齿过程的轮齿接触仿真,齿面瞬时接触应力、齿面滑动系数与齿面研磨概率的研究分析,建立了齿面综合研磨率的评价指标,并进行了研齿性能试验。结果表明,准双曲面齿轮齿面中部研磨要严重一些,靠齿根稍重些,靠齿顶稍轻些,这与传动误差变化规律一致。研齿能一定程度上降低齿形、齿距误差,尤其对轮齿的实际啮合精度改善明显,振动噪声均有较大下降。     

高性能插齿刀的设计与试验研究

分析了现有标准插齿刀后角对齿形误差的影响,提出了误差均衡法,降低了插齿刀齿形误差,并应用于9°大后角插齿刀的设计有效地控制了插齿刀的齿形误差,并使之略低于标准插齿刀的齿形误差。通过对新型大后角插齿刀样刀与标准插齿刀切削对比试验和被加工齿轮精度测试与分析,验证了最佳齿形角修正算法理论的正确性。     

直齿锥齿轮齿廓圆弧修形

以理论渐开线直齿锥齿轮修形减振为目的,用圆弧曲线对直齿锥齿轮进行齿廓修形,以减小齿轮传动误差和啮合刚度的波动为衡量标准,同时确保载荷变化呈平稳过渡。静态计算结果表明,齿廓圆弧修形齿轮具有较好的减振效果。     

准渐开线齿廓的滚切法成形理论研究

本文分析了标准渐开线齿形误差产生的各个因素,对其中“运动量参数”的影响因素,建立了定量关系式。在此基础上,推导了基于滚切法成形任意齿廓的ＣＮＣ运动控制模型。为ＣＮＣ滚齿机滚切成形任意齿廓,提供了理论基础 。     

直齿锥齿轮齿廓修形

根据啮合刚度和噪声之间的关系,以修形减振降噪为目的,用旋转渐开线曲线对直齿锥齿轮进行齿廓修形.以减小齿轮传动误差和啮合刚度的波动大小为衡量标准,同时确保载荷变化呈平稳过渡.静态计算结果表明,直齿锥齿轮齿廓长修形具有较好的减振效果.直齿锥齿轮采用冷精锻进行齿廓修形,显著地降低了成本,这为齿轮传动系统的修形、减振、降噪和设计提供了一种新的研究方法.     

凸轮激波滚动活齿传动中心内齿轮齿形分析及仿真

推导了凸轮激波滚动活齿传动中心内齿轮的理论方程及工作齿形方程,给出了齿形的曲率计算公式并对曲率沿齿形分布的特点进行了分析。以PRO/E软件为工具,对内齿轮齿形的几何形状、曲率分布特性及数控加工进行了图形仿真,相关结果对于中心内齿轮的分析、设计及制造具有借鉴意义。     

滤波减速器轮齿齿形修形及分析

介绍了滤波减速器的结构及传动原理,分析了滤波减速器轮齿齿形修形的原因,同时选用适用于工业生产的修形量、修形曲线及修形长度计算方法,对样机进行了实例计算。并用ANSYS对修形前后齿轮啮合过程进行动态接触有限元分析,比较修形前后轮齿表面接触应力的变化,验证了修形效果。最后对样机进行了振动测试实验,进一步证明了轮齿齿形修形可以起到减振降噪的效果。     

高变位齿轮的修形及降噪分析

针对海洋钻进平台减速器高位齿轮在低速重载工况中存在啮合冲击大、齿面容易胶合以及传动噪音大等问题,选取减速箱高速级的一对齿轮副进行分析建模。在齿轮所受载荷不变的条件下,改变齿轮的齿形修形量,利用Kisssoft软件对齿轮的传动误差和瞬时加速度进行对比分析,通过ANSYS软件对齿轮修形前后的齿轮模态分析验证了齿轮修形可以减震降噪的正确性。研究结果表明:合理的修形设计能有效改善啮合质量、降低齿轮传动误差和噪音;当修行量达到26μm时,传动误差和安全系数达到最佳值,相应的齿轮噪音值最低,为低速重载齿轮修形在实际工程上的应用提供参考依据。     

渐开线圆柱齿轮齿形和齿向误差评判系统设计

渐开线圆柱齿轮是目前用途最广、种类最多的齿轮,很多中小齿轮制造企业使用机械展成式齿轮检查仪检测该种齿轮的齿形和齿向误差。开发了一套渐开线圆柱齿轮齿形和齿向误差自动评判系统,该系统以MAAG SP-60齿轮检查仪为实验平台,使用单片机和CPLD实现传感器信号的处理,运用Lab Windows/CVI软件设计评判软件,实现了齿形和齿向误差的自动检测和评判。实验结果表明所设计的系统检测结果正确,满足中小齿轮制造企业的高效率检测需求。     

双圆弧齿轮轮齿修端机的研制

在分析研究双圆弧齿轮加工和传动机理的基础上,从消除双圆弧齿轮在传动过程中的冲击、振动和铲刮现象,减小轮齿端部接触载荷的角度出发,成功地研制出了双圆弧齿轮轮齿修端机.工效高、成本低,修端质量好.