考虑摩擦力的煤矿机械斜齿轮传动齿根弯曲应力计算方法

以应用于煤矿机械传动机构的斜齿轮为研究对象,针对主动轮处于齿顶啮合位置时的轮齿,通过建立摩擦力作用下轮齿的力学模型,给出了考虑摩擦力的主动轮齿根弯曲疲劳强度的计算方法,并进行了实例计算。结论认为:斜齿轮齿面摩擦力对传动中的轮齿齿根弯曲应力的影响不能忽略,且齿数越小、螺旋角越小摩擦力的影响越明显。论文计算方法合理,可为相关计算提供依据。     

圆柱直齿轮干摩擦磨损的数值模拟与研究

根据直齿轮传动特点及匮油润滑理论,推导得到直齿轮干摩擦条件,运用疲劳磨损理论与有限元原理,得出无润滑油状态下齿面磨损及温度场分布的计算方法,并通过MATLAB对干摩擦磨损进行数值模拟。结果表明,转速的增大将会减小摩擦系数与磨损量,而载荷的增大会提高摩擦系数与磨损量。运用ANSYS模拟干摩擦稳态温度场,通过瞬态计算得出载荷对极限温度值的影响。     

主轮转速对弧齿锥齿轮动态性能的影响

弧齿锥齿轮在啮合过程中会产生啮合冲击、振动和噪声。对齿轮进行动力学分析,探讨惯性载荷、主动轮转速、加速时间等因素的改变对齿轮的啮合特性带来的影响,并根据分析的结果获得齿轮齿面的接触力和齿轮角速度变化曲线图,以此来确定齿轮啮合特性。结果表明:惯性载荷、主轮转速及主轮加速时间会影响齿轮的传动特性,影响其工作效率,试验输出的变化曲线波动频率较小,能较好地模拟齿轮的啮合过程,得出的数据更具有价值。     

某运输机减速器齿轮齿面的修形优化设计

以某运输机减速器输出端齿轮副为研究对象,根据齿轮参数利用 KISSsoft 软件得到其三维模型,采用齿向修形的方式对齿轮齿面进行优化设计,通过调整和比较最优的齿轮修形参数,并对修形前后齿轮的传递误差、接触应力分布、齿向载荷分布系数进行比较分析,得到了不同修形参数对齿面接触的影响规律,实现了运输机减速器齿轮啮合的优化设计,减少了减速器齿轮副达到合理啮合斑点的修配时间。分析结果表明:适当的齿面参数修形,可以改善载荷沿齿面接触线的不均匀分布,降低齿面接触应力,减小由于制造装配误差造成的齿轮啮合误差,使齿轮运转更加平稳,提高齿轮的承载能力。     

双压力角非对称细高齿齿轮设计及其应力分析

以双压力角非对称细高齿齿轮为研究对象,首先建立了齿轮参数设计的模型方法,采用ANSYS对齿轮啮合的综合应力和接触应力进行仿真。结果显示,双压力角非对称细高齿主动轮的综合应力峰值出现在中间齿的根部,从动轮应力峰值为主动轮的1.7倍;双压力角非对称细高齿轮的接触应力最大值出现在曲率半径最小的位置,当齿轮重合度小于2.4时,局部应力峰值急剧增加,接触应力的峰值出现在齿面中部的位置。     

基于KISSsoft的斜齿轮接触特性仿真分析

针对斜齿轮高速重载复杂工况、疲劳寿命要求高等问题,以某斜齿轮传动为研究对象,分析斜齿轮动态啮合接触特性;建立斜齿轮传动三维模型,运用专业齿轮仿真软件KISSsoft对斜齿轮等效应力、接触应力、接触刚度、瞬时温度等动态啮合接触特性参数进行仿真分析。仿真结果表明:随着主动斜齿轮旋转角增加,啮合斜齿面接触应力呈现先增加后减小、再增加最后减小的趋势;沿着齿宽方向呈现先增加后减小的趋势;接触刚度呈现周期性变化趋势;瞬时温度呈现双波峰的变化趋势。为斜齿轮动态啮合接触特性的改善、疲劳寿命的增加提供了理论依据。     

基于KISSsoft的齿轮修形与传动性能研究

吊车臂架的回转机构通常采用大齿圈和小齿轮的啮合来实现其回转运动。利用KISSsoft建立回转机构组件及齿轮副模型,在考虑齿轮轴组件受力和变形对齿轮副啮合的影响下,以降低齿轮副间隙差值和齿向载荷分布系数,以及提高齿轮的传动性能为目标,对啮合的小齿轮首次采用了固定的鼓形修形值和变化的螺旋线修形值相结合的方式进行修形。并提出了全新的迭代试凑法来确定螺旋线修形值,使得齿轮副齿面峰值应力下降,缓解了应力沿齿宽方向分布不均现象。解决了大型回转机构齿轮副的断齿问题,减小了偏载对齿轮传动的影响,不仅提高了齿轮的传动性能,延长了使用寿命,还具有很好的工程参考价值。     

矿用减速器双压力角弧齿锥齿轮轻量化设计与制造

矿用减速器的结构对整机轻量化影响很大,优化弧齿锥齿轮的结构尺寸能有效减少减速器齿轮、轴承座和箱壳的质量。针对矿用减速器的工作状况,提出在工作齿面采用大压力角,在非工作齿面采用标准压力角的非对称弧齿锥齿轮。对双压力角非对称弧齿锥齿轮的啮合传动原理、齿轮副齿面方程进行了推导,分析非对称设计对工作齿面压力角变化范围的影响,对减速器弧齿锥齿轮齿形进行计算,对比了对称和非对称弧齿锥齿轮主动轮和被动轮。设计并制造了非对称单面刀盘和双面刀盘,加工出双压力角非对称弧齿锥齿轮,通过解析法、有限元法及封闭式齿轮实验台对非对称弧齿锥齿轮承载能力进行计算、仿真和实验。结果表明非对称弧齿锥齿轮轻量化效果明显,轻量化后的非对称弧齿锥齿轮能够替代原减速器对称齿轮。     

基于Romax的重载齿轮修形设计与试验研究

齿轮修形能够有效改善重载齿轮的啮合状况,提出一种齿廓修形设计的新方法,建立了修形齿廓的参数方程;基于Romax软件对齿轮进行轮齿接触分析,对修形前后齿面载荷分布情况及传动误差进行了分析。结果表明,修形后的齿轮传动误差明显减小,齿面载荷分布更加均匀,改善了齿轮的啮合特性。     

重载齿轮齿面接触应力分布及轮齿修形

利用三维有限元法和矩阵理论，给出了同时计算啮合轮齿接触线载荷分布的方法。根据齿轮轮齿的啮合情况来确定轮齿的齿廓修彤和齿向修形参数，并给出了一对斜齿轮副的计算实例。计算表明，合理地和化齿修形参数，可以有效地改善轮齿的啮合状态，从而显著地提高齿轮的承载能力。     

克林根贝格准双曲面齿轮的极限压力角推导

通过对克林根贝格 (Klingelnberg)齿制的准双曲面齿轮啮合特性的分析 ,导出了该种齿制齿轮传动比和极限压力角公式。传动比与两齿轮节锥中点处的直径和螺旋角有关 ,极限压力角受偏置角、大小轮的螺旋角、节锥角和中点的分度圆直径影响 ,而与齿面其他参数无关 ,为设计出提高传动质量和改善传动性能 ,提供了可靠的依据。     

基于遗传算法的矿用减速器齿轮修形优化

矿用减速器运行过程中,齿面偏载会削弱齿轮啮合性能,增加齿轮系统的振动与噪声,需对其进行优化。首先运用Romax软件对矿用减速器齿轮系统进行啮合性能分析。再以齿轮传动误差波动最小化为目标,以齿轮齿廓、齿向修形参数为设计变量,运用遗传算法对齿轮副齿面进行优化。通过分析各设计变量对齿轮传动误差波动的影响,得到了最佳设计变量组合。然后对齿轮副齿面进行二次优化,获得了最佳修形优化方案。最后利用齿轮接触分析验证优化结果的正确性。结果表明:遗传算法优化得到的修形齿面可以有效减小齿轮传动误差波动量,改善齿面载荷分布,提高齿轮啮合性能。     

盾构机主减速器齿轮温度场及其影响因素分析

由于盾构机受载工况恶劣,盾构机主减速器作为驱动系统的核心部件,发热问题会加剧减速器损坏导致盾构机无法工作。通过对齿轮啮合摩擦的热流密度和齿轮与油液间的对流换热系数计算公式的推导,建立了减速器齿轮温度场计算数学模型。采用有限元软件仿真得到减速器各啮合齿轮的稳态温度场,并分析了齿宽与减速比对轮齿温度场的影响。结果表明:减速器齿轮最高温度为 64.85 ℃,出现在低速级与太阳轮相啮合的行星轮齿面上;减速器中低速级各齿轮温度高于中速级相应各齿轮温度,中速级齿轮温度高于高速级相应各齿轮温度;增加齿宽以及在传递相同功率下提高齿轮转速均会使齿轮齿面温度降低,但随着齿宽增大和转速的提高,齿面温度降低的幅度越来越小。该研究可为盾构机主减速器的结构设计、热设计提供一定的理论支撑和参考。     

基于ANSYS的渐开线斜齿轮结构参数对其振动模态的影响

齿轮固有频率和振动特性对减速器及相关零部件的可靠性及使用性能具有重要影响。基于APDL语言实现了斜齿轮参数化建模与参数化模态分析,得到了其低阶固有频率和固有振型,为避免共振提供了依据。研究了模数、齿数、齿宽及螺旋角等结构参数对斜齿轮固有频率的影响,并用实例加以验证,为斜齿轮的选用及其动态响应分析提供了理论依据。     

修形斜齿轮啮合特性计算机仿真研究

齿面修形是提高齿轮副啮合性能的重要手段。主要研究修形的小斜齿圆柱齿轮与渐开线圆柱齿轮的啮合特性。通过计算机仿真了在装配误差存在条件下传动误差和啮合印痕在齿面的分布状况。分析表明在仅存在轴夹角误差的情况下,啮合印痕在两齿面上沿齿向分布在靠近中线的位置,传动误差为不连续的分段直线。     

克林根贝格准双曲面齿轮传动比和极限压力角的研究

通过对克林根贝格(Klingelnberg)齿制的准双曲面齿轮啮合特性的分析,导出了该种齿制齿轮传动比的修正系数和极限压力角公式,得出传动比与两齿轮节锥中点处的直径和螺旋角有关;极限压力角受偏置角、大小轮的螺旋角、节锥角和中点的分度圆直径影响,而与齿面的其他参数无关等结论。     

修形斜齿轮啮合辅牲计算机仿真研究

齿面修形是提高齿轮副啮合性能的重要手段。主要研究修形的小斜齿圆柱齿轮与渐开线圆柱齿轮的啮合特性。通过计算机仿真了在装配误差存在条件下传动误差和啮合印痕在齿面的分布状况。分析表明在仅存在轴夹角误差的情况下，啮合印痕在两齿面上沿齿向分布在靠近中线的位置，传动误差为不连续的分段直线。     

基于MATLAB的交错轴斜齿轮传动齿面数字化接触模型

在建立交错轴斜齿轮传动副标架、准确推导齿面啮合方程的基础上,利用MATLAB强大的科学分析计算功能和函数可视化功能绘制出2个完整的接触齿面,探索出一种能快速、准确地绘制交错轴斜齿轮传动齿面三维数字化接触模型的方法,对于进一步分析研究交错轴斜齿轮传动啮合性能提供了理论基础。     

采煤机摇臂齿轮传动系统固-热-力耦合特性分析

针对采煤机摇臂齿轮传动系统瞬态温度高,容易引起齿面胶合的问题,采用齿轮混合弹流润滑理论和虚拟仿真技术研究了不同环境温度下惰轮齿轮的生热特性。以Reolands黏温黏压效应、Ree-Eyring模型、非牛顿流体理论为基础,综合考虑润滑条件下齿轮摩擦因数、齿轮油膜刚度与油膜阻尼、对流换热系数等参数对齿轮传动系统生热效益影响,建立了润滑条件下齿面实时摩擦因数计算公式,再将公式导入COMSOL Multiphysics数学模块中获得了不同初始温度下的摩擦因数值,再以采煤机实验测试载荷为激励,采用COMSOL多体动力学模块与固体传热模块对惰轮齿轮的固-液-热耦合特性进行分析研究,结果表明:环境温度在281.15~311.15 K内,齿轮在啮合节点温度接近于环境温度,环境温度与温差成反比,环境温度与温升成正比。     

基于MASTA的斜齿轮径向剃齿成形仿真分析

以某斜齿轮为研究对象,分析齿轮剃齿加工成形原理,运用MASTA对斜齿轮剃齿加工成形进行仿真分析。仿真结果表明:在斜齿轮径向剃齿成形加工过程中,剃齿刀做径向进给运动和沿自轴旋转运动,对旋转的加工齿轮进行剃齿加工成形;不同半径、齿宽、齿高下加工斜齿轮和剃齿刀齿面变化不同;剃齿加工成形的斜齿轮形状与设计斜齿轮形状基本一致。该研究为斜齿轮加工成形、成形质量和加工效率的提高提供理论依据。