行星齿轮内齿圈的多柔体动力学分析

以多柔体动力学理论为基础,研究了行星齿轮内齿圈在啮合过程中的动力学行为.构建了基于UG的虚拟样机模型.对系统进行了分析、计算及数值仿真,求解得到轮缘厚度系数与内齿圈应力/应变的定量关系及动应力沿内齿圈的分布规律,并对内齿圈进行了结构优化.结果表明,适当降低内齿圈的轮缘厚度系数,可有效降低振动、冲击与噪声,从而提高机构的疲劳寿命.     

轮缘上的铰制孔对内齿圈齿根弯曲应力影响的研究

以一直齿行星齿轮传动为例,对轮缘中有铰制孔的内齿圈齿根弯曲应力进行了研究。用SolidWorks建立了该内齿圈的有限元分析模型,用ANSYS分析了作用力位于单对齿啮合区下界点时轮缘中不同位置、不同尺寸大小的铰制孔对内齿圈齿根最大弯曲应力及轮齿应力分布的影响,得出孔中心位于轮齿对称面上且孔径为2.2倍模数时较适宜的结论。     

直齿与斜齿圆柱齿轮的载荷分配和应力分布

本文叙述了一种关于直齿与斜齿圆柱齿轮啮合齿间瞬时接触载荷分配和应力分布的计算方法。该方法包括计算齿形修缘和鼓形、齿轮的制造误差和啮合齿向误差、轮齿的变形、轮齿的局部接触变形、齿轮体的弯曲和剪切变形以及支承轴的变形等。还讨论了齿轮参数对载荷分配和应力分布的影响。根据运算结果,利用回归分析法推导出齿轮的载荷分配系数和应力分布系数的计算公式。     

齿轮加载轴有限元分析方法及其应用研究

为精确计算齿轮弯曲应力,应用有限元分析技术,在三维精确建模的基础上,提出了齿轮加载轴建模的有限元分析方法。通过计算单齿啮合外界点位置和载荷作用角,使加载轴与齿轮接触,通过与传统齿根应力计算方法对比,验证了该有限元分析方法的正确性。应用该方法对薄轮缘直齿圆柱齿轮进行齿根应力分析计算,结果表明轮缘厚度变化对齿轮齿根应力无影响,对此提出了有限元分析方法的局限性。     

螺纹管接头的弹塑性应力分析

采用虚拟接触载荷法模拟分析管接头中螺纹齿面间的接触现象，在弹塑性小变形条件下，研究了载荷及应力集中系数沿螺纹齿的分布规律，并给出了啮合螺纹齿面的弹塑性应力分布。     

变厚度齿圈柔轮空间变形规律研究

鼓形齿可改善齿面间的啮合状态,提高谐波齿轮的负载能力.为揭示鼓形径向修形形成的变厚度齿圈柔轮的变形规律,提出了变中面半径齿圈的空间变形理论计算方法.推导出轴向中面半径变化的齿圈中线的径向、周向及转角位移公式.建立了包含真实齿廓的参数化实体单元杯形柔轮有限元模型,通过接触分析计算了齿圈轴向前、中、后横截面内的中线变形;齿圈各截面的有限元结果与理论值吻合良好.通过与等厚度齿圈模型对比,研究了变厚度齿圈的空间变形特征.结果 表明,变厚度齿圈加剧了母线的非线性特征;从中截面到后截面的长轴区母线和从前截面到中截面的短轴区的母线非线性特征更显著.     

结合有限元法和接触理论的内齿轮副啮合刚度计算方法

提出了一种将有限元方法和接触理论相结合的内啮合齿轮副啮合刚度计算方法。该方法通过齿轮整体和局部有限元模型分离出啮合点宏观变形,利用线接触变形解析公式计算啮合点接触变形,求解非线性啮合平衡方程后得到齿轮副时变啮合刚度和载荷分布。该方法相比一般有限元法具有更高的计算效率和稳定性,同时克服了解析方法难以考虑斜齿轮和不同齿圈结构影响的缺点。最后,分析了内齿圈不同支撑数目和齿圈厚度对啮合刚度的影响。该方法可为内齿轮副强度及动态特性设计提供有效指导。     

无油涡旋压缩机涡旋盘的应变分析及试验验证

采用Solidworks建立了无油涡旋压缩机动、静涡旋盘的三维模型,运用ANSYS分析软件对涡旋压缩机动涡盘分别在气体力、温度、惯性约束条件下以及在多场耦合载荷下涡旋齿的变形和应力分布规律进行了分析,并研究了不同齿厚和齿高的动涡盘涡旋齿在多场耦合载荷作用下的变形情况,得到涡旋盘的应力分布和涡旋齿变形情况。分析结果表明,对涡旋齿的变形影响最大的载荷是温度载荷场;在腔内气体被压缩时,涡旋齿始端部位温度最高,所受气体力也最大;耦合场下涡旋齿始端顶部变形最大,最大应力出现在齿根部位,且耦合场的最大应力不是各载荷应力的叠加;涡旋齿越高变形越大,涡旋齿越厚变形越小,分析研究结果为定量化确定无油涡旋压缩机的轴向间隙和径向间隙提供了理论依据。     

复杂煤层赋存条件下薄煤层采煤机可靠性分析

以刚柔耦合多体系统动力学理论为基础,建立了采煤机截割部刚柔耦合模型,研究了内齿圈在啮合过程中的动力学行为;根据采煤机在复杂煤层赋存条件工作时滚筒受力情况,基于Matlab编程模拟出滚筒的载荷文件。通过Recur Dyn多体动力学软件进行仿真分析,得到采煤机内齿圈的应力分布及其与行星轮的接触力和接触力矩,与理论值进行比较验证了其正确性;通过疲劳寿命计算,得到了内齿圈齿面的最小疲劳循环次数,对内齿圈疲劳寿命的薄弱区域提出改进方法,延长其使用寿命。在产品设计时对其可靠性进行分析,降低了研发成本,为研究采煤机设备在大范围刚性运动与柔性构件小变形运动时的应力和疲劳寿命情况提供了新的方法。     

摆动活齿传动的润滑性能及影响因素分析

在分析摆动活齿传动的啮合原理和载荷分布的基础上，应用弹性流体动力润滑理论对摆动活齿传动进行了研究，分析了该种传动所处的润滑状态，揭示了油膜厚度的分布规律，讨论了最小油膜厚度的影响因素。结果表明：活齿与激波器啮合处，主要处于刚性-变粘度润滑区，而活齿与内齿圈啮合处，主要处于弹性-变粘度润滑区；在摆动活齿传动中，在活齿啮入、啮出以及齿圈曲线拐点附近，油膜厚度较小，容易发生磨损、胶合；摆动活齿传动低副等效机构的机构参数对油膜厚度分布和最小油膜厚度都存在不同程度的影响。在允许范围内，适当调整摆动活齿传动等效机构参数，有利于啮合副油膜的形成并可增大最小油膜厚度。从而提高摆动活齿传动的承载能力。     

计入齿圈柔性的直齿行星传动动力学建模

为揭示齿圈柔性对传动系统动态性能的影响,在系杆随动坐标系下建立计入齿圈柔性的直齿行星传动精细化动力学模型,建模中计入时变啮合刚度、支承刚度、陀螺效应和齿圈柔性等诸多影响因素。采用有限段单元的离散化建模方法,将连续体的柔性齿圈离散成由等效虚拟弹簧连接的刚性齿圈段,并推导齿圈段与行星轮的啮合判据。通过分析各构件间的相对位移关系及其受力,最终建立系统的运动微分方程。以三行星轮的NGW型直齿行星传动为例对其进行固有特性分析,得出系统的低阶固有频率分布及相应的振动模式,并进一步分析齿圈柔性和安装方式对系统固有特性的影响。研究结果表明,直齿行星传动的振型可归结为中心构件(太阳轮、系杆)扭转振动和中心构件平移振动两种模式,两种模式下齿圈和行星轮均做复杂平面振动;齿圈的柔性会降低系统的低阶固有频率,且其影响程度与齿圈安装方式有关,齿圈完全固定时其影响最小,径向浮动或周向转动时影响较明显。     

内齿轮滚刀的几何特征

研究内齿轮滚刀、媒介齿轮的共轭啮合及其坐标变换关系，推导出内齿轮滚刀螺旋面方程式，根切曲线方程式，零前角直槽内齿轮滚刀切削刃方程式，通过电算分析，证明内齿轮滚刀切削刃具有关于基准轴的对称性，沿媒介齿轮节圆的分布均匀性，对渐开线的可拟合性等几何特征。     

带有柔性齿圈和行星架的直齿和斜齿行星传动的模拟

本文提供可以仿真具有变形零件的直齿和斜齿行星齿轮周转齿轮的三维静态和动态性能的模型。通过三维有限元方法得出的结构求出齿圈和行星架的变形分布。根据模型的转化技术,通过考虑到轮齿接触弹性原则,由连接齿圈结构和行星轮分块参数模型限定内齿轮元件。沿接触线导出离散的啮合刚度和当量法面偏差,并把啮合齿面位置作为随时间变化再计算它们的数值。采用约束基础技术仿真一个连接行星轮中心的行星架,用组合板块参数太阳轮／行星齿轮和沿轴装零件集成刚度,质量和惯量完善行星齿轮／周转齿轮模型。对整个啮合仿真用综合时间一分级积分框图和接触算法解相应的运动方程式。得出的一些准静态和动态的结果表明所推荐的混合模型的趋向和考虑齿圈和行星架变形的重要性。     

行星齿轮传动装置内齿轮轮齿热有限元分析

以两个2K－H传动组合的NGWN型行星传动装置为研究为象，提出了求解内齿轮＋轮齿热态特性的计算分析方法，文中分析了内齿轮轮齿传热有限元模型的边界条件，运用三维有限元计算方法，求得内齿的本体温度场、热应力、热变形，得出了有实际意义的结论。     

基于ABAQUS的圆柱直齿轮齿根裂纹扩展与寿命估计

以渐开线直齿轮为研究对象,通过齿轮应力分析确定轮齿裂纹易萌生位置,利用ABAQUS软件建立齿轮裂纹扩展有限元模型,获取齿根裂纹扩展路径,计算不同阶段裂纹尖端应力强度因子。通过多种曲线拟合方式的对比,选取指数函数建立的裂纹长度与裂纹尖端应力强度因子幅之间的函数关系。运用Paris公式构建裂纹扩展速率模型,实现含齿根裂纹齿轮的寿命估计。     

内啮合斜齿轮高精度三维有限元自动建模方法

为提高内啮合斜齿轮有限元接触分析的建模速度和模型精度,提出了一种齿轮高精度三维有限元模型的自动建模方法。基于齿轮插刀齿廓方程,利用齿廓法线法,得到包括齿根过渡曲线的内、外斜齿轮端面齿廓,建立了内、外齿轮参数化粗网格有限元模型。开发了表层六面体网格剖分方法,自动识别齿面接触带单元,进行分级剖分细化,保证了有限元模型的建模精度和网格密度。进行了齿面接触分析,得到了内啮合斜齿轮的弯曲应力、接触应力、接触印痕、传动误差、时变啮合刚度和载荷分配率。粗细网格有限元模型计算结果对比分析表明,该方法提高了内啮合斜齿轮有限元建模效率和计算精度,缩短了计算时间,为快速准确的齿轮接触分析奠定了基础。     

一种多级内啮合航空齿轮泵设计与仿真

给出了一种采用一字形燃油通道结构方式的串联多级内啮合齿轮泵的设计方法,首先进行了多级内啮合摆线齿轮泵的总体结构设计;其次基于泛摆线形成原理和内转子摆线齿形曲线参数方程,利用UG三维建模软件完成内转子参数化建模;最后通过ANSYS数值模拟对内外转子间接触应力进行了数值计算分析,并与赫兹接触理论对内外转子接触应力计算结果进行了对比。结果表明:ANSYS采用静态分析结果与赫兹理论计算的最大应力结果接近,赫兹理论计算采用的是旋转一周不同位置得到的最大应力,因此理论值偏小,但两者计算最大结果均小于合金钢许用应力,表明泵的设计强度满足要求。     

NN型传动的传动比计算与特点分析

本文对ＮＮ型传动的传动比问题进行了详细讨论，揭示了内齿轮副的齿数差，双联行星轮的齿数差以及齿数对传动比的影响，分析了传动比的特点与范围。     

简述汽车同步器齿套涨挤刀的使用与加工

随着对汽车性能要求不断提高,为了在运行中防止脱档,带同步器的汽车变速箱的需求越来越广泛,而同步器齿套又是该变速箱的关键件,以往加工齿套的用刀具全部依靠进口,不仅费用昂贵、更因订货周期长而延误生产.文章介绍了大同齿轮有限责任公司成功研制了加工同步器齿套的涨挤刀具、解决生产难题的有关情况.     

基于多目标遗传算法的齿轮传动优化

针对某牵引机车齿轮常出现齿面胶合、点蚀等问题,采用遗传算法,以重合度,齿面接触应力和齿根弯曲应力为优化目标,对齿轮的啮合参数进行了优化。为节省计算成本,在齿轮参数化有限元模型仿真计算的基础上,建立了齿面接触应力和齿根弯曲应力的代理模型。结果表明:遗传算法在多维区域内能快速有效的搜索Pareto解集,实现多目标的优化。以优化的结果对齿轮进行重新设计后,经有限元仿真验证,轮齿齿面接触应力及齿根弯曲应力均得到有效降低。