基于椭圆齿顶刀具的渐开线齿轮齿根过渡曲线的研究

提出了加工齿轮刀具顶部设计成椭圆弧段,生成的曲线作为渐开线齿轮的齿根过渡曲线,对刀具椭圆方程进行求解,并利用齿廓法线法求解了齿根过渡曲线方程。进行齿轮的齿根过渡曲线干涉分析,通过ANSYS软件对齿轮弯曲强度进行有限元分析,并与基于单圆弧齿顶刀具的渐开线齿轮弯曲强度对比。结果表明:该齿轮不会发生齿根过渡曲线干涉,并且能够得到与基于单圆弧齿顶刀具的渐开线齿轮基本相同的弯曲强度。     

基于空间接触的齿根过渡曲线对齿轮弯曲强度影响分析

在齿轮基本尺寸不变的情况下提高渐开线齿轮强度是一个重要课题。提出一种基于实际物理力学模型的渐开线斜齿轮三维模型空间多齿对同时接触的分析方法,应用Pro/E软件,以齿根过渡曲线分别为典型的双圆弧和单圆弧的两对变位斜齿轮模型为研究对象,按照一定的啮合角度变化,得到全方位接触分析结果,确保齿根弯曲强度结果的较高可靠性。通过对两种齿轮齿根应力的比较得出结论:算例中过渡曲线为双圆弧的齿轮齿根应力约为单圆弧齿轮齿根应力的1.3～1.5倍。最后通过VB(Visual basic)语言对Catia软件进行二次开发的方式仿真加工出上述两种齿轮模型,并在相同条件下进行有限元分析。在仿真加工出齿轮模型的齿根过渡圆弧曲率半径不完全一致的情况下,其齿根应力也满足1.3～1.5倍的结论。该分析方法可为齿根单圆弧齿轮的推广与应用提供基础支持。     

点线啮合齿轮齿根弯曲应力研究

提出点线啮合齿轮齿根弯曲应力计算方法,修正了大齿轮的齿根弯曲应力计算公式,在公未中增加大齿轮弯曲强度提高倍数.通过有限元仿真和试验验证了点线啮合齿轮齿根弯曲应力计算方法,并得出点线啮合齿轮弯曲疲劳强度比渐开线圆柱齿轮至少要提高15%的结论.     

WN齿轮副多点啮合负载及弯曲强度特征的研究

为了探析WN(Wildhaber-Novikov)齿轮传动的弯曲强度特征及失效原因,提出了基于WN齿轮多点啮合的齿根应力计算原理和方法。针对WN齿轮负载传动的点接触和弹性变形特征,建立了齿根弯曲强度分析模型。根据啮合过程中负载、啮合齿轮副和接触点数的变化进行了齿根弯曲应力的计算,利用有限元方法分析了啮合传动中螺旋角以及中心距误差等对最大齿根应力的影响,揭示了WN齿轮传动的失效原因和弯曲强度特征。通过齿根应力实验测试以及和渐开线齿轮的比较证实了本方法的可靠性。     

基于正弦基准齿形的齿轮共轭齿廓设计与分析

将加工齿轮刀具的基准齿形设计为正弦曲线,利用齿廓法线法对齿轮的共轭齿廓进行求解,对齿轮共轭齿廓的啮合线、曲率及滑动率进行求解分析,通过有限元分析软件ANSYS进行齿根弯曲强度分析,并与渐开线齿轮比较。分析结果表明,啮合线的形状类似于八字曲线,其曲率与滑动率绝对值要比渐开线齿廓小,最大弯曲应力发生在齿根处,但比渐开线齿轮小很多。     

渐开线圆柱齿轮压力角对啮合性能影响研究

针对渐开线圆柱齿轮传动,建立了齿轮传动系统的啮合分析模型,对系统啮合特性进行了求解分析。研究了压力角对齿轮副啮合滑移系数、齿根应力、啮合印痕、齿面最大接触压力以及啮合刚度变化率的影响规律。结果表明,随着压力角的增加,齿轮的弯曲、接触强度以及抗胶合性能均得到提升,但压力角超过25°后齿轮强度提升不明显;随着压力角的增加,齿根应力不断减小,但压力角超过25°后,齿根应力略有提升;增大压力角会使齿轮副的总重合度减小,但能改善齿轮副的接触印痕及啮合刚度变化率等啮合特性。研究结果对渐开线圆柱齿轮压力角参数选择与设计具有重要指导意义。     

多模数ZI蜗杆斜齿轮传动设计与有限元分析及其应力预测

为解决传统渐开线蜗杆斜齿轮副在开式传动或传动比过大时斜齿轮容易发生齿根断裂的情况,提出一种新型的基于不等模数不等压力角设计的渐开线蜗杆副,使斜齿轮的模数与压力角同时提高,大幅提高斜齿轮的齿根强度。通过对此种蜗杆副的传动特性的分析,得到特殊的啮合角与中心距计算方式。另外,通过对同传动比、同蜗杆情况下基于不等模数设计的ZI蜗杆斜齿轮副和传统ZI蜗杆斜齿轮副的建模与有限元分析,得出在较大模数比情况下的斜齿轮齿根强度约为传统斜齿轮齿根强度的2.956倍,增大了渐开线蜗杆的应用范围。后续使用灰色预测,对比出误差平方和(Sum of Squared Errors, SSE)最小模型,予以验证预测的准确性,另外进行蜗杆施加不同转矩下的斜齿轮啮合齿受拉力处最大应力σ_1max的数据预测,为相应的工程分析与必要的校核设计给出了依据。     

双圆弧齿轮的三维有限元分析

引言大量的理论分析和实验证明,双圆弧齿轮的接触强度高于渐开线齿轮的接触强度。齿轮的损坏常常是由于轮齿的弯曲断裂而引起的,因此齿轮的承载能力受到它的弯曲强度的限制。为了提高双圆弧齿轮的承载能力和推广它的应用,许多学者应用有限无法研究它的变形状况和齿根应力分布。有限元法是一种基于变分原理的求解数学物理问题的数     

齿轮齿根过渡圆角的计算方法及控制的研究

齿根过渡曲线的曲率半径大小,影响渐开线起始圆直径和齿根强度.本文定量分析了齿轮齿根部最大过渡圆角的设计计算方法,采用欧拉一萨瓦里共轭齿面曲率的关系,从理论上建立了齿条型刀具的刀尖圆角与被切齿轮齿根圆角的对应关系,为齿轮设计和加工提供了理论依据.从工艺的角度,研究了粗切滚刀的刀尖圆角的设计及选用原则,以及磨削齿条的刀尖圆角与渐开线起始圆的相互关系.本文的研究对合理设计齿根圆角、合理设计和选用齿轮滚刀、精确修整齿轮磨削砂轮、保证渐开线起始圆直径,都具有实际应用价值.     

椭圆齿轮齿根过渡曲线拟合

针对用折算齿形法绘制椭圆齿轮的齿廓时生成齿根过渡曲线的问题,提出了利用齿形渐开线上的等分点拟合齿根过渡曲线的方法,拟合了每个齿的左右齿廓齿根过渡曲线,解决了齿根过渡曲线的问题。该方法对提高椭圆齿轮的齿根弯曲强度提供了一种设计方法,并对电火花线切割加工的编程能有所指导。     

双渐开线齿轮齿廓参数优化及滚刀设计

双渐开线齿轮是一种新型渐开线齿轮。这些齿轮的齿廓由两组渐开线和连接它们的过渡曲线组成，形成阶梯形。基于等强度原则，利用有限元关于接触强度、弯曲率强度分析计算结果，建立了双渐开线齿轮齿廓参数优化数学模型，并进行优化，给出双渐开线齿轮滚刀前刀面齿廓方程，并利用优化结果，设计、加工出双渐开线齿轮滚刀。     

分阶式双渐开线齿轮啮合特性分析

分阶式双渐开线齿轮是一种新型齿轮,故对其传动的重合度、接触线长度等进行了分析研究,给出双渐开线齿轮传动重合度、总接触线长度的精确计算公式,并提出端面重合度与纵向重合度的最佳组合及最差组合条件,其结果对设计、分析渐开线斜齿轮及双渐开线齿轮传动具有重要意义。     

分阶式双渐开线齿轮弯曲强度的研究

应用有限元方法,系统地分析了分阶式双渐开线齿轮的阶梯参数对弯曲力的影响,提出了等弯曲强度阶梯参数的选择依据与原则;研究了危险截面所在位置,分析螺旋角系数和接触线系统,提出了弯曲应力计算公式;采用冻结切片三维光弹试验方法,对该齿轮的真实受载应力进行试验与分析;在高频疲劳强度试验机上完成软硬齿面轮齿的弯曲疲劳强度试验。结果表当齿厚变位系数为０．０８时,双渐开线齿轮的弯曲强度约提高１５％。     

渐开线齿轮机构齿廓磨损的研究

传统的渐开线齿轮传动理论认为 :齿轮机构运行时轮齿沿齿面均匀磨损 ,磨损后的齿廓仍可保持原渐开线形状。本文通过分析影响齿轮齿廓磨损的各个因素的变化规律 ,对高速及中低速渐开线齿轮机构磨损后轮齿齿廓的变化规律进行了研究。结果表明 :高速及中低速渐开线齿轮机构经长期运行后 ,其磨损的轮齿齿廓不再保持原有渐开线形状 ,因此会加剧齿轮机构的振动和噪音。     

分阶式双渐开线齿轮弯曲应力的有限元研究

基于轮齿等弯曲应力,应用有限元方法对阶梯参数的匹配关系进行优化,提出设计用的选择图表和经验公式;建立齿轮传动等强度优化模型;分析双渐开线齿轮的螺旋角系数和接触线系数,提出了新型齿轮弯曲应力的计算公式。     

加工齿轮滚刀齿形过程中如何提高齿形精度

针对阿基米德滚刀加工渐开线圆柱齿轮,用阿基米德造型的滚刀在刃磨滚刀齿形时,为了提高齿形精度,改变加工工艺和检测工艺,使用先进的"砂轮修正器"和"齿轮测量中心",缩短了设计和加工时间,提高了齿轮滚刀齿形磨制的效率,保证了滚刀加工渐开线圆柱齿轮齿形精度,使大于4模数的阿基米德滚刀齿形(A级﹑AA级)易于保证被加工渐开线圆柱齿轮的齿形精度。     

LogiX齿轮的性能研究

LogiX齿轮齿形是由许多微段渐开线组成的一种异型功能齿廓，比常规标准渐开线齿轮具有诸多的优越性。本文通过有限元分析与计算，表明了LogiX齿轮的弯曲强度明显优于常规标准渐开线齿轮。同时，通过实际的啮合传动噪声测试实验，证明了Logix齿轮传动的噪声等啮合性能指标也优于常规渐开线齿轮。丰富新型齿廓理论，对今后推广应用新型LogiX齿轮奠定了理论和实践基础。     

温度变化对圆柱齿轮齿形的影响

通过对具有渐开线齿廓的齿轮温度场分析和热应力应变分析，指出标准渐开线齿轮在温度发生变化时，其实际齿廓曲线与理论曲线不相重合，表现为齿形的非渐开线特性，并给出此时的齿形误差。     

分阶式双渐开线齿轮加工新方法

对近年来提出的新型齿轮——分阶式双渐开线齿轮,建立了其齿廓形成的新型几何模型,进而提出了一种经济、简便的加工方法——正交双向联动变位法,并进行了计算机仿真加工试验;结果表明,提出的新方法是正确、可行的。其最大的特点就是利用常规齿轮滚刀实现其加工,从而大大降低了制造成本,缩短了制造周期。     

齿轮弯曲强度有限元精确分析方法研究

通过计算轮齿弹性共轭接触迹,确定齿轮在啮合过程中各个位置的压力角、齿廓接触长度以及接触位置等参数。并对ANSYS进行二次开发,制作了一个精确计算齿轮弯曲强度有限元分析的软件。运用此软件对相同参数的渐开线齿轮与点线啮合齿轮进行弯曲强度的有限元精确计算,得出点线啮合齿轮比渐开线齿轮弯曲强度提高11.7%的结论。