弧齿锥齿轮真实齿面静态无负载传动误差及其对动态特性的影响

以一对弧齿锥齿轮副为研究对象,建立了一种脱离齿面方程的真实齿面静态无负载传动误差模型。该模型以三坐标仪测量的齿面点为基础,通过插值形成离散点齿面,再做接触分析得到静态无负载传动误差。用该模型得到的理论齿面静态无负载传动误差与经典接触分析的结果进行对比,验证了该方法的正确性,并计算了真实齿面的STE。建立了弧齿锥齿轮副的弯-扭-轴耦合动力学模型;在该动力学模型中考虑了转子、负载以及时变啮合刚度和齿侧间隙等影响因素。将理论齿面和真实齿面静态无负载传动误差以离散点的形式引入动力学模型中,对比了两者对弧齿锥齿轮副的动力学性能的影响。     

考虑误差、轴变形和轴承刚度的弧齿锥齿轮LTCA

加工误差、安装误差、轴变形及轴承刚度会对弧齿锥齿轮的接触轨迹及传递误差曲线产生影响,基于加载接触有限元分析原理,给出考虑加工误差、安装误差、轴变形及轴承刚度的弧齿锥齿轮有限元加载接触分析方法,以一对准双曲面齿轮为对象,研究在考虑上述条件下接触轨迹的变化及传递误差曲线的变化情况,为高质量弧齿锥齿轮传动提供了一种有效设计与分析方法。     

弧齿锥齿轮啮合过程动态应力分析

介绍了利用ANSYS对弧齿锥齿轮进行瞬态啮合的前置处理、划分网格、使加约束的方法。基于目前弧齿锥齿轮的应力分析研究现状。对齿面啮合质量进行了齿面接触分析(TCA),并且利用在CAE方面有很强能的ANSYS软件对弧齿锥齿轮进行啮合状态下的动态仿真[5-7],得到较为准确的齿面接触应力和齿根弯曲应力。建立了弧齿锥齿轮三维有限元非线性接触模型,对弧齿锥齿轮在一定的转速和负载转矩下进行了动态啮合仿真,得到了一个啮合周期下的齿轮齿面接触应力和齿根弯曲应力的变化规律。进行了轮齿加载接触分析(LTCA),得到了轮齿啮合传动中的齿面接触应力、弯曲应力变化过程。该方法可以进一步为弧齿锥齿轮强度分析和疲劳寿命计算提供理论依据。     

支撑变形下弧齿锥齿轮传动的承载接触有限元分析

转子的变形会对弧齿锥齿轮传动的接触轨迹及传动误差产生影响,从而影响传动的平稳性和可靠性。在传动系统弯扭耦合振动分析的基础上,获得弧齿锥齿轮的支撑变形量,并将其等效为齿轮副的安装错位量。基于加载接触有限元分析原理,利用MATLAB自编有限元程序,给出了考虑支撑变形的弧齿锥齿轮承载接触分析方法。以一对弧齿锥齿轮为对象,研究其在一个啮合周期内小齿轮齿面最大接触应力和齿根最大弯曲应力的变化情况,为高质量弧齿锥齿轮传动提供了一种有效的设计与分析方法。     

弧齿锥齿轮加载啮合特性有限元分析

基于齿轮啮合原理计算获得了弧齿锥齿轮精确的三维几何实体模型,并由此建立了齿轮加载啮合特性有限元分析模型,以赫兹接触解析法合理地确定了有限元的网格密度。根据弧齿锥齿轮副6齿对模型,获得了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的位置,并绘制出了啮合周期内的应力曲线。分别以载荷和安装误差参数为变量,研究了弧齿锥齿轮加载情况下的接触斑点以及接触轨迹等啮合特性。研究结果对弧齿锥齿轮的设计和实际应用起到了重要的指导作用。     

零度弧齿锥齿轮的几何啮合仿真分析

为了提高零度弧齿锥齿轮的啮合性能,提出了以局部综合法为基础的小轮变性法加工参数设计方法。建立含安装误差的轮齿接触分析模型,通过求解非线性方程组,获得接触迹线和传动误差曲线,基于微分几何计算瞬时接触椭圆长轴。算例结果表明,变性法加工可获得中凸的抛物线型传动误差且幅值控制在较小的范围;轴交角安装误差对啮合性能影响最大,需保证其安装精度。     

基于安装调整的弧齿锥齿轮接触轨迹与传动误差优化

接触轨迹和传动误差是评价弧齿锥齿轮啮合性能的关键指标,而安装错位会使接触轨迹发生偏移,改变传动误差的对称性和波动幅值.为此,基于安装调整提出了一种弧齿锥齿轮接触轨迹和传动误差的优化方法.通过约束装配条件与初始点传动比,建立方程组,求解理论安装调整值;进而引入齿轮副安装错位,建立含安装错位的TCA算法;以安装错位为设计变...     

加载螺旋锥齿轮接触轨迹变化规律的研究

螺旋锥齿轮的接触轨迹直接反映传动质量,基于加载接触有限元分析原理,给出螺旋锥齿轮有限元加载接触分析模型的构建方法,取一对三齿螺旋锥齿轮模型,研究在轻载和重载情况下轮齿的接触力变化情况,得到载荷对接触轨迹及传动误差的影响规律,为高质量弧齿锥齿轮传动提供了一种设计方法与手段。     

基于有限元法的准双曲面齿轮时变啮合特性研究

准确计算准双曲面齿轮的时变啮合参数是其系统动力学分析的基础。基于接触有限元分析原理,应用有限元分析软件ABAQUS对齿轮进行加载接触分析(Loaded tooth contact analysis,LTCA),准确计算准双曲面齿轮时变等效啮合参数,包括时变等效啮合点位置、时变等效啮合力作用方向、等效啮合力作用方向上的线位移传动误差和时变等效啮合刚度,并研究转矩大小对时变啮合参数的影响。对比有限元法与经典齿轮接触分析(Tooth contact analysis,TCA)方法求得的传动误差曲线,并对比有限元法计算与加载啮合试验获得的齿面啮合印迹,验证有限元模型和计算的正确性。该方法求得的时变等效啮合参数能够准确体现准双曲面齿轮的时变啮合特性,为进一步研究准双曲面齿轮系统动力学特性提供依据。     

基于啮合特性的弧齿锥齿轮动力学研究

为了改善弧齿锥齿轮的振动特性,通过轮齿承载接触分析计算时变啮合刚度激励;再根据轮齿接触分析、载荷分配系数和啮合冲击模型近似计算出啮入冲击激励。应用集中质量法建立弧齿锥齿轮弯-扭-轴耦合的8自由度动力学模型。推导其运动微分方程,并进行了消除刚体位移和量纲归一化处理。采用变步长四阶龙格-库塔法(Runge-Kutta)求解,从而得到系统的振动响应。分析了传动误差幅值和重合度对齿轮副振动的影响。结果表明,传动误差的增大,振动也随之增大,增大设计重合度,能够减小振动。