提升齿轮传动寿命的强度匹配方法

齿轮驱动的设计经常与传动元件寿命缩短的现象。而通过传动元件的强度匹配可以有效的解决这个问题,从而提高齿轮的传动寿命。从齿轮啮合机理的角度出发,经过对标准的设计参数的更改,使得蜗杆设计不仅可以满足传动比和强度的要求,而且反映了紧凑的结构,同时实现了传动部分的啮合强度匹配。本文首先简要阐述了齿轮动态特性,再此基础上研究了两种齿轮参数的修正方法,即改变模量和同时改变压力角和单一齿轮改变齿厚的两种方法。     

少齿数渐开线圆柱齿轮副综合优化设计

提出了少齿数渐开线圆柱齿轮副的设计方法,该方法基于传动质量约束,优化初选齿轮副参数,然后根据啮合干涉条件和轮齿强度条件来对齿轮副参数进行调整,最终得到满足传动质量要求与强度、刚度条件的紧凑齿轮副参数,通过实例研究,验证了该方法的可行性与合理性。     

变齿厚渐开线齿轮包络环面蜗杆传动啮合性能分析

为准确掌握变齿厚渐开线齿轮包络环面蜗杆传动的宏微观啮合性能及各设计参数对啮合性能的影响,建立了传动副数学模型,推导出啮合几何学方程,研究了螺旋角、传动比、法向模数及压力角等主要设计参数对啮合性能的影响规律;综合考虑选取优化设计参数并进行传动副样件加工,通过传动副对检试验考察了接触斑点的分布情况。分析结果表明：在满足环面蜗杆喉部中径强度和刚度要求的情况下,适当螺旋角、较大传动比、较大法向模数和较大压力角会获得优异的接触线分布、接触区域和较优的微观啮合质量;右侧的微观啮合质量优于左侧的微观啮合质量;传动副样件接触斑点与理论分析结果一致,右侧齿面接触斑点分布更好,验证了分析方法的正确性。     

偏心-高阶椭圆锥齿轮副的强度计算方法

结合微分几何及空间齿轮啮合原理,将偏心-高阶椭圆锥齿轮副的空间节曲线在曲率半径相等的条件下展开到平面上,推导出齿轮副当量节曲线的计算公式,获得啮合传动过程中的压力角.对轮齿进行受力分析,建立偏心-高阶椭圆锥齿轮副的强度计算方法,获得轮齿接触应力及弯曲应力随主动轮转角的变化规律,确定啮合过程中最薄弱轮齿的位置.分析偏心-高阶椭圆锥齿轮副主动轮偏心率、模数、主动轮齿数及从动轮阶数等结构参数对轮齿强度的影响.建立偏心-高阶椭圆锥齿轮副有限元分析模型,利用五轴数控机床加工出齿轮副实体并搭建传动试验平台,通过有限元分析与传动试验,验证该齿轮副强度计算方法的正确性.     

面齿轮传动啮合刚度分析

面齿轮传动的啮合刚度是面齿轮传动动态分析及优化设计的重要参数,在圆柱齿轮传动啮合刚度分析的基础上研究了面齿轮传动的啮合刚度理论计算方法,将面齿轮传动中的圆柱齿轮和面齿轮简化成变截面弹性悬臂梁,推导了面齿轮传动的刚度计算公式,并建立面齿轮传动模型,进行了有限元分析。通过对两种计算结果的分析,验证了理论计算方法的正确性,得到较准确的面齿轮啮合刚度的计算方法。     

提高活齿传动臂轴承寿命的研究

提出一种在保持活齿传动输入轴转速和选定的传动比不变的条件下,提高转臂轴承额定寿命的新方法。通过活齿啮合副运动参数综合和采用全滚动活齿啮合副,使转臂轴承外环产生可以降低其工作转速n的附加转动,从而大幅度提高了转臂轴承的寿命,给出了应用实例。     

某无人直升机主传动齿轮啮合强度分析

基于ANSYS分析软件,采用接触单元,对某无人直升机主传动齿轮副的啮合过程进行数值模拟,直观得到了啮合过程中齿轮副上的瞬态应力,并对该齿轮副进行疲劳计算,预估其寿命,从而为该齿轮安全工作和优化设计提供理论依据。这种基于ANSYS的齿轮啮合强度分析方法可为其它齿轮啮合疲劳传动分析提供借鉴。     

3K型变齿厚行星齿轮传动装置的效率分析

针对齿轮传动中因齿轮齿面磨损,导致啮合间隙增大,影响装置传动效率的问题,提出了一种可补偿侧隙的3K型变齿厚行星齿轮传动装置。首先分析了该新型装置的啮合特性。运用单元分析法推导出各啮合效率与传动效率的关系。然后,基于啮合原理与积分中值定理,得到重合度、变位系数、啮合角和锥角等基本参数与啮合效率的关系,进而得出各啮合参数与整机传动效率的数学模型。最后,基于优化设计理论,以MATLAB为工具,在满足齿轮强度的条件下,以传动效率为设计目标,得出齿轮啮合参数的一组最优解。该研究对变齿厚齿轮传动装置的设计具有一定的指导作用。     

渐开线齿廓非圆齿轮的变啮合角特性

指出非圆齿轮传动具有变啮合角的特性,并且推导出啮合角的表达式。以椭圆（含高阶椭圆）齿轮及偏心圆齿轮为例,给出啮合角变化的规律及啮合角约束条件。对于椭圆齿轮副,啮合角随着椭圆偏心增大而增大。当偏心率达到相当大的数值时,啮合角成为直角,两齿轮的齿廓脱离接触而推动啮合。这就从理论上解释了非圆齿轮传动中失去啮合现象的原因,同时为传动的设计提供了基础条件。     

新型两齿差外啮合行星传动的等磨损参数的优化模型

基于两齿差外啮合行星传动的结构特点及失效形式,提出一种防止结构失效的齿轮参数优化设计方法,通过优化算法得到了各齿轮副间的变位系数合理分配,使得主、从动齿轮与行星轮啮合时的滑动系数趋于相等,减少各齿轮副啮合时的相对滑动,从而大大提高了这种新型结构的寿命。