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ANSYS的准双曲面齿轮建模及有限元分析

针对传统悬臂梁理论计算轮齿弯曲应力的不足,本文在ANSYS软件中采用从低级到高级的建模方法对准双曲面齿轮进行三维实体建模,并对齿轮进行分析,收敛计算到足够的精确度,得到了满意的结果.文中采用了合理的分割方法对轮齿进行切块、选用六面体单元划分网格,根据赫兹理论对齿面瞬时接触椭圆施加半椭球分布压力,分析结果更准确.该建模方法易于实现参数化建模,为复杂零件的三维实体建模提供了一个思路.     

全工序法准双曲面齿轮建模与有限元分析

研究了全工序法准双曲面齿轮,即大轮成形法、小轮螺旋成形法加工的齿面建模、加工切削仿真和有限元分析。借助坐标变换和空间啮合理论,推导小轮齿面方程;根据机床调整参数,在CATIA中模拟刀盘和轮坯的展成运动,进行切削加工仿真,建立高精度的齿轮副实体模型;利用有限元软件Abaqus对齿轮副进行接触分析,计算并提取整个啮合过程的齿根弯曲应力和齿面接触应力,为准双曲面齿轮的强度设计提供参考。     

高齿准双曲面齿轮的轮齿加载接触分析

给出了准双曲面齿轮齿加载接触分析的数学模型和加载接触分析的求解方法，计算了高齿准双曲面齿轮和普通齿准双曲面齿轮副的加载接触过程，对比了两种齿轮在不同工况和安装误差条件下的齿面印痕、齿面载荷分布、齿间载荷分配和承载传动误差，证明了高齿准双曲面齿轮副齿面载载体分布、齿间载荷分配和承载传动误差，证明了高齿准双曲面齿轮副齿面载荷分布和齿间载荷的分配合理，接触印痕受安装误差的影响较小，具有较高的强度和较好的动态特性。     

准双曲面齿轮点接触齿面啮合分析的理论公式

提供了一套点接触齿面啮合分析的理论公式,这些公式不包含机床调整参数,只涉及到接触点相对于齿轮副的位置以及齿面的一阶和二阶参数。适用于齿面啮合的任何接触点。利用这些公式,能够非常方便地在设计齿面副参数的同时就对齿面进行啮合分析。此外,通过这些公式,从理论上清楚地阐明了点接触齿面副的失配机理,这对点接触齿面副的设计具有重要的指导意义。     

一种间接评定准双曲面齿轮副啮合运动平稳性的方法

本文提出一种通过检测对滚检查机从动芯轴振动信号的方法来间接评定准双曲面齿轮副啮合运转的平稳性。其特点是在不对检查机原有结构进行任何改变的情况下,便能实现齿轮副间啮合运转平稳性的定量化对比,并可进一步通过频域分析诊断齿轮副的质量缺陷根源。实验结果表明,该方法简便易行,可在生产部门大力推广以提高准双曲面齿轮的产品质量。     

基于变性法加工的准双曲面齿轮齿面啮合分析

建立了准双曲面齿轮大轮成形法,小轮变性法的切齿加工数学模型,推导了变性表达式的基本形式,确定了变性系数初值的确定方法。建立了大小轮啮合的数学模型,通过齿面检测技术,研究了变性系数对齿面啮合性能的影响。     

准双曲面齿轮三维间隙非线性冲击特性分析

应用轮齿加载接触分析程序计算了承载下准双曲面齿轮的啮合性能，得到加载啮合时各轮齿的载荷分配。应用轮齿啮合原理，开发了准双曲面齿轮网格自动建模程序，建立了轮齿动力接触有限元分析模型。采用动力接触问题有限元混合解法，对准双曲面齿轮传动的初速冲击和突加载荷冲击特性进行了数值仿真，分析了齿侧间隙对轮齿冲击特性的影响。开发的程序系统已成功地应用于工程实际问题。     

数控磨齿机加工准双曲面齿轮

分析现阶段我国准双曲面齿轮的磨齿工艺存在的问题,提出在PHOENIX系列数控磨齿机上对准双曲面齿轮进行磨齿的工艺参数计算方法.加工试验表明,采用该种方法计算的参数,适合我国汽车驱动桥准双曲面齿轮的磨齿加工,并能保证高质量、大批量的生产要求.     

小交错角面铣准双曲面齿轮副的几何设计与啮合特性

提出一种针对小交错角面铣准双曲面齿轮的几何设计方法,推导了基于单叶双曲面副瞬时轴线的空间节圆锥副设计参数几何关系,提出了考虑齿根平滑过渡的小交错角准双曲面齿轮副啮合特性控制方法。建立了齿轮副啮合模型与有限元分析模型,研究了不同外载荷对齿面啮合特性的影响。小交错角齿轮传动原理样机验证了准双曲面齿轮可在小交错角极端几何尺度下平稳工作。     

基于非特征分块插值技术的准双曲面齿轮数字化真实齿面建模方法

针对含磨损情况的准双曲面齿轮真实齿面数字化模型构造问题,提出基于非特征分块插值技术的准双曲面齿轮数字化齿面构造方法。基于非特征的离散数据分块技术对三坐标测量仪测量获得的真实齿面离散数据进行分块,判断出的齿面磨损区域。再结合插值改进算法对齿面磨损区域进行局部插值。对传统离散数据点光顺算法进行改进,提高插值构造齿面的光顺性。通过实例比较,本方法不仅减少插值算法计算量,提高齿面插值数据点的精度,改善数字化齿面的光顺性。为含磨损情况的准双曲面齿轮动态性能预测打下基础。     

弧齿准双曲面齿轮加工工艺对策的研究分析

结合现场实际，针对弧齿准双曲面齿轮的切齿参数、定位尺寸加工精度及装配工艺方法，对影响齿面接触质量问题进行了讨论，并提出保证齿面接触质量的相应对策。     

基于Excel、Matlab与UG的准双曲面齿轮精确建模研究

本文先应用Excel电子表格对准双曲面齿轮进行准确的几何参数设计,然后通过分析准双曲面齿轮断面齿廓的数学模型,建立齿廓方程,最后应用Matlab的数值计算功能根据齿廓方程得出齿轮齿廓的离散点坐标值,在UG环境下,导入离散点数据文件,利用其强大的曲面与实体造型功能,完成齿面和准双曲面齿轮的三维实体建模。     

研齿的修形机理与试验研究

研究了螺旋锥齿轮齿面综合研磨率、动态互研与研齿修形机理。动态研磨力在螺旋锥齿轮研磨中起着微切削与均化误差的作用，使齿面尖点、高点与齿对转换点首先得到研磨。研齿的修形作用趋于使二次抛物线形传动误差曲线高阶化，传动误差曲线上部平坦，转换点平滑过渡。通过引入相对螺旋角误差与相对压力角误差的概念，对齿形与齿距误差进行了测量，从而评价了轮齿研齿前后的实际啮合精度。对啮合振动、噪声进行了对比试验，结果表明，研齿能明显改善齿轮副的啮合精度与动态性能。     

螺旋锥齿轮动态互研的机理与试验

揭示了螺旋锥齿轮动态互研、误差均化的机理。建立了螺旋锥齿轮研齿过程的动力学模型，求出了动态研磨力的大小。动态研磨力在螺旋锥齿轮研磨中起着切削与均化误差的作用，研齿材料移除首先发生在齿面尖点、高点与齿对转换点，从而使齿面光滑滚动特性得到改善，齿对转换趋于平稳。对齿轮副研磨前后轮齿精度与动态啮合性能进行了对比试验，结果表明，研磨后轮齿齿形与齿距精度有所提高，动态性能明显改善。     

齿轮传动中啮合冲击的理论分析

根据渐开线齿轮传动的特点 ,应用机械动力学理论 ,建立了考虑轮齿受载变形后齿轮传动过程中的有关几何量与其啮入冲击速度、最大冲击力之间的定量关系表达式。据此初步分析了齿宽、传动比、轮齿受载变形、工况、齿轮结构等对传动过程中啮合冲击的影响情况。     

克林根贝格制准双曲面齿轮边缘承载接触分析

以克林根贝格Cyclo-palloid制准双曲面齿轮为研究对象,提出了其边缘接触的几何分析方法,确定了边缘接触点,并采用数值方法进行搜索,确定了边缘接触位置接触椭圆长轴的方向和长度,即该位置两齿面间的相对主曲率方向和所有可能接触点。建立了包括边缘接触的承载接触分析数学模型,采用基于有限元柔度矩阵的非线性规划法精确求解了边缘承载接触问题,通过与已有算例的对比分析,验证了本方法的可行性,并给出了仿真示例。     

汽车主减速器圆锥齿轮啮合斑点分析及其调整

针对汽车驱动桥主减速器中的主动圆锥齿轮及从动圆锥齿轮之间的啮合斑点优化问题,从理论上分析了影响啮合斑点的主要因素,以及这些因素对啮合斑点的实际影响,结合现场装配实践,总结出通过垫片来调整啮合斑点的方法措施,为装配现场提供指导,使主从动圆锥齿轮之间的啮合间隙及啮合斑点达到装配要求。     

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。