长度计量基础知识讲座 第五十一讲 齿轮测量基础

<正>齿轮作为传动元件,在机械制造和仪器仪表制造中占有极为重要的地位。最常见的有渐开线齿轮、摆线齿轮以及圆弧齿轮等。其中在传动上应用最广的是渐开线齿轮。渐开线齿轮主要有圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗轮蜗杆、齿条、非圆齿轮、谐波齿轮等。1)圆柱齿轮圆柱齿轮分直齿圆柱齿轮、锥齿圆柱齿轮和人字齿轮。2)圆锥齿轮圆锥齿轮分直齿圆锥齿轮、斜齿圆锥齿轮和螺     

基于二次回归正交设计的啮合齿轮表面温度分析

为了缓解齿轮在啮合传动过程中齿面产生的局部高温导致齿轮表面固有熔焊粘附的问题,基于二次回归正交设计方法设计了27组因素水平试验,利用ANSYS软件对单个齿轮通过添加边界条件进行有限元分析,得到单个齿轮本体最高温度.通过Design-Expert软件对试验数据进行分析处理,得出:齿轮的转速z_1、齿轮的转矩z_2、齿轮的齿宽z_3和齿轮压力角z_4均方分别为556.82,1 813.69,278.17,20.02,即影响齿轮本体最高温度响应值的四因素主次顺序为齿轮的转矩z_2、齿轮的转速z_1、齿轮的齿宽z_3和齿轮压力角模数z_4;齿轮本体最高温度会随着齿轮的转速z_1、齿轮的转矩z_2和齿轮的齿宽z_3增大而增大;齿轮本体最高温度随着齿轮压力角z_4增大而减小.这一结论为齿轮的设计提供借鉴意义.     

齿轮传动系统噪声分析概述

现代齿轮加工过程中,齿轮噪声的控制已成为一个重要的质量控制环节。由于齿轮噪声的产生主要是由于齿轮的加工精度以及齿轮的表面粗糙度引起的,降低齿轮的传动噪声可以提高齿轮的承载能力和安全系数,延长齿轮的工作寿命。所以,近年来,齿轮噪声的控制水平不仅代表一个齿轮制造厂的质量水平,而且直接受到有关环保法规的制约。那么,具体都是什么原因引起齿轮噪声的呢？本篇文章将对齿轮传动系统的噪声进行分析概述。     

"珠江"放映机收片机构保养的重要性

"珠江"放映机输片道共有三个输片齿轮,即供片齿轮、间歇齿轮、收片齿轮各一个.相对影片的运动方向而言,供片齿轮、间歇齿轮拉动影片的力与影片的运动方向一致,收片齿轮作用在影片上的力与影片运动方向相反.前者叫拉片齿轮,后者叫制动齿轮.     

非圆齿轮的应用与动力学分析

目的为了验证某自动包装机传动系统的动态特性,结合某自动包装机的特定需求,文中设计一种新型的非圆齿轮系统,并对其进行动力学特性研究。方法首先介绍非圆齿轮的特点,建立非圆齿轮的数学模型,并进行推导和分析,得到其动力学方程;然后利用UG软件建立非圆齿轮的三维模型,运用Adams开展动力学仿真研究,并对比在相同中心距下非圆齿轮和圆形齿轮的动力学特性。结果新设计的这种非圆齿轮比圆形齿轮的啮合力大500 N左右,主动齿轮的加速度是其10倍左右。结论通过对比非圆齿轮和传统齿轮发现,非圆齿轮具有变传动比、传动装置空间布局灵活等优点,由于非圆齿轮无法制成斜齿,故传动性能要略低于圆形齿轮。     

齿轮测量中心的设计与精度分析

JLC齿轮测量中心是为了解决齿轮参数的量值传递问题而研制的一台高精度齿轮测量仪,其主要功能是要实现高精度的齿轮渐开线样板、齿轮螺旋线样板和标准齿轮检定。本文介绍了JLC齿轮测量中心的机械设计与精度分析,并通过实验,验证了JLC齿轮测量中心可以达到一等渐开线样板、螺旋线样板的检定要求。     

微型渐开线齿轮滚刀设计

微型渐开线齿轮滚刀,是一种按展成原理加工齿轮的刀具。利用同一把微型滚刀可加工标准齿轮与变位齿轮、直齿齿轮与斜齿齿轮以及模数相同而齿数不同的多种齿轮,对加工对象的广泛适用性是模数滚刀的最大优点。另外利用滚刀加工齿轮的生产效率较高,所加工出的齿轮周节偏差较小,齿形精度与轮齿表面精度较高。因此滚齿在微型齿轮加工中占有重要作用,在微型齿轮特别是仪表齿轮生产中广泛应用。     

用自制齿轮周节仪测量齿轮周节

齿轮的周节差对齿轮传动的振动和噪音有很大影响,为了分析齿轮传动引起振动和噪音的原因,常常要对齿轮周节进行测量。众所周知,测量齿轮周节常用齿轮周节仪进行。在没有齿轮周节仪而又需要测量齿轮周节时,建议可用如图1所示的自制周节仪进行。由图1可知,这种仪器的结构极其简单,     

齿轮渐开线样板和螺旋线样板参数设计

齿轮渐开线样板和螺旋线样板是齿轮参数的标准计量器具,分别用于齿轮仪器渐开线、螺旋线参数的校准。由于设计参数的不同,当样板用于齿轮测量中心等齿轮仪器的校准时,常需要进行参数换算。通过设计用于齿轮样板检测中心等齿轮仪器校准的渐开线样板、螺旋线样板的参数,较好地解决了这一问题。本文详细介绍了用于齿轮仪器校准的齿轮样板模数、压力角、螺旋角等参数计算方法。     

内激励作用下的单对齿轮振动噪声分析

综合考虑齿轮时变啮合刚度及齿轮误差等内部激励的影响,建立了单对齿轮扭转振动物理模型,采用龙哥库塔法进行求解,得到了齿轮节点位移。分析齿轮几何参数对齿轮啮合的振动噪声的影响,并采用修正Kato公式法对振动产生的噪声进行了定量计算。结果表明该方法可以较好地对齿轮振动所产生的噪声进行定量计算,为齿轮系统的降噪设计奠定了基础。     

鼓形齿轮刀具位移圆半径的检测技术研究和应用

鼓形齿轮的刀具位移圆半径值是现阶段鼓形齿轮检测方面的一大难题,本文通过理论分析将该检测难题"化繁为简"转换成鼓形齿轮鼓形量的测量,来整体判断鼓形齿轮的可用性。通过分析大量与鼓形齿轮相关的测量方法,逐步思考创新检测思路,最终以三坐标测量机QUINDOS7.0中的GEAR齿轮测量模块为依托进行了鼓形齿轮测量程序化,经过多次测量验证,顺利解决了鼓形齿轮的测量问题。     

基于传动误差检测法的早期齿轮磨损故障诊断

摘 要：针对齿轮系统在复杂结构复杂工况下早期故障难诊断的问题,借鉴精密机械中检测齿轮安装误差和加工误差的传动误差检测法,建立含故障的二级齿轮系统传动误差信号模型,分析中间轴齿轮早期单齿齿面磨损对齿轮系统传动误差的影响及特征规律。经齿轮传动系统实验台实测信号研究结果证明：传动误差信号信噪比高,能够有效识别复杂齿轮系统中齿轮早期磨损故障。     

真空运动的谐波齿轮导入部件

一、谐波齿轮导入部件的传动 系统图和计算 谐波齿轮导入部件的原理图如图1所示,在发生器的椭圆形凸轮H以n1的速度转动时,薄壁柔性齿轮Г(齿教为ZГ)产生形变,因而,在长轴区柔性齿轮的外齿同刚性齿轮 (齿数为2)的内齿啮合;在短轴区柔性齿轮的外齿同刚性齿轮的内齿不接触;而在长轴和短轴之间的中间区两齿轮处于不完全啮合状态。 当发生器转动时,两齿轮的啮合区以n1的速度移动,故刚性齿轮以n2的速度转动,其速度比(n1/n2)决定于柔性齿轮和刚性齿轮牙齿接触表面的周长差。其柔性齿轮可以是静止的,此种传动形式可以在真空运动的谐波齿轮导入部件…     

某航空齿轮减速器的减振研究

为了解决某航空减速器齿轮系的振动问题，本文分析了齿轮系的结构特点，进行了试验模态分析，并进行了动特性计算和结构动力修改分析，分析结果认为，大齿轮（二级主动齿轮）有几阶模态频率落在齿轮系的啮合冲击力频带内，所以，齿轮系在工作时，产生振动，作者认为，大齿轮的振动是由与其同轴的小齿轮的啮合冲击力所激起的，大齿轮振动时齿圈变形，使大齿轮工作时啮合状态恶化，啮合冲击力增大，从而引起大齿轮的强烈高频振动和齿轮箱体的振动。根据此分析结果，本文时大齿轮进行了减振设计研究，提出了齿轮的减振改型设计方案。     

汽车驱动桥准双曲面齿轮时变啮合刚度计算

针对汽车准双曲面齿轮动力学系统建模中齿轮时变啮合刚度计算困难的问题,提出一种完整的基于有限元法计算准双曲面齿轮啮合刚度的计算方法。详细描述利用有限元方法计算齿轮啮合刚度理论模型,并利用此模型计算直齿渐开线齿轮啮合刚度,结果表明此方法计算结果与KUANG模型计算结果一致。利用MATALAB和CATIA建立了准双曲面齿轮三维几何模型,并在ABAQUS中建立此齿轮准静态啮合有限元模型。详细论述了由准双曲面齿轮啮合有限元分析结果后处理得到啮合刚度计算过程,并对不同载荷下齿轮啮合刚度的变化趋势进行讨论。结果表明,准双曲面齿轮啮合过程中啮合刚度随齿轮旋转位置和所加载力矩周期性变化,其变化周期等于齿轮啮合周期;当齿轮加载力增大齿轮啮合刚度平均值增大,同时啮合刚度的波动减小。     

新型齿轮超声加工纵向振动系统的设计

在传统的齿轮纵向振动系统中,齿轮与变幅杆耦合处振幅较小,导致齿轮端面输出振幅偏小,满足不了齿轮超声加工的要求.基于非谐振设计理论和全谐设计理论,设计了一种新型齿轮纵向振动系统,该振动系统由齿轮与圆柱杆耦合振动单元、换能器、半波长圆锥形变幅杆组成,齿轮与变幅杆耦合处振幅较大,增大了齿轮端面的输出振幅.圆锥变幅杆形状参数固定时,齿轮分度圆直径和圆柱杆直径对齿轮端面的输出振幅没有影响,减小圆锥变幅杆小端直径可以增大齿轮端面的输出振幅.通过有限元分析和谐振特性实验验证这种新设计方法的可行性.研究结果为齿轮振动系统提供了一种新的设计方法,对齿轮超声加工工艺的工程应用具有重要意义.     

螺旋线偏差对圆柱齿轮副振动的影响规律研究

综合计入时变啮合刚度激励、误差激励和啮入冲击激励,建立了圆柱齿轮副弯扭轴耦合动力学模型,分析了不同形式螺旋线偏差对直齿轮副和斜齿轮副振动的影响规律。结果表明,螺旋线偏差对直齿轮副振动几乎不产生影响,但对斜齿轮副振动影响显著,其中中凹螺旋线齿轮的振动最大;负螺旋角偏差齿轮振动次之;在多数载荷情况下,正螺旋角偏差齿轮的振动要小于理想螺旋线齿轮;中凸螺旋线齿轮的振动最小。因此,螺旋线偏差在分析直齿轮副振动时可以忽略,但在分析斜齿轮副振动时则需要计入才更为合理。     

浅析汽车齿轮制造中的问题和解决途径

本文主要介绍了汽车齿轮的制造水平以及齿轮制造中采用的滚齿、插齿拂9齿、热处理等加工工艺，阐述了汽车齿轮制造与发达国家汽车齿轮制造的差距。着重分析了汽车齿轮制造产生差距的原因，并且提出了解决汽车齿轮制造差距的途径。     

齿向修形直齿轮系统动力学特性分析

研究了直齿轮齿向修形对齿轮系统振动特性的影响。首先考虑直齿轮齿向修形偏差,将轮齿沿轴向离散成若干宽度相等的薄片,建立了齿轮副啮合刚度模型。然后以一对直齿轮副为例,分别使用有限元法和本文方法分析了齿轮副啮合刚度,结果表明所提方法能够快速准确求解齿向修形直齿轮副的啮合刚度。最后建立齿轮系统有限元模型,分析了齿向修形对系统固有特性、振动响应特性的影响。研究结果表明:齿向修形降低了齿轮副啮合刚度,考虑齿向修形后齿轮系统弯扭耦合固有频率减小,齿轮系统响应的共振峰出现了偏移。研究结果可为齿向修形齿轮的动态响应计算和结构设计提供理论依据。     

齿轮加速度噪声的研究

本文重点研究了齿轮啮合时由于冲击产生的加速度噪声,利用齿轮有误差,加载变形后齿轮的几何关系计算齿轮冲击加速度,并利用声学理论计算齿轮啮合冲击时产生的声压,由此可以定量地研究齿轮的几何参数、误差以及弹性变形对噪声的影响。