齿轮故障对直齿轮副时变啮合刚度的影响研究

提出了一种基于计算机仿真的解析法,用于量化齿轮副在不同齿轮故障情况下的时变啮合刚度.齿轮故障在影响齿轮副传动的同时往往也伴随着刚度的降低,时变啮合刚度是状态监测和啮合齿轮副动态特性描述的一项重要参数,势能法是计算时变啮合刚度最常用的分析方法之一.采用势能法研究了含裂纹齿轮、断齿和齿面剥落等3种故障情况对于齿轮啮合刚度的...     

直线共轭内啮合齿轮副啮合特性分析

对直线共轭内啮合齿轮副的啮合特性进行了全面分析，包括共轭齿形的求解、啮合过程分析和重合度计算及齿轮参数对重合度的影响等内容。     

直线共轭内啮合齿轮副啮合强度分析

对直线共轭内啮合齿轮泵的齿轮、齿圈进行了静力分析。考虑油压对轮齿的影响,分析啮合过程中的力和力矩,利用赫兹公式计算出接触应力,并与有限元法计算的接触应力比较,结果显示两者的计算结果基本一致。结合理论公式与有限元软件,分别对直线共轭内啮合齿轮副啮合强度进行分析,对内啮合齿轮泵的研究有一定的参考价值。     

过载断齿故障下船用斜齿轮副啮合刚度计算

柴燃并车齿轮系统常在重载、高速、冲击等复杂使役条件下运行,轮齿折断故障将严重影响舰船齿轮副啮合性能.目前多以给定断齿角度与断齿量,研究断齿故障下齿轮副啮合刚度特征,与实际断齿形式下啮合刚度存在较大偏差.为提出任意断齿角度下齿轮副啮合刚度计算方法,将断齿分为平行与不平行于接触线两种折断形式,分别推导任意断齿角度下齿轮副接触线长度计算公式,基于ISO刚度计算准则对任意断齿角度下斜齿轮副啮合刚度进行求解.研究表明:断齿平行于接触线方向时,随着断齿长度增加,啮合刚度受影响时间与强度均增加,越过断齿区域后刚度将瞬间恢复正常;断齿不平行于接触线方向时,在断齿区域内,单齿啮合刚度为零,综合啮合刚度将降低,从断齿区域进入非断齿区域过程中,齿轮单齿刚度和综合刚度将逐渐恢复正常.     

含齿根裂纹齿轮副时变啮合刚度改进算法

齿轮轮齿局部缺陷故障会通过改变齿轮副的时变啮合刚度进而影响系统振动响应特征。在基于齿廓普遍方程的能量法框架下,结合修正的轮齿拉压刚度,对精确全齿廓齿根裂纹故障齿轮副时变啮合刚度的求解进行系统讨论;针对不同故障参数对应的故障模型,详细地分类讨论,得出了各情况下相应的啮合刚度计算公式。以齿条刀加工的标准直齿轮为对象,研究新模型中齿根裂纹故障对轮齿拉压刚度的影响,为齿轮齿根裂纹故障的诊断机理研究提供基础支撑。     

宽斜齿轮啮合过程三维接触有限元分析

针对宽斜齿轮，提出了轮齿在不同位置啮合时有限元网格及模型的自动生成方法，并开发出相应的三维前后处理及接触分析程序，进行了轮齿啮合过程中应力应变的数值分析。本文程序使用方便，只需输入齿轮基本参数，即可得到轮齿不同啮合位置的网格、应力分布、位移场、应力场、接触状态及接触线载荷分布。     

渐开线齿轮副啮合效率分析方法比较研究

运动副的效率可以用功或力的方法来进行描述,渐开线齿轮副的啮合效率计算同样如此。首先,以节点和齿廓接触点间的距离为变量,分别从功和力的角度推导出了齿廓啮合的瞬时效率;然后,将瞬时效率在实际啮合线上进行平均,得到两种方法下的齿轮副啮合效率的表达式;最后,结合数值算例对两种方法进行了对比研究,分析了传动比、小齿轮齿数及齿面摩擦因数对齿轮副啮合效率的影响。结果表明,基于力的齿轮副啮合效率计算方法更为合理。     

基于几何学和势能法的直齿轮副时变啮合刚度精确建模及应用

时变啮合刚度(TVMS)是齿轮系统动力学研究中的重要参数变量之一,准确地模拟计算TVMS,对分析齿轮传动系统的振动、噪声等相关动力学性能响应指标至关重要。根据渐开线齿轮的啮合运动方程和几何位置关系,提出一种基于几何学和势能法作用的直齿轮副TVMS精确建模方法;实时、有效地分析标准渐开线齿廓的啮合极限边界条件,并结合势能法构建TVMS由物理模型向数学模型转变的计算分析模型;通过数值计算法精确地计算直齿轮副的TVMS,并进行了有限元验证及举例应用。研究表明,在满足齿轮设计承载容许范围内,应合理选取齿宽和轴径尺寸,且可通过两者进行TVMS的小幅度调整而实现刚度优化作用和提高转子系统抗挠度性能等,为后期进行齿轮系统动力学计算作基础性应用研究。     

线外啮合齿轮传动啮合刚度计算

对变形和误差引起的线外啮合进行了研究与分析，提出了一种基于线外啮合的齿轮传动刚度计算方法。     

考虑时变摩擦的直齿轮副啮合刚度计算及其影响因素分析

针对直齿轮副啮合过程存在时变摩擦问题,建立直齿轮副啮合模型,推导齿轮副在啮合点处的相对滑动速度、卷吸速度、滑滚比、综合曲率半径及轮齿接触压力,研究单双齿交替啮合过程中单齿承载变化下的齿面摩擦因数变化规律。基于势能法推导计及时变摩擦的直齿轮副啮合刚度解析式,分析无摩擦力、定摩擦力和时变摩擦力作用下直齿轮副啮合刚度的变化规律,进而研究时变摩擦作用下齿轮模数、齿宽、压力角、粗糙度、输入转矩等参数对直齿轮副时变啮合刚度的影响规律。研究结果表明,时变摩擦因数在单双齿交替啮合区发生突变,在节点处趋于0;摩擦力作用下单齿刚度在啮入阶段将增大,啮出阶段将减小;定摩擦力作用使啮合刚度在节点处发生突变;时变摩擦力作用使啮合刚度在单双齿交替啮合处发生突变,在节点处与无摩擦时变化规律一致;齿轮副啮合刚度随模数、齿宽增大而增大,随压力角增大而减小;啮合刚度变化量随齿面粗糙度增大而增大,随输入转矩增大而减小。     

NN型渐开线少齿差行星传动齿轮副的设计

对NN型渐开线少齿差行星齿轮减速器的传动原理、传动特点、齿轮副的主要干涉限制条件、设计参数的选择提出一些看法和认识.提出简明实用的设计计算方法,可简化设计工作,避免反复计算.     

磨齿机的空间啮合分析

用齿轮啮合原理对磨齿加工中砂轮和被加工齿轮之间的啮合进行理论分析,建立了可靠的坐标系,对接触点的相对速度进行了理论推导。计算了瞬时接触线方程,并利用MATLAB对接触线进行了仿真。     

平面齿双曲线锥齿轮的运动学分析

提出了1种平面齿双曲线锥齿轮啮合的运动学公式，利用此公式去比较双曲线锥齿轮啮合面与其他形式啮合面的最大赫兹接触应力，得出平面齿双曲线锥齿轮传动比其他形式齿轮传动能传递更大功率。     

基于直廓内齿轮的行星轮系传动误差分析

直廓内齿轮代替渐开线内齿轮在加工精度、加工效率和加工成本上都有独特的优势,并且已在试验中得以证明.由于直廓内齿轮的行星轮系是多对齿轮副啮合,既有太阳轮与行星轮的渐开线齿轮副,又有行星轮与内齿轮的非渐开线齿轮副.因此,轮齿接触分析(Tooth Contact Analysis,TCA)中必然存在传动误差(Transmission Error,TE).文中通过建立系统中产生传动误差的齿轮副啮合模型,给出基于直廓内齿轮行星轮系传动误差的求解方法.最后,在多体动力学仿真软件Recurdyn中建立了行星轮系的刚柔耦合动力学模型,进行轮齿承载接触分析(Loaded Tooth Contact Analysis,LTCA).     

齿轮副在平面机构分析中的探讨

齿轮副在平面机构的结构分析中通常被看作平面高副,引人一个约束,这与一些实际情况不符。从齿轮副的两种不同接触情况探讨了齿轮副实际所带入的约束数。提出采用按锁合方式和按中心距的相对位置情况两种方法来具体判断齿轮副所引入的约束数。通过在牛头刨床运动机构、平板印刷机主运动机构和行星齿轮-连杆运动机构的应用和分析可知,该种判断方法可以有效的解决带齿轮副的平面机构自由度计算及齿轮副的高副低代问题。     

用积分法计算直齿轮轮齿的弹性变形

用积分法推导确定了由直齿轮轮齿在单位力作用下的弯曲变形、剪切变形和压缩变形所引起的于载荷作用点处沿载荷方向变形的计算公式,编制通用程序对它们进行了计算,并与用传统的分段方法求得的结果进行了比较。结果表明,只有分段段数足够多时,用分段法求得的结果才与积分法达到一致的结果。     

HXD1C型大功率机车传动系统齿轮的疲劳可靠性分析

基于标准和可靠性曲线,分析了HXD1C大功率机车传动系统齿轮的接触和齿根弯曲疲劳可靠性。结果表明,按照齿轮标准计算方法,齿轮的啮合接触疲劳强度和齿根抗弯强度合格。基于接触和齿根弯曲疲劳可靠性曲线的分析结果表明,在置信度95％及可靠度0．99下,齿轮的抗弯疲劳强度较弱,寿命321．32万公里;在置信度95％及期望寿命80万公里下,传动齿轮的抗弯疲劳强度仍然较弱,可靠度水平为0．9971。     

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。     

安装距可调的锥齿轮副传动误差测量

由于在齿轮副的最佳啮合位置处测量齿轮副的单面啮合可精确得到锥齿轮副的传动误差,本文研究了锥齿轮副最佳安装距的调整方法,并开发了相应的传动误差测控软件。介绍了在最佳安装距位置对锥齿轮副进行单面啮合测量的原理,描述了通过传动误差分析、频谱分析和精度等级评定对传动误差进行评定的方法。利用统计过程控制(SPC)法对锥齿轮副的切向综合总偏差和一齿切向综合偏差进行了工艺评定和过程监控。然后,设计了基于最佳安装距的锥齿轮副传动误差测控软件,完成了对传动误差的实时采集、数据处理和曲线显示,最佳安装距的寻优调整以及测量结果的SPC统计分析。给出了测控软件的类图、顺序图、测试用例和软件界面。最后,实验测量了一对齿轮副在安装距寻优调整前后的传动误差。结果显示,提出的方法和传动误差测控软件可应用于锥齿轮副或面齿轮副的测量。     

基于遗传算法的圆柱齿轮变位系数的优化选择方法

合理地选择和分配齿轮传动机构中两齿轮的变位系数 ,能较大幅度地提高其齿面接触疲劳强度与齿根弯曲疲劳强度 ,减轻齿面磨损及防止胶合 ,从而设计出承载能力大、效率高、体积小、重量轻的齿轮机构。鉴于遗传算法的特点 ,提出了基于 GA的圆柱齿轮变位系数的优化方法 ,优化计算实例说明了该方法的可行性