汽车差速器锥齿轮差速工况下的热弹流润滑分析

为了研究差速器锥齿轮差速工况下的啮合热特性,基于热弹性流体动力润滑理论,建立了直齿锥齿轮非稳态热弹流润滑模型,分析了行星齿轮在差速下的温度场。首先,研究了行星齿轮与半轴齿轮在非牛顿流体作用下的热特性;其次,研究了差速工况下行星齿轮温度场随模数和齿宽的变化;最后,研究了差速工况下行星齿轮温度场随转速的变化。结果表明,行星齿轮沿齿宽方向的温度分布不同;行星齿轮本体最大温度随着齿宽增大而增大,随模数的增大而减小;差速器行星齿轮与半轴齿轮接触区的温度随转速的增大而增大。该研究为差速器锥齿轮润滑设计提供一定的理论依据。     

航空螺旋锥齿轮断油润滑状态研究

对航空螺旋锥齿轮断油工况进行分析,根据断油工况计算润滑油的初始啮合温度并建立螺旋锥齿轮断油润滑分析数学模型;通过编程得到断油情况下不同载荷、不同速度的接触区油膜厚度、压力和温度分布情况;分析油箱油量、断油时间、齿轮转速3个主要因素对断油润滑状态特别是中心油膜温度的影响。结果表明:航空螺旋锥齿轮在断油情况下,啮合产生的热量使油箱润滑油温度提高,在数值计算时需要对初始温度进行修正;随着油箱内润滑油量的增加,接触区润滑油温度降低;随着断油时间和齿轮转速的增加,润滑油温度逐渐升高,但升高速度逐渐减慢;齿轮转速和断油时间对接触区温度的影响大于润滑油量的影响。     

时变参数下锥齿轮摩擦功率损失计算研究

分析了多个与齿轮相关及摩擦相关模型,推导建立了计算锥齿轮啮合过程中瞬时滑动功率损失的时变模型。基于锥齿轮传动过程中实际啮合齿数,分析锥齿轮啮合面的受力情况,将此受力分析结果与实际工况下轮齿油膜厚度比相结合,得到了锥齿轮传动过程中各润滑状态与各摩擦功率损失影响因素的关系。为了避免将啮合线离散计算摩擦功率损失时所导致的原理误差,建立了以时间为变量的锥齿轮摩擦功耗的数学模型。利用时变齿间载荷模型解决了由齿面几何复杂度导致的齿间载荷难以确定这一难题。仿真结果表明:瞬时滑动功率损失时变模型的仿真结果与实验测得真实结果相一致,所建锥齿轮啮合过程中瞬时滑动功率损失时变模型具有较高的精度。     

工况对盾构机主驱动轴承润滑特性的影响

以某隧道工程实际工况条件为例,建立盾构机主驱动轴承载荷分布计算模型和等温线接触弹流润滑模型,通过数值分析得到极限工况和占比99.9%的工况条件下盾构机主驱动轴承的油膜厚度及油膜压力分布;依据实际工况条件分析不同工况对轴承油膜厚度、油膜压力的影响规律,以及滚子所处位置不同时滚子负载与油膜压力和膜厚之间的变化关系。结果表明：不同工况下主轴承油膜厚度、油膜压力分布规律相似,均出现二次峰值;同一工况下,随着滚子于主轴承所处位置不同,油膜压力及膜厚最值随滚子负载的增大而减小;同一位置处二者最值随主轴承受力的增大而减小。     

Gleason弧齿锥齿轮三维数字化设计及其在汽车差速器中的应用

文章系统地论述了直齿锥齿轮、弧齿锥齿轮的工作原理和建模理论基础;以Gleason弧齿锥齿轮为例介绍此类齿轮的三维数字化设计的方法及其在Pro/E野火环境下的实现过程,并以汽车差速器的装配和机构运动仿真为例,介绍格利森弧齿锥齿轮和直齿锥齿轮的应用.所提出的齿轮三维设计理论和方法对于各种齿轮的数字化设计具有重要的示范作用,从而纠正业界(尤其是在众多的出版物中)在锥齿轮设计中存在的错误和不规范之处,帮助广大CAD用户走出齿轮三维设计误区.     

转向工况下的混合动力汽车电子差速控制技术

混合动力汽车在转向过程中易受轮胎垂向载荷、侧向力等因素的影响,为保证其稳定行驶,提出了基于改进相对滑移率的混合动力汽车电子差速控制技术。考虑车辆驾驶时轮胎垂向载荷、侧向力和侧偏角等因素,运用刚体运动原理构建混合动力汽车动力学模型;以车外某点为圆心,通过阿克曼理论计算前轴内外车轮转向角,参考汽车质心速率推算内外车轮转向工况下行驶速度,明确双驱动轮转速;推算内外侧转速和驱动轮距真实转速的耦合关系,将相对滑移率拟作差速控制参数,计算车辆系统性能指标,利用线性二次模型推导差速控制规律,以系统性能指标最小为目标,构建车辆系统最佳差速控制器。结果表明,所提技术能将电子差速滑转率控制在极低水平,降低了车辆的打滑概率,显著提升了车辆驾驶安全性。     

基于有限长线接触的锥齿轮热弹流润滑分析

为了研究锥齿轮的热弹流润滑机理,基于弹性流体动力润滑理论,建立有限长线接触模型,研究了直齿圆锥齿轮热弹流润滑特性。首先,将直齿圆锥齿轮热弹流问题近似等效为两同向圆锥滚子的准稳态热弹流润滑问题,应用多重网格法和逐列扫描法求解了锥齿轮整个接触线上的油膜压力、油膜厚度及固体和油膜中层的温度。结果表明,直齿圆锥齿轮沿齿宽方向上各点的压力、膜厚、温度均不相同。其中,小端的油膜压力略大于大端的油膜压力;小端的油膜厚度小于大端的油膜厚度;沿齿宽方向的温度分布差异较为明显,油膜中层的温度大于两固体表面的温度。该研究为直齿圆锥齿轮的润滑设计提供一定的理论依据。     

修形对直齿锥齿轮弹性流体动力润滑的影响

为解决直齿圆锥齿轮的端啮问题,通过对直齿圆锥齿轮进行齿廓修形,提高小端的油膜承载能力,使得载荷沿齿宽方向分布均匀。齿廓修形先采用二次抛物曲线,再改变主动轮和从动轮的齿顶修缘高度,确定修形参数后,建立直齿圆锥齿轮无限长线接触弹性流体动力润滑模型,压力和膜厚采用多重网格法求解,弹性变形采用多重网格积分法求解。齿顶修缘后啮入点的油膜压力比原来小,油膜厚度变大;二次抛物曲线修形后,啮入瞬时点和啮出瞬时点的油膜压力在赫兹接触区明显降低,赫兹接触区的油膜厚度明显增大,沿啮合线分布的最大油膜压力降低,最小油膜厚度增大,中心油膜压力降低,中心油膜厚度增大;修形参数的变化影响修形后的油膜压力和油膜厚度;修形改变了齿宽方向的载荷分布,直齿圆锥齿轮的小端和大端的载荷差距减少,齿面载荷由端部向齿宽中部转移。研究结果说明,齿廓修形可以改善齿轮的润滑状况,提高啮合过程的油膜压力,减少齿面的摩擦和磨损,同时也可以避免齿面胶合的产生。     

弧齿锥齿轮啮合过程弹流润滑最小润滑油膜厚度分析

根据弧齿锥齿轮切齿加工原理,建立弧齿锥齿轮的齿面方程。并利用空间几何原理,将大小轮齿面方程放在同一个坐标系中进行啮合点计算得到啮合点在齿面上的位置分布。利用微分几何原理求得大小轮齿面啮合点处的法曲率和齿面卷吸速度等弹流润滑重要参数。用MATLAB软件编程计算,并用PRO/E三维软件建立几何模型。采用ABAQUS有限元分析软件,数值计算啮合过程中的油膜压力。基于Dowson-Higginson最小油膜厚度模型计算得到了光滑齿面不同啮合速度条件下弧齿锥齿轮啮合过程最小油膜厚度。     

汽车差速器锥齿轮的温锻制坯/冷摆辗成形加工技术研究

为提高差速器锥齿轮的齿部强度和静啮合特性,达到少无切削加工及大批量生产的目的,采用温锻制坯、锻件余热退火与冷摆辗成形相结合的精密成形工艺生产差速器锥齿轮精锻件;对变形程度的分配、成形工艺参数的选择、高精度冷摆辗模具的设计与加工等关键技术问题进行了分析。结果表明,采用该工艺生产的差速器锥齿轮精锻件,较好地解决了差速器锥齿轮制造过程中存在的齿轮精度差、齿部强度低、模具寿命低、设备投资大等问题,为提高差速器锥齿轮的国产化率、减轻差速器的重量进而减轻汽车的自重等奠定了技术基础。     

考虑油膜压力作用的直齿圆锥齿轮应力分析

采用Solidworks建立直齿锥齿轮三维模型,通过Solidworks软件和Ansys软件数据接口将锥齿轮三维模型导入Ansys软件中,考虑润滑的影响,在Ansys软件中进行直齿圆锥齿轮的应力分析.将齿轮弹流数值计算的油膜压力作为加载项,同时将轮齿接触线扩展成接触面,将线载荷转化成面载荷,计算得到轮齿应力值.与其他计算方法相比,该方法计算结果与真实工作环境下产生的轮齿应力值之间的误差最小.对提高轮齿强度、改进和优化齿轮设计具有一定的参考价值.     

时变性对圆柱齿轮弹流润滑的影响

基于有限长线接触弹流理论，分析了时变性对圆柱直齿轮弹流润滑的影响，研究了动力粘度、卷吸速度与曲率半径的变化对弹性流体动力润滑油膜厚度的影响，探讨了其中的规律，得到了时变条件下齿轮弹流润滑的基本规律，提出了改进齿轮润滑效果的措施。     

奥利康摆线齿锥齿轮铣刀盘几何结构研究

分析了奥利康摆线齿锥齿轮铣刀盘的几何结构,研究了刀齿切削刃在铣刀盘坐标系中的表示,通过坐标变换得到了刀齿在刀柄坐标系中的矢量函数。以左旋小轮切齿加工精切内刀为例构建了刀齿的几何模型。本文对研究开发摆线齿锥齿轮铣刀盘刀齿加工技术具有指导意义。     

某型直升机行星齿轮机构弹流润滑研究

分析了某型直升机主减速器行星齿轮机构弹流润滑工况,研究了该齿轮系弹性润滑最薄弱啮合部位,计算得出了行星齿轮传动机构中齿宽、齿轮模数和压力角等齿轮参数对弹性润滑油膜厚度的影响,提出了改进直升机主减速器行星齿轮机械润滑状态的新思路和具体改进方案,结果证明增加行星轮和太阳轮的齿宽、模数和齿轮啮合角及提高润滑油粘度和粘压系数,可有效地改进齿轮润滑,减少齿面失效,提高行星齿轮传动机构的可靠性。     

锥齿轮测量技术的发展及锥齿轮的局部互换性

分析了锥齿轮测量技术的发展现状及各种测量方法的特点,并提出了锥齿轮局部互换性的概念。指出我国发明的锥齿轮整体误差测量技术是实现锥齿轮局部互换的有力工具     

不同转速下齿轮动力学与油膜润滑耦合研究

为探究齿轮振动时油膜的动态特性,考虑齿轮时变啮合刚度的激励作用,基于动力学理论,建立齿轮系统动力学模型,分析齿轮系统的弹流润滑特性;同时,基于弹流润滑数值解,建立油膜的刚度模型,进行不同转速下齿轮动力学与油膜润滑的耦合研究。研究表明:基于动力学模型进行弹流润滑的求解时,油膜厚度表现出一定的动态特性,且不同齿轮转速下的振幅和振动频率不同;随着齿轮转速的增大,油膜的刚度减小,对于高速重载的齿轮系统,油膜润滑对其振动特性有较大的影响,应当将齿轮振动与油膜润滑视为整体进行研究。     

锥齿轮测量新方法的误差分析

针对作者提出的一种新测量方法——通过一种特殊测量齿轮和被测量齿轮啮合来测量齿轮的误差，分析了由于该特殊测量齿轮而引起的测量系统误差，并对其进行补偿；同时针对该测量方法提出了新的误差表示方法——把误差表示为实际齿轮齿面上的点相对于理论齿面上的点的法向偏移量，该方法所表示的误差包含了锥齿轮所有误差信息。实验证明了该方法的可靠性。     

弧齿锥齿轮的接触特性研究

根据弧齿锥齿轮的加工原理，建立了弧齿锥齿轮的切齿共轭方程，在考虑误差和支承刚性的条件下，对锥齿轮的接触特性进行了研究，并分析计算了误差及支承刚性对齿轮副的接触印痕和运动曲线的影响。     

带轴锥齿轮超声研齿振动系统的设计与试验

为了满足带轴锥齿轮超声研磨加工的谐振频率要求,利用波动理论对不同结构的3种带轴锥齿轮的超声变幅系统进行谐振设计,建立了统一的谐振频率方程,并对位移放大系数和最大应力进行了比较。运用有限元方法,对由复合变幅杆和换能器组成的超声激励-变幅振动系统进行了模态分析和谐响应分析。最后对超声振动系统进行了阻抗分析和频率测试。试验结果表明：实际超声振动系统的谐振频率为23.269kHz,与设计频率误差约1.17%,试验结果与有限元分析和理论分析结果基本吻合,验证了理论设计的准确性。