动力齿轮传动振动机理研究之二---实验研究分析

结合光弹测试技术,提出了一个利用力平衡原理测量齿轮副工作压力角的新方法;设计了一个简易的实验装置;测量了一对以聚碳酸脂为材料的直齿轮在一个啮合周期中的瞬时工作压力角．实验结果与计算结果非常吻合,验证了实验装置的可靠性．     

面齿轮啮合过程中齿面温度仿真

齿面温度及其变化是计算轮齿变形和判断齿轮是否胶合的主要依据。根据面齿轮传动以及传热学的基本原理,通过对面齿轮啮合接触区进行分析,运用表面温度法,介绍了面齿轮点接触区润滑数学模型、油膜厚度方程和油膜能量方程,建立了面齿轮传动的齿面瞬时接触温度的计算方程。研究了啮合齿面间的接触应力、齿面相对滑动速度以及齿面间的摩擦系数等相关参数的计算。对面齿轮传动的啮合过程中不同啮合位置时,齿面温升进行有限元分析,研究面齿轮齿面温度的分布规律,为面齿轮的设计提供有效的理论依据。     

非圆齿轮测量技术方案探讨

探讨了在ＣＮＣ齿轮测量中心上测量非圆齿轮的技术方案,提出了双面啮合法、单面啮合法、单测头法等多种方法．实验结果表明,这些方法为全面地研究非圆齿轮的几何精度提供了新途径．     

动力齿轮传动振动机理研究之一--工作压力角变化的影响

把齿轮作为弹性体,研究动力传动过程中轮齿变形导致的工作压力角变化、瞬时节点跳动、瞬时不定传动比、速度波动等引起的振动的机理．结合轮齿加载啮合分析和边界元法编制计算分析软件;建立齿轮副弹性啮合过程模型;分析各运动参数变化的规律,并结合啮合原理对计算结果进行分析．     

基于动力学的渐开线圆柱齿轮的啮合效率

提出了基于动力学的渐开线齿轮啮合效率计算模型。通过求解动力学方程获得任意啮合时刻的齿面动载荷、摩擦力和考虑到波动的表面速度,并计算瞬时输入功率和损耗功率后可得瞬时啮合效率。通过计算一个啮合周期内的总输入功和损耗功,可得到平均啮合效率。研究了不同载荷分配模型、最大修形量、转速和转矩等对啮合效率的影响。结果表明:为准确估算齿轮啮合功率损失和啮合效率,应建立较准确的载荷分配模型;对齿顶进行适当修形能有效减小双齿啮合区的摩擦损耗,从而提高齿轮传动效率;转速和转矩平均啮合效率有较大影响。     

直齿锥齿轮轮齿变形及瞬时啮合刚度

以三维有限元法对多齿对同时啮合直齿圆锥齿轮轮齿变形和瞬时啮合刚度进行了详尽分析研究．用ＳＧＤＣＳ齿轮动态效应试验台进行了轮齿变形的激光测试，测试结果与理论计算结果的变化趋势具有稳定的一致性．     

SNY3型啮合仪智能化的实现方法

阐述了用微电子技术,传感器技术和程序设计技术使ＳＮＹ３型双面齿轮啮合伙实现智 能化的一种方法．改造后的齿轮啮合仪实现了测量一击径向综合误差和齿轮径向综合 误差的全自动化以及误差的动态显示,提高了互换性与技术测量课程的实验教学效果, 也为非智能化仪器的智能化改造探索出了一种方法．     

小模数齿轮单面啮合测量仪的设计

针对小模数齿轮的特点和传统单面啮合测量仪在小模数齿轮测量上的局限性,基于单面啮合测量新原理,解决了微小齿轮的装夹、定位及微小角位移测量等技术难题,研制出小模数齿轮单面啮合测量仪.仪器采用立式结构,主要由基座、精密轴系、微角位移测量装置、测控单元构成.仪器的设计实现了小模数齿轮传动误差的测量,为小模数齿轮精度检测提供了新途径.     

载荷在同时啮合的轮齿之间的分配和齿轮设计的几个问题

使节点处于两对齿啮合区的齿轮设计方法,是为了提高齿轮的接触疲劳强度。但两对齿啮合区的载荷究竟如何分配尚不十分清楚。本文通过对实物齿轮轮齿根部的应变测量,分析齿轮运转时轮齿间载荷的分配规律,并提出关于齿轮设计和强度计算的建议。     

齿轮基节误差对其啮合冲击影响的分析与计算

本文从基节误差对齿轮啮合作用半径R_啮变化的影响,推导出在顶刃啮合区内,从动轮瞬时角速度及冲击能量的计算公式。 计算结果表明,基节误差造成齿轮啮合冲击的根本原因是,基节误差的存在,破坏了齿轮的正常啮合(进行顶刃刮行啮合),使齿轮啮合作用半径发生了变化。 推导的结论将有助于基节误差对齿轮工作平稳性及噪声影响的分析计算。同时也能较清楚地看到在顶刃啮合区内,齿轮角速度变化的过渡过程。     

基于ANSYS workbench齿轮啮合刚度计算及动力学仿真

为了解决在齿轮动力学仿真中啮合刚度的时变性问题,在三维建模软件Solidworks中,通过渐开线参数方程建立了直齿圆柱齿轮装配体模型,将模型导入ANSYS workbench的瞬态动力学模块,用准静态的方法求出了综合啮合刚度,考虑齿轮的惯性效应以及轮齿摩擦力进行齿轮动力学仿真.结果表明,实际情况下综合啮合刚度与理论重合度计算的综合啮合刚度是不同步的.轮齿在进入和退出双齿啮合时振动加剧,轮齿的交替啮合产生冲击力,单齿啮合比双齿啮合振动强烈.     

无侧隙端面啮合蜗杆副瞬态动力学分析

为了获得无侧隙端面啮合蜗杆副的动力学特性,分析不同结构类型的蜗杆之间承载能力、变形间的关系。利用有限元法,建立蜗杆端面啮合杆副的动力学分析模型,对啮合瞬间进行瞬态动力学分析。首先,根据建立的端面蜗杆的动力学模型,进行瞬态动力学分析,分别得到端面啮合蜗杆副的接触应力、等效应力和总变形。其次,对无侧隙端面啮合蜗杆副的动力学特性进行理论分析与比较,分别比较分析无侧隙端面啮合蜗杆副与无侧隙环面蜗杆副、无侧隙端面啮合蜗杆副与双滚子端面啮合蜗杆副的瞬态动力学性能及变形的情况。结果表明：有限元分析中端面啮合蜗杆副的应力、应变云图表明,啮合瞬间,蜗轮蜗杆至少同时啮合8对齿,可以清晰地看到最大应力在齿顶;同等条件下,端面啮合蜗杆副的接触应力较无侧隙双滚子包络环面蜗杆减小超过33%;端面啮合蜗杆副的最大等效应力仅为无侧隙双滚子包络环面蜗杆的22%;端面啮合蜗杆副较双滚子端面啮合蜗杆副具有较强的抗变形能力,当t≥0.056 5 s双滚子端面啮合蜗杆副随时间变形影响显著。几种新型蜗杆副的分析和比较可以反映其动/静力学特性,从而为该新型蜗杆在减速器等领域中的应用提供理论依据和工程应用价值。     

均质塑料直齿圆柱齿轮齿内动态温度分布的数值计算方法

通过对均质塑料齿轮啮合时传热过程的分析,利用实验测出的齿面温度分布作为边界条件,用有限差分法得到了不规则区域边值问题的数值解,其结果与实验的温度分布显示结果基本吻合。从而建立了均质塑料齿轮在动态啮合时,在第Ⅰ类边界条件下确定啮合齿内温度分布的数值计算方法。     

汽车后桥主传动锥齿轮滚切修正切齿调整计算方法

运用齿轮啮合原理,以矢量和矩阵为工具,研究了采用滚切修正法加工汽车后桥主传动螺旋锥齿轮的切齿参数调整计算方法,用VC++编制了切齿调整计算程序进行仿真分析,并进行了实例计算.结果表明,采用该计算方法得到的切齿调整参数可以使螺旋锥齿轮副获得良好的接触区形态.     

脂润滑齿轮齿条增程机构的动态特性

为了准确地获得脂润滑条件下齿轮齿条的动态特性,考虑齿轮齿条啮合时的结构时变啮合刚度和瞬态热弹流润滑刚度的耦合影响,建立结构-脂膜耦合啮合刚度模型,推导受摩擦影响的齿轮齿条增程机构的动力学方程.分析齿轮齿条机构及脂膜的动态特性,数值结果表明：在考虑润滑脂的瞬态热弹流效应后,轮齿的啮合总刚度比结构时变啮合刚度低;且法向啮合力越小,总刚度值越低.中心膜厚、中心压应力均具有高频波动特性,并随着当量曲率半径的增加分别呈上升与下降的趋势.最恶劣润滑状态出现在齿轮轮齿面上靠近基圆的位置,此处的脂膜温升最高,脂膜压应力最大,脂膜厚度最薄.摩擦系数在齿轮齿条传动速度较大的中间时段比起始与末端时段的低,在啮合点靠近节点位置时明显下降.     

面齿轮啮合齿面瞬态温度场影响因素的仿真分析

根据传热学理论和面齿轮的啮合特性,利用APDL语言进行移动热源的加载,对面齿轮进行瞬态热分析,得到了不同工况下面齿轮齿面不同区域的节点温度数据。研究结果表明：面齿轮传动过程中,提高面齿轮齿面精度、使用动力粘度相对较大的润滑油以及降低齿轮的转速和接触载荷,有助于延长面齿轮的使用寿命。此结论为面齿轮寿命的预测提供了齿面啮合的温度数据。     

交错轴变传动比齿轮副变传动比齿轮数字设计方法研究

汽车转向器的传动比是影响车辆转向轻便性和灵敏性的重要因素之一,车辆在转向时为了获得轻便性和灵敏性的统一需要采用变传动比转向器。通过综合分析机械式变传动比转向器的重要部件交错轴变传动比齿轮副的啮合特点,基于包络原理提出了一种全新的变传动比齿轮数字设计方法,此方法将交错轴变传动比齿轮副中斜齿轮看作由垂直于其轴线的无限接近的平面集合与其截交后截平面的集合,每个截平面称为"齿轮元",交错轴变传动比齿轮副的啮合传动可看作齿轮元的集合与变传动比齿轮的啮合,变传动比齿轮齿廓上每个齿廓点的高度值,是过此点且垂直于齿条运动方向及斜齿轮轴线的直线随此点一起啮合传动时,与此点啮合过程中遍历齿轮元集交点高度值中的最小值。基于上述方法,建立了交错轴变传动比齿轮副变传动比齿轮齿廓点高度值计算的数学模型,开发了求解算法,得到了变传动比齿轮的齿廓点云,并将此方法成功应用到了某型变传动比转向器的研制中,通过样件试制及测试验证了该方法的正确性。     

谐波传动中波发生器对柔轮齿啮合的影响分析

谐波齿轮在实际传动中存在齿干涉现象,该文给出3种椭圆波发生器的计算方法,并在三维建模软件中建立了3种椭圆波发生器和变形前后的谐波齿轮的模型,对不同椭圆波发生器驱动的渐开线谐波齿轮的啮合情况进行了有限元分析,比较不同椭圆波发生器驱动的谐波齿轮的啮合情况和柔轮的应力分布情况,对干涉情况进行评定,为研究谐波齿轮干涉现象提供了一种新的方法。     

单齿裂纹行星轮系合成刚度的劣化特性

行星轮系由于结构复杂,其齿面损伤对系统动态特性的影响不易评估,因而为行星轮系的故障诊断带来很大障碍.以某NGW21型行星齿轮减速器为研究对象,在内齿圈固定的前提下,研究了健康轮系的刚度合成方法以及齿面损伤条件下的刚度劣化行为.采用能量法获得了行星轮与太阳轮和内齿圈单独啮合时的刚度分布曲线,进而基于轮系内部的运动关系和各行星轮之间的相位关系,建立了多点同时啮合工况下的轮系刚度合成方法.针对太阳轮、内齿圈分别存在不同深度裂纹的情况,探讨了裂纹齿轮与行星轮单独啮合时的刚度分布,并最终对同一行星轮参与的内、外啮合刚度进行了合成.结果表明:太阳轮裂纹引起的整体刚度劣化更为明显,将更显著地影响行星轮系的响应特性.     

斜齿轮传动的啮合刚度计算及其主共振分析

斜齿轮是机械装备的重要传动元件,其啮合刚度的准确计算和传动系统的稳定性分析具有重要的实际意义。根据斜齿轮轮齿接触线的变化规律,结合斜齿轮单对齿单位长度啮合刚度变化规律和ISO刚度计算准则,提出一种斜齿轮啮合刚度计算方法,分析了不同参数下斜齿轮传动的啮合刚度波动特性;基于分析所得的啮合刚度变化规律建立了斜齿轮传动的动力学模型,并利用多尺度法对动力学模型进行了求解,研究了外加载荷和啮合刚度波动对斜齿轮传动主共振的影响。结果表明：给出的斜齿轮啮合刚度计算方法能够较快速、准确地获取啮合刚度波动变化规律,将其引入斜齿轮动态特性分析中,能够更加准确地反映斜齿轮啮合刚度波动和载荷波动对系统主共振稳定性的影响规律;在其他条件不变时,斜齿轮主共振稳定性随静载荷和啮合刚度波动增加而增加,但较大静载荷会导致主共振频率增大,而且在高频激励下,即使较小的啮合刚度波动也会触发主共振的不稳定;载荷波动增加会使斜齿轮主共振幅值增大,使系统稳定性变差。