含侧隙齿轮副的动载荷分析

以振动理论为基础，提出一种考虑齿轮拍击振动的齿轮动载荷的数值计算方法。建立计算动载荷的齿轮冲击模型，在模型中考虑了齿轮正、反冲击时实际的啮合刚度，并给出啮合柔度的计算方法。分析在考虑静态传递误差、啮合刚度、侧隙、摩擦力及外部扭矩变化等多种激励时，作用在轮齿上的动态载荷以及整个齿轮上的综合动态载荷的计算公式。最后通过实例分析作用在轮齿上的动态载荷、综合动态载荷变化规律以及相关激励参数对动态载荷的影响。     

估算轮齿动载荷

制造误差会引起齿动载荷,这一点在设计时必须予以考虑。轮齿动载荷可以由一个质量-弹簧模型来估算,估算时考虑节线速度、轮齿刚度和啮合齿轮副的转动质量。设计的齿轮副应该使弯曲和磨损的承载能力至少等于,而通常应大于轮齿所受的最大载荷。遗憾的是轮齿最大载荷的大小是很难知道的。     

基于最小势能原理的双渐开线齿轮载荷分布研究

双渐开线齿轮接触线上的载荷非均匀分布,使得载荷计算困难。采用现有的方法或过于简化导致精度不足,或过于复杂使得计算量大、耗时长,并不适用于双渐开线齿轮载荷分布研究。为此,将双渐开线齿轮接触线等分为若干段,建立了双渐开线齿轮载荷分布模型,综合有限元法对轮齿载荷分布进行了研究。首先,根据双渐开线齿轮的啮合特点,求解了时变接触线,将每一啮合时刻下的齿轮接触线“分段”;然后,基于最小势能原理,建立了双渐开线齿轮的载荷分布模型,综合有限元法对齿轮轮齿载荷分布进行了研究;最后,对双渐开线齿轮与普通渐开线齿轮的载荷分布进行了对比分析,并研究了输入扭矩、齿宽对双渐开线齿轮轮齿载荷分布的影响。研究结果表明：载荷分布模型与有限元仿真结果之间的误差在10%之内,载荷分布模型合理可靠;双渐开线齿轮沿接触线方向载荷分布不均匀,节线附近载荷值最大;同参数、同工况下的双渐开线齿轮载荷波动幅度小于普通渐开线齿轮;输入扭矩增加,双渐开线齿轮节线附近载荷分布发生突变;齿宽增加,双渐开线齿轮沿接触线载荷分布不均匀程度增加。     

载荷在同时啮合的轮齿之间的分配和齿轮强度设计计算的几个问题

齿轮啮合传动时的重叠系数应大于1,保证传动运转时动力不致中断和发生冲击及噪音。拖拉机和普通民用机动车辆的园柱外啮传动齿轮的重叠系数ε_α一般在1.2～1.8之间。重叠系数1<ε_α<2的齿轮副在啮合传动时,啮合线两端各有一段两对齿同时啮合的区段,在这两段里,每对相啮齿轮副只承受或传递一部分动力,另一部分动力的传递由相邻轮齿承担。使节点处于两对齿啮合区段以提高轮齿接触强度的设计方法,就是以载荷在两齿之间分配为前提的。然而,载荷在同时啮合的轮齿之间的分配情况究竟如何?设计计算齿轮时,重叠区段的载荷如何确定?计算强度时危险载荷作     

基于ADAMS多体动力学的轮齿动态载荷仿真分析

齿轮啮合过程中的轮齿动态载荷是齿轮研究领域的一个重要问题。文中介绍了直齿圆柱齿轮啮合传动特性以及ADAMS多体动力学分析中的接触碰撞模型;建立了基于ADAMS的直齿圆柱齿轮副多体动力学分析模型;通过动态仿真分析,获得齿轮啮合过程中的轮齿动态载荷历程,以及不同转速时轮齿的动载系数变化规律,为进一步研究直齿圆柱齿轮齿顶修形设计提供理论依据。     

渐开线直齿轮啮合过程中载荷及应力的计算机模拟

基于有限元法,提出了一种渐开线直齿轮在啮合过程中参数化模型的表达方法,建立了能随啮合过程变化自动调整接触区和整体模型的啮合轮齿有限元分析模型,采用有限元弹性接触分析方法对轮齿从啮入至啮出整个啮合周期的接触载荷分配及分布、应力分布的变化等进行了研究。采用该方法可实现用计算机模拟齿轮在啮合过程中载荷及应力的变化。     

齿形链传动啮合冲击机理

在齿形链传动中,链条承受周期性的交变载荷,其中链节啮入轮齿时产生的冲击栽荷影响较大。通过研究标准链条分别与直齿链轮和渐开线齿链轮啮合的啮合冲击,分析发现在链轮上采用渐开线齿能减小链条与链轮啮合瞬间的法向冲击速度,进而降低链条与链轮的啮入冲击。     

齿式离合器结合过程动态特性的仿真

为了分析齿式离合器齿轮在轴向结合过程中的动态冲击载荷,进而为工程设计提供参考,以存在转速差和轴向相对运动的内啮合齿轮副作为研究模型,采用系统动力学分析软件ADAMS分析了轮齿结合过程的动态特性,给出了完整结合过程的动态转矩、轴向力和转速等关键参数.分析了轮齿结合过程的机理,并基于数值仿真定量分析了主要结构参数和运行参数对内啮合轮齿轴向结合过程及其冲击载荷的影响.结果显示存在转速差和轴向相对运动的齿轮副在结合过程中产生较大的轴向力和转矩冲击值,并且轮齿转速差、结合速度和轴向推力等参数对冲击载荷具有较大影响,该结果可为相关离合器的设计提供依据.     

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。     

三环减速器齿廓间隙角啮合刚度和载荷分配的计算

在考虑内啮合齿轮副齿廓间隙角的基础上，建立起三环减速器各啮合轮齿上栽荷分配的理论分析模型。使用SHQ40实例计算出在额定载荷工况下作用在各啮合轮齿对上的栽荷，计算结果表明多轮齿同时啮合可提高三环减速器的承栽能力。     

齿轮传动的线外啮合与冲击摩擦

通过齿轮传动线外啮合机理分析,提出沿啮合作用线方向构建"系统等效误差-轮齿综合变形"计算模型的方法.按统计规律将齿轮主要误差项沿啮合线一次合成为系统等效误差;根据啮合原理和"轮齿综合变形-载荷历程"曲线,反推出线外啮入冲击点的轮齿变形.将系统误差与轮齿变形沿啮合线二次合成,推导出线外啮入冲击点几何位置判据.获得啮入点的几何位置和冲击力这一关键数据,并求解出线外啮合段各点的几何位置和冲击力.进而建立线外啮入冲击摩擦模型,推导出各接触点的冲击摩擦力与摩擦因数.与相关研究比较,以上模型和计算方法及其分析结果比较可靠.上述研究对于深入探索齿面摩擦性态和齿轮传动减振降噪等具有一定的理论价值.     

齿轮啮合过程齿间载荷分配的有限元分析

利用有限元方法研究了一对直齿圆柱齿轮啮合过程中，随着啮合位置的变化，齿面接触应力和齿间载荷分配的情况。结果表明，摩擦系数使得齿面接触应力和前一对轮齿的载荷分配率增大，而增大载荷能够增加齿轮的实际重合度。     

冲击载荷作用下齿根过渡圆角半径对轮齿疲劳寿命的影响

在某减速机同步器失效后发生打齿的情况下。以斜齿轮为研究对象,对其进行静力学强度分析,找出轮齿应力集中区域及最危险部位。发现通过增大齿根过渡圆角半径可降低轮齿所受应力。随后结合齿轮实际工况,利用ANSYS/LS-DYNA模拟了真实情况下轮齿间的冲击碰撞,得到了冲击载荷谱。将静力学分析结果与仿真得到载荷谱同时导入疲劳分析软件ANSYS/FE-SAFE中对斜齿轮进行了轮齿疲劳寿命分析,可知齿根过渡圆角半径的增大可使轮齿寿命显著提高,为斜齿轮结构优化设计和齿轮工况研究提供了理论依据。对于冲击载荷作用下的轮齿疲劳寿命预测也提供了一种新方法。     

齿轮热处理缺陷浅析

安装在变速器、减速器和差速器中的齿轮，承担改变速度、输出扭矩、驱动车辆行驶的任务。齿轮工作时，全部扭矩都作用在啮合的轮齿上，使其承受很大的弯曲应力和接触应力，而且是周期性地作用于每一个轮齿上，使其承受重复交变应力的作用。齿轮在啮合传递扭矩的过程中或在相对滚动中也会发生相对的滑动而产生摩擦。车辆经常换挡，使齿轮端部受到多次撞击。加之车辆使用时因路况、环境、车速等的不同，齿轮有时在过载和强烈冲击条件下工作，使齿轮出现多种不同的失效形式。     

齿轮传动动载荷沿啮合线分布规律的分析

以齿轮动载振动理论为基础,采用W eber变形计算公式计算轮齿的变形,进而求得轮齿在任意时刻的综合啮合刚度。在此基础上,计入齿轮基节误差和齿形误差,应用ISO标准中所推荐的动载荷计算公式进行理论计算,从而求得了齿轮传动动载荷在一个啮合周期内的变化曲线。     

冲击载荷下机械压力机齿轮啮合力的仿真研究

根据机械压力机的工作特征,以Hertz弹性碰撞理论为基础,建立了冲击载荷条件下的齿轮啮合力仿真模型,仿真计算出齿轮啮合力在平稳载荷和冲击载荷下的情况,并相互对比了其变化情况。根据仿真结果可知,冲击载荷对于齿轮啮合力有重要的影响,该结果对于机械压力机传动系统的设计有很重要的参考价值。     

大模数齿轮断齿的修复

轮齿折断主要有两种: (1)弯曲疲劳折断 齿轮啮合时,轮齿相当于悬臂梁,齿根处弯曲应力最大,由于齿轮的转动,使轮齿多次重复受载,因而齿根处会产生疲劳裂纹,裂纹扩展,导致轮齿折断。 (2)过载折断 轮齿受到短时过载或冲击载荷,或者轮齿严重磨损减薄后,都可能发生过载折断。对于直齿圆柱齿轮,齿根裂纹一般从齿根沿齿向扩展,发生全齿折断。斜齿圆柱齿轮和人字齿轮,由于接触线为一斜线,因此裂纹往往从齿根沿斜线向齿顶方向发展而发生轮齿的局部折断。     

高速直齿轮本体温度场的仿真与试验研究

综合运用齿轮啮合学、摩擦学和传热学知识,精确计算了轮齿不同啮合位置的摩擦热流密度以及轮齿啮合面、端面的对流换热系数。利用ANSYS软件建立了直齿轮单个轮齿的有限元模型,获得了轮齿的本体温度场,分析了扭矩、转速以及润滑油输入温度等关键参数对轮齿本体温度场的影响。研究结果表明:轮齿最高温度区域分布在轮齿啮合接触面的中心部位,轮齿啮合面温度沿齿宽方向近似呈抛物线分布;轮齿的最高温度随扭矩、转速和润滑油输入温度的增加而增加;仿真值和试验值基本吻合,证明仿真分析方法可用于齿轮本体温度场的研究。     

齿轮系统轮齿啮合过程的动力学分析

考虑了齿轮的制造、安装误差及齿轮系统外部载荷因素,将齿轮轮齿等效为单侧接触弹簧,建立了齿轮系统基于轮齿啮合过程的动力学分析模型,并根据啮合过程中可能出现的啮入和啮出冲击、脱齿、齿面碰撞等情况,给出了用状态系数描述的动力学方程.在状态空间上对齿轮啮合过程的相轨迹进行了定性分析,根据分析结果,说明了因齿轮误差和轮齿脱齿产生...     

用齿轮噪声特性诊断轮齿裂纹

齿轮在连续传动过程中,其轮齿裂纹表现为周期性冲击激励会对原啮合特性产生多频率的复合调制现象,本文根据齿轮啮合噪声特性的这种变化特征,分析了诊断轮齿裂纹的可能性。