直齿圆柱齿轮结构场有限元分析

为研究齿轮动态啮合过程中的应力、应变和速度、加速度对系统动力学的影响,根据齿轮啮合原理和赫兹接触理论计算齿轮啮合过程中的接触应力;根据接触有限元方法,利用ANSYS Workbench数值分析了齿轮动态啮合过程中,沿啮合线、齿宽和齿轮径向方向上最大等效应力、最大等效应变的发生位置以及最大速度、最大加速度的变化规律。计算结果表明,从动轮的接触带靠近两端面处和齿根圆处最容易发生轮齿失效;双齿啮合时速度稳定性比单齿啮合时提高约25%,振动冲击现象明显减弱。分析齿轮最容易发生失效的位置,模拟振动冲击点,为提高齿轮强度和齿轮优化设计以及为电机转速的控制提供了理论基础。     

基于分形理论的圆弧齿轮法向接触刚度模型

刚度是影响圆弧齿线圆柱齿轮接触动力学的重要参数之一。文章基于分形理论,提出表面修正系数修正了微凸体分布函数,建立了圆弧齿线圆柱齿轮法向接触刚度的分形模型。通过MATLAB进行数值模拟分析,论证了表面修正系数构造的合理性,揭示了结合面各个参数对法向接触刚度的影响。结果表明,圆弧齿线圆柱齿轮法向接触刚度随着载荷、材料特性参数、表面接触系数的增大而增大;随着分形维数的增大先增大后减小;随着特征尺度系数的增大而减小。该模型的建立为研究圆弧齿线圆柱齿轮法向接触刚度提供了理论依据。     

圆弧齿线圆柱齿轮动态接触性能分析

齿轮动态接触性能将直接影响传动平稳性和承载能力。为了研究圆弧齿轮啮合过程中动态接触特性的时变规律,基于大刀盘铣削加工圆弧齿轮原理,借助MATLAB与UG建立精确的齿轮三维模型;借助ANSYS对圆弧齿轮副进行显式动力学分析,研究了点接触形式的圆弧齿轮的齿面接触应力分布情况;同时通过对齿轮副从静止到启动这一动态过程的模拟,探究了轮齿接触应力和啮合冲击的时变规律;最后,通过对不同齿宽系数的齿轮接触应力时变规律的研究,揭示了齿宽系数对圆弧齿轮的传动平稳性及承载能力的影响规律。实验结果表明,当齿宽系数在0.35~0.6范围内变化时,齿宽系数越大,齿轮的啮合冲击越大,而接触应力越小,为圆弧齿轮的设计及工程应用提供了理论依据。     

滚切加工法及中心距误差对圆弧齿轮啮合传动的影响

采用滚切法加工出的圆弧齿轮虽能保证定传动比传动且啮合点不会在齿高方向移动,但啮合点处的压力角会发生变化.现有文献研究中心距误差对圆弧齿轮啮合传动的影响时都是以圆弧齿廓为基础的,这种研究结果并不适用于滚切加工后的圆弧齿轮.本文利用滚切加工后的凸凹两圆弧齿轮齿面方程,对滚切加工法及中心距误差对圆弧齿轮啮合传动的影响做了较为详尽的分析.     

成形磨齿齿向修形扭曲误差分析及补偿

在斜齿圆柱齿轮的齿向修形磨削加工过程中,采用传统的附加径向运动的修形方式存在着修形扭曲误差。为改善齿向修形扭曲误差,根据空间啮合理论,建立成形磨齿齿向修形的数学模型,求解出砂轮与工件之间的瞬时接触线。通过分析砂轮半径与砂轮安装角对齿向修形接触线的影响规律,提出了3种齿面修形扭曲误差的补偿方法。最后,以一种斜齿鼓形修形齿轮为例,分别通过数值模型和磨齿实验验证了文中所提方法的有效性。     

零齿差机构齿轮强度研究

零齿差机构齿轮强度计算尚未完全解决。根据啮合特性，建立了适用于零齿差机构齿面接触疲劳强度的全新公式；由于齿轮进行径向与切向双重变位，修改了原有齿根弯曲疲劳强度公式，增加“切向变位影响系数”因子——YT，作为考虑切向变位的影响。     

基于I-DEAS虚拟环境少齿数圆柱齿轮分析系统研究

本文利用I-DEAS新型软件多种功能 ,在对少齿数斜齿轮三维参数化建模的基础上 ,进行了斜齿轮干涉、根切现象的啮合分析和齿面接触、齿根弯曲最大应力的有限元分析。构建了一种少齿数圆柱齿轮啮合状况和承载能力的检测和动态仿真系统     

一种新的修形策略的动态分析（英文）

线外啮合,特别是齿顶尖角接触,会引起齿轮的啮合冲击。因此,先前的研究常采用齿廓修形来避免齿顶尖角接触,但是线外啮合可能依然存在。为了进一步减小线外啮合带来的啮合冲击,提出了一种新的修形策略:首先,在理论啮入点或者理论啮出点,沿配对齿的齿廓切线方向去除另外一个轮齿的齿顶部分;然后用一段角域中的正弦曲线将被切形成的直线与原齿廓曲线光滑连接起来。并用6自由度的直齿轮动力学模型仿真计算了修形前后的动态啮合力,仿真结果显示:由线外啮合造成的啮合冲击较线性修形进一步减小了。因此,为了进一步减小啮合冲击,提出了一种计算修形量和构造修形曲线的行之有效的方法。     

一种新的修形策略的动态分析

线外啮合,特别是齿顶尖角接触,会引起齿轮的啮合冲击。因此,先前的研究常采用齿廓修形来避免齿顶尖角接触,但是线外啮合可能依然存在。为了进一步减小线外啮合带来的啮合冲击,提出了一种新的修形策略:首先,在理论啮入点或者理论啮出点,沿配对齿的齿廓切线方向去除另外一个轮齿的齿顶部分;然后用一段角域中的正弦曲线将被切形成的直线与原齿廓曲线光滑连接起来。并用6自由度的直齿轮动力学模型仿真计算了修形前后的动态啮合力,仿真结果显示:由线外啮合造成的啮合冲击较线性修形进一步减小了。因此,为了进一步减小啮合冲击,提出了一种计算修形量和构造修形曲线的行之有效的方法。     

基于Ⅰ-DEAS虚拟环境少齿数圆柱齿轮分析系统研究

本文利用Ⅰ-DEAS新型软件多种功能,在对少齿数斜齿轮三维参数化建模的基础上,进行了斜齿轮干涉、根切现象的啮合分析和齿面接触、齿根弯曲最大应力的有限元分析.构建了一种少齿数圆柱齿轮啮合状况和承载能力的检测和动态仿真系统.     

考虑冲击与齿根应力的齿轮接触稳定性分析

为研究齿轮冲击、运行工况等因素对齿根应力及齿轮接触稳定性的影响,阐明各因素间关联关系,应用能量守恒定理计算了变工况下齿轮啮合冲击力,并用修正后的齿根应力计算法对不同转矩下齿根应力进行计算。并以一对机匣齿轮为例,应用有限元法建立真实工况下齿轮动态啮合模型,计算齿轮动态接触力,与理论值进行对比,验证其合理性。随后分别分析不同工况对齿轮啮合冲击力、齿根应力与接触稳定性的影响,最后综合分析了转速、转矩、啮合冲击力、齿根应力之间关联关系,阐明了齿轮接触稳定性随工况变化的规律,为齿轮系统最佳工况选取及接触稳定性优化提供参考。分析结果表明：转矩变化会引起接触力、齿根应力与啮合冲击共同变化,其对接触稳定性的影响大于转速。     

双圆弧齿轮啮合特性进一步研究

以往对双圆弧齿轮的啮合特性研究中没有考虑螺旋角的影响。文中对因螺旋角的不同而导致双圆弧齿轮啮合点位置关系变化进行了分类讨论,重新考虑齿轮螺旋角对双圆弧齿轮啮合系数区间划分的影响,计算了不同螺旋角时的多点啮合系数以及多对齿啮合系数,并给出了双圆弧齿轮啮合特性表。研究结果完善了双圆弧齿轮的啮合特性,并对后续多圆弧齿轮啮合特性计算提供了参考。     

剃齿加工中径向剃齿刀齿面拓扑修形量计算及分析

剃齿加工中存在的主要问题是加工齿轮时被剃齿轮齿形在节圆附近会出现中凹现象,即产生齿形畸变。为分析剃齿过程中剃齿刀与被剃齿轮的几何关系,以便能表述剃齿刀的全齿面齿廓,通过标准渐开线齿面与法向修形曲面叠加的方式来表示剃齿刀的修形齿面,提出了径向剃齿刀拓扑齿面齿形的计算方法。首先,根据齿轮啮合原理设计并计算出径向剃齿刀的修形齿面方程;再次,通过反算法向修形曲面,计算出加工修形圆柱齿轮的径向剃齿刀齿面修形量;最后,通过算例对比分析剃齿刀齿数及安装轴交角、中心距误差对剃齿齿面修形量的影响,为设计制造同类径向剃齿刀提供了一定的理论依据。     

基于UG的曲线齿圆柱齿轮的特征建模

曲线齿圆柱齿轮传动作为一种新型的齿轮传动,不仅继承了传统齿轮的优点,还有传动平稳、接触线长、加工工艺简单等优点。根据曲线齿圆柱齿轮的加工原理,提出基于齿轮齿条啮合原理的曲线齿圆柱齿轮的特征建模方法;同时以二次开发工具UG/Open GRIP编写程序实现曲线齿圆柱齿轮的仿真加工。建立的曲线齿圆柱齿轮的实体模型,可以进行曲线齿圆柱齿轮的模拟装配、干涉检验、运动仿真和有限元强度分析,为曲线齿圆柱齿轮的优化设计、制造和分析检验打下基础。     

TI 蜗杆与渐开线斜齿轮传动的接触分析

本文对ＴＩ蜗杆与渐开线斜齿圆柱齿轮正交传动的齿面接触进行了理论分析，剖析了内、外啮合两种传动情况，验证了外啮合传动的可行性，表明在齿轮齿面上实际接触线偏向一侧并集中于中截面附近，使得这种传动对误差的敏感性减小，易于制造、安装，对重型机械设备是一种很有前途的传动形式。     

考虑啮合错位的斜齿轮复合修形优化研究

为了减少斜齿轮传动因啮合错位导致的齿面偏载、传递误差增大、啮合冲击增大,研究考虑啮合错位的斜齿轮复合修形方法,讨论修形前后不同错位量下齿面啮合性能的变化规律。该方法考虑了啮合错位对齿轮啮合性能的影响,基于斜齿轮啮合接触计算模型,以齿面载荷分布、传递误差、啮合冲击等性能指标为评价依据,进行了“螺旋角修形+齿廓鼓形修形”的复合修形。结果表明：基于多目标的“螺旋角修形+齿廓鼓形修形”复合修形能有效改善因啮合错位造成的齿向偏载,且在降低传动误差峰峰值和改善啮合冲击方面显著优于单一的螺旋角修形,能较全面地改善斜齿轮的啮合质量。     

基于非线性有限元接触理论行星齿轮副瞬态啮合特性研究

为了比较分析风电行星齿轮副啮合面和非啮面瞬态接触特性的差异,根据非线性有限元接触理论,建立了某风电增速用输入级传动机构NGW型行星轮系的非线性有限元模型,对行星齿轮副的瞬态啮合过程进行了动力学实验研究,获得了行星轮系构件齿廓不同啮合位置应力的时间历程曲线。研究表明啮合轮齿廓不同位置的应力具有相似的变化规律;与外啮合的行星齿轮轮廓应力相比,内啮合行星齿轮齿廓的应力较大。在此基础上,对比分析了风电行星齿轮副的关键工况参数对啮合面和非啮合面的瞬态接触的影响,为以改善行星齿轮啮合性能和可靠性为目标的动态优化设计方案确定提供有益的指导。     

伺服刀架赫氏齿盘设计研究

针对伺服刀架的受力和结构形式特点,分析了伺服刀架在分别承受切向载荷、轴向载荷和径向载荷作用下的受力平衡和极限状态,推导了伺服刀架赫氏齿盘在切向载荷、轴向载荷和径向载荷作用下的承载能力公式,分析了伺服刀架的齿轮传动间隙对赫氏齿盘定位的影响。结合应用实例,介绍上述推导公式的使用,为实际工程应用提供设计依据。     

基于UG和ADAMS的弧齿圆柱齿轮动力学分析

根据弧齿圆柱齿轮加工原理及其齿面方程,利用UG/Open Grip二次开发语言在UG中完成齿轮的参数化建模,并实现齿轮副的装配。应用ADAMS对齿轮副进行动力学仿真,得到其在传动过程中部分参数特性曲线并对其进行分析。鉴于目前关于弧齿圆柱齿轮的研究没有成熟的动力学分析成果及计算理论,故将分析结果与同样参数的直齿、斜齿圆柱齿轮的理论计算值进行对比。结果表明:三者周向力、径向力及法向力比较接近,弧齿轮副的轴向力呈对称分布,虽然瞬时值较大但其平均值接近于零。研究结果为弧齿圆柱齿轮的动态特性研究和参数优化提供了技术支撑和理论指导。     

非圆行星齿轮马达轮系特殊结构的设计

提出了一种高阶非圆行星齿轮马达,相比于波兰SOK马达,高阶非圆齿轮马达径向力平衡,排量大,脉动小,性能更优。如何确定齿轮副中各非圆齿轮的节曲线和齿廓是设计非圆齿轮的关键。本文首先依据非圆齿轮的啮合原理,得出封闭节曲线的方程式,确定在节曲线上均匀分布的轮齿的位置,并通过利用产形齿轮与非圆柱齿轮啮合关系来确定非圆柱齿轮的齿廓。通过MATLAB编程软件对相关参数方程进行相应的计算,快速的计算出准确的非圆齿轮副的节曲线和齿廓。最后用实例验证了该方法的可行性。