矿用减速器双压力角弧齿锥齿轮轻量化设计与制造

矿用减速器的结构对整机轻量化影响很大,优化弧齿锥齿轮的结构尺寸能有效减少减速器齿轮、轴承座和箱壳的质量。针对矿用减速器的工作状况,提出在工作齿面采用大压力角,在非工作齿面采用标准压力角的非对称弧齿锥齿轮。对双压力角非对称弧齿锥齿轮的啮合传动原理、齿轮副齿面方程进行了推导,分析非对称设计对工作齿面压力角变化范围的影响,对减速器弧齿锥齿轮齿形进行计算,对比了对称和非对称弧齿锥齿轮主动轮和被动轮。设计并制造了非对称单面刀盘和双面刀盘,加工出双压力角非对称弧齿锥齿轮,通过解析法、有限元法及封闭式齿轮实验台对非对称弧齿锥齿轮承载能力进行计算、仿真和实验。结果表明非对称弧齿锥齿轮轻量化效果明显,轻量化后的非对称弧齿锥齿轮能够替代原减速器对称齿轮。     

非对称齿轮泵的刚度分析

分析了非对称齿轮泵的齿轮基本参数,图示表达了渐开线非对称齿廓的形成原理,推导出了驱动侧和滑行侧的轨迹方程。非对称齿轮泵在啮合传动过程中,存在单齿啮合区和双齿啮合区,利用有限元法对20°/20°、25°/20°、30°/20°三种压力角组合的齿轮副单齿刚度、啮合刚度进行对比分析,分析结果表明,随着驱动侧压力角的增大,非对称齿轮的刚度增大,有限元法与公式法结果一致。     

干摩擦状态下斜齿轮齿面粘着磨损研究

根据渐开线斜齿轮传动啮合特点,将其等效为一对反向圆锥滚子接触,基于Archard磨损计算公式建立其在干摩擦状态下的准静态齿面粘着磨损计算模型,对其齿面磨损特性进行数值仿真,并在此基础上进一步分析齿宽、螺旋角、转矩以及载荷循环次数等参数变化对齿面累积磨损深度的影响。结果表明:干摩擦状态下,斜齿轮传动系统中主动轮齿面磨损深度大于从动轮,最大齿面磨损深度出现在主动轮齿根啮合位置;转矩、齿宽与载荷循环次数变化对齿面磨损分布影响较大,螺旋角变化对齿面磨损分布影响较小。     

考虑摩擦力的煤矿机械斜齿轮传动齿根弯曲应力计算方法

以应用于煤矿机械传动机构的斜齿轮为研究对象,针对主动轮处于齿顶啮合位置时的轮齿,通过建立摩擦力作用下轮齿的力学模型,给出了考虑摩擦力的主动轮齿根弯曲疲劳强度的计算方法,并进行了实例计算。结论认为:斜齿轮齿面摩擦力对传动中的轮齿齿根弯曲应力的影响不能忽略,且齿数越小、螺旋角越小摩擦力的影响越明显。论文计算方法合理,可为相关计算提供依据。     

基于ADAMS GearAT直齿轮接触特性研究

为了获得传动特性优良、疲劳寿命长的齿轮传动系统,以某直齿轮为研究对象,建立其三维模型,导入ADAMS GearAT建立直齿轮接触特性有限元仿真模型,对等效应力、等效弹性应变及接触应力等接触特性进行仿真分析。仿真结果表明:等效应力及弹等效性应变主要分布在主、从动齿轮接触部分及其附近,且最大等效应力满足齿轮传动静动态工况需求;动齿轮接触面等效应力及等效弹性应变大小及其分布存在差异;接触面接触应力在齿宽方向呈现先减小后增加的趋势;在接触线宽度方向上呈现先增加后减小的趋势,整体接触面接触应力在不同齿宽及接触线宽度方向上存在一定的波动。该研究为齿轮传动系统综合传动性能的提高、接触及疲劳寿命的提升提供理论依据。     

基于MASTA车床齿轮齿面加载接触分析

基于有限元弹性接触分析理论,利用MASTA有限元软件对某车床齿轮进行了齿面加载接触分析。仿真结果表明:齿轮最大接触应力出现在接触齿轮的齿面中部,齿轮在啮合过程中的接触应力呈现先增大再保持平稳波动后减小的趋势。分析结果显示相互啮合齿轮的齿面接触区域为椭圆形,且受压面的接触应力比受拉面的接触应力要大。     

基于Romax的人字齿轮拓扑修形及仿真

齿轮拓扑修形能改善矿用传动机械的性能,基于Romax与齿轮啮合原理,针对人字齿轮的特点,提出了刀具齿廓方向正弦曲线修形及人字齿轮齿向方向鼓形修形的拓扑修形方法,推导齿廓修形量的求解方法,确定修形参数,分析了压力角误差与螺旋角误差对传动线性误差、轮齿接触温度、轮齿最大接触应力的影响。仿真结果表明,此拓扑修形方法对误差的灵敏度低,为人字齿轮进一步研究提供了依据。     

基于动载荷的双压力角非对称齿轮稳态弹流润滑分析

把弹流理论应用到双压力角非对称齿轮上,在考虑动载荷的情况下,应用Newton-Raphson法对非对称齿轮传动进行弹流润滑数值计算分析,获得齿轮传动沿啮合线的中心油膜及压力分布,并给出5个特殊点的油膜厚度和压力分布,得到非对称齿轮传动的弹流润滑过程的基本特征,并与对称齿轮传动弹流润滑过程的基本特征进行比较。     

渐开线28°压力角直齿轮应力分析

基于解析和数值计算相结合的方法,在啮合区施加近似椭圆柱分布压力和相应的摩 擦力,获得28°压力角直齿轮的最大接触应力和第4强度相当应力,从而为齿轮设计提供有益的参 考。     

基于KISSsoft的斜齿轮接触特性仿真分析

针对斜齿轮高速重载复杂工况、疲劳寿命要求高等问题,以某斜齿轮传动为研究对象,分析斜齿轮动态啮合接触特性;建立斜齿轮传动三维模型,运用专业齿轮仿真软件KISSsoft对斜齿轮等效应力、接触应力、接触刚度、瞬时温度等动态啮合接触特性参数进行仿真分析。仿真结果表明:随着主动斜齿轮旋转角增加,啮合斜齿面接触应力呈现先增加后减小、再增加最后减小的趋势;沿着齿宽方向呈现先增加后减小的趋势;接触刚度呈现周期性变化趋势;瞬时温度呈现双波峰的变化趋势。为斜齿轮动态啮合接触特性的改善、疲劳寿命的增加提供了理论依据。