减速器人字齿轮齿啮合变形量分析

随着齿轮传动系统的快速发展,单纯的静力学设计已经无法适应现代高精度装备发展的需求,需要综合考虑齿面摩擦、齿轮侧隙、齿轮加工误差、装配误差等因素,并进行动力学模型分析,本文将依据石川公式对减速器人字齿轮进行动态参数分析,按照材料力学法介绍齿轮副时变啮合变形量的意义及计算方法,并与通用标准推荐值进行比对,确保计算的正确性。     

承载接触面齿轮功率分支闭锁轮系均载特性分析

为分析面齿轮分支传动系统的均载特性,采用承载接触分析(LTCA)方法,计算了齿轮副的啮合刚度.结合该系统功率流动闭环的特点、扭转角变形协调条件及力矩平衡条件,得到了系统的均载系数.仿真结果表明:安装误差对系统的均载系数的影响显著,随着误差的增加,系统的均载系数也增大,特别在低速级齿轮上,均载系数的影响表现的更加显著,采用齿向修形技术,修形前后均载系数分别为1.201和1.147,均载性能提高了2.7%.     

带式啮合介质齿轮传动的模态分析

利用ANSYS软件对普通渐开线齿轮传动系统和带式啮合介质齿轮传动系统进行模态分析。分析结果表明:相比普通渐开线齿轮传动系统,带式啮合介质齿轮传动系统的固有频率增大,使得齿轮更不容易发生共振,柔性介质带的存在明显提高了齿轮传动的动态性能,起到了减振降噪的功能。通过改变介质带的弹性模量、泊松比、厚度等,研究相关参数对齿轮系统动态性能的影响,为介质带的参数选择和优化以及新型齿轮传动系统的设计提供了理论依据。     

偏心误差影响下的斜齿轮摩擦激励计算方法

为了研究含偏心误差的斜齿轮副摩擦激励计算方法,建立单级含偏心误差斜齿轮副几何模型,推导斜齿轮副的动态啮合角、瞬态节圆半径以及瞬态传动比的计算公式.将单对齿接触线的长度变化过程以分段函数的形式表示,进而叠加求得参与啮合的各齿对接触线总长度,将各条接触线以节线为界分为2段,计算齿轮副齿面摩擦力及摩擦力矩,与未考虑偏心误差时斜齿轮副接触线长度、摩擦力及摩擦力矩进行对比分析.结果表明:当考虑偏心误差后,接触线长度、摩擦力及摩擦力矩都变得更加复杂,频域曲线在啮合频率处出现峰值,在输入及输出轴转频处出现峰值,在啮合频率两侧出现许多转频的边频,影响了传动系统的稳定性.     

基于MASTA的齿轮微观修形研究

根据齿轮啮合原理,基于MASTA建立了齿轮传动系统模型。在对齿轮进行模拟装配后,利用MASTA的微观修形模块对齿轮进行了修形分析,得到了齿轮修形前后的传递误差图、振幅以及接触斑点分布图。将修形前后的各图进行对比后发现,齿面接触面积和接触偏载情况均得到明显改善,传递误差明显减小,验证了基于MASTA对齿轮进行微观修形的有效性。表明通过MASTA,可对齿轮齿面微观修形参数进行合理设计和优化,可有效改善齿轮传动时的齿面偏载,减小齿面接触应力,提高齿轮副的传动质量和承载能力。     

星型齿轮传动系统的非线性动力学分析

建立了星型齿轮传动系统的间隙型非线性动力学模型,考虑了齿轮副的啮合综合误差,齿轮的啮合间隙和时变啮合刚度。并用数值解法对系统的动力学微分方程进行求解,获得了星型齿轮传动在外扭矩作用下受齿轮副传动误差激励的非线性稳态强迫响应。以一个具有3个星轮的四自由度星型齿轮传动为例,对系统的非线性动态响应做了分析,利用时间历程、相平面、Poincar(?)映射以及 Fourier频谱阐述了多自由度间隙型非线性星型齿轮传动系统的简谐、非谐单周期、次谐波、准周期和混沌响应的动力学特性。     

船耕机变速器齿轮齿向参数优化设计

船式耕作机变速器传动系统在实际工作中传动轴和齿轮存在受力变形,导致齿轮副存在较大的啮合误差和严重的偏载。基于齿轮齿向修形方法,利用Romax软件对齿轮螺旋角修形参数和鼓形修形参数分别进行仿真分析与优化,确定出最佳修形方案。结果表明,齿轮齿向修形后大幅降低了齿轮接触应力,避免了齿轮齿面的应力集中,提高了船式耕作机变速器传动系统的承载能力和稳定性。     

压力角对新型鼓型齿轮副啮合力学性能的影响

针对一种新型含过渡齿套的鼓型齿轮副结构,在三维建模软件中建立鼓型齿轮副模型,将网格划分后的模型导入有限元软件ANSYS中分析,考察鼓型齿轮副的啮合状态和力学特性,探讨压力角对鼓型齿轮副啮合力学性能的影响。结果表明：传统齿轮副结构中最大应力发生在内齿轴套上,最大等效应力为1115.30MPa,新型齿轮副结构中最大应力发生...     

抓斗挖泥船回转齿轮制动过程动力学分析

在工程应用中,齿轮间发生的冲击碰撞现象十分常见,经常会造成齿轮断齿、齿轮轴断裂等问题。针对该问题,以18m~3抓斗式挖泥船回转机构齿轮副为研究对象,对其制动过程进行分析,并在ANSYS/LS-DYNA软件环境下对不同齿侧间隙下的回转齿轮建立显式动力学分析模型,然后对回转齿轮的制动过程进行仿真,并利用后处理器读取模型的计算结果,得出回转大齿圈和小齿轮接触力、齿面应力和齿根弯曲应力的变化曲线,分析了齿侧间隙对齿面啮合接触力与应力的影响,为控制齿轮副制动时的冲击力与抓斗挖泥船传动系统的设计提供理论依据。     

面齿轮传动系统非线性动力学键合图模型及方程

为了较好研究面齿轮的传动系统,本文以正交面齿轮传动系统为研究对象,基于Bond gragh理论建立了综合时变啮合刚度、传动误差、齿面摩擦力、啮合阻尼等因素的耦合非线性动力学模型.运用Bond gragh理论将面齿轮传动系统中的激励和响应转化为键合图元,分析系统运动的特性分别建立了面齿轮弹性变形键合图模型、传动误差键合图模型和齿面摩擦键合图模型,并分析因果关系和键合图中的功率流得到面齿轮传动系统非线性动力学耦合方程.     

齿轮传动系统齿轮模数的选择对噪声的影响

作低噪声机械设计时,齿轮传动系统中齿轮模数的选择是一个十分重要的问题.本文采用了齿轮基节误差产生的齿轮啮合角加速度公式及G·尼曼齿轮噪声级计算公式对此作了分析,并以国内外典型车床为例加以说明.     

双齿轮偏心的传动误差计算与研究

采用解析法推导了存在双偏心误差的渐开线齿轮副的传动误差计算公式,建立了其传动误差解析计算模型,同时分析了齿轮副的瞬时节点、传动比误差以及传动误差之间的等价关系;应用RecurDyn软件验证了传动误差计算模型;在啮合频率变负载的动态传动误差仿真的基础上,建立了与理论计算的传动误差及其侧隙值间的关系;在此基础上,针对已有偏心误差情况下,提出齿轮偏心误差初始相位的优化配置方法,得到最小传动误差,为精密传动设备的装配调整提供理论指导。     

非正交面齿轮啮合特性仿真分析

面齿轮传动是由圆柱齿轮与面齿轮相啮合的传动,分析了面齿轮传动的啮合特性.根据齿轮啮合原理,在给出刀具齿廓方程及法矢方程的基础上,通过坐标变换导出了面齿轮齿面的位置矢量与法矢量;利用计算机仿真技术,对在安装误差条件下的面齿轮啮合特性,传动误差进行了仿真研究;结果表明,接触印痕在面齿轮齿面上形成一条沿着齿形方向的直线,而且随着装配误差的差异分别沿着齿向方向的大端或小端移动;传动误差与圆柱齿轮的转角成线性关系,对安装错位不敏感.由装配错位传动误差接近于0.     

大型星载天线展开机构中同步齿轮系防卡滞研究

大型星载天线展开机构中常采用齿轮系统来实现桁架结构的同步展开，而卡滞失效是展开机构中同步齿轮副的一种主要失效形式．从齿轮啮合的极限位置出发，给出了同步齿轮副不发生卡滞的条件．在综合考虑齿轮加工误差、装配误差和太空环境温度等因素的基础上，构建了齿轮副防卡滞的可靠性分析模型，得到了用最小齿顶隙表示的齿轮啮合运动功能函数．把齿轮形状和位置的实际尺寸视为随机变量。用二阶矩方法推导出齿轮防卡滞可靠度的计算公式．最后，针对某周边桁架式星载天线的实例进行计算。得到如下结论：1)温度荷载对于同步齿轮系防卡滞可靠性的影响不客忽视；2)如果两齿轮以标准中心距安装。太空环境中的热变形会明显降低齿轮的传动性能；3)适当采用正变位中心距安装齿轮副，并避免星载天线的展开机构在高温下工作，可以提高防卡滞可靠度．     

垂直升船机传动系统动力学仿真及疲劳寿命预测

针对垂直升船机传动系统大模数齿轮的疲劳寿命问题,提出一种联合虚拟仿真技术.运用SolidWorks及其插件GearTrax建立传动齿轮齿条机构的三维模型,在ADAMS中进行齿轮齿条机构动态啮合力仿真,并研究了传动速度对啮合力的影响.基于有限元软件ANSYS分析了传动机构大模数齿轮的弯曲应力,与理论计算值相比误差为1.6%,误差较小,可以作为齿轮疲劳寿命预测的依据.利用获得的载荷历程和弯曲应力结果,基于名义应力法对该大模数齿轮进行疲劳寿命预测,结果表明该大模数齿轮能很好地满足设计使用要求,联合虚拟仿真技术能有效地研究大模数齿轮的疲劳寿命问题.     

椭圆齿轮传动系统非线性动态特性分析

为获得椭圆齿轮副工作时的振动规律,以实现其稳定、高效传动,在分析椭圆齿轮固有特性的基础上对椭圆齿轮非线性动力学特性进行了研究。以齿轮动力学理论为基础,建立考虑时变啮合刚度、齿侧间隙、静态传递误差、粘弹性阻尼的椭圆齿轮非线性动力学模型,利用四阶变步长Runge-Kutta数值方法对椭圆齿轮传动系统非线性动力学方程进行求解,绘制了系统的位移响应,相轨迹以及Poincaré映射,得到激励频率、阻尼比、时变啮合刚度、以及内部激励4个控制参数对传动系统动态响应的影响。椭圆齿轮副动力学模型的建立、求解和参数影响分析可以为后续的动态设计、不同参数下的振动响应趋势预测以及降噪提供一定的理论依据。     

考虑安装误差的拓扑修形斜齿轮承载接触分析

为提高齿轮副承载能力和降低对安装误差的敏感性,提出一种拓扑修形的齿面结构。根据齿廓分段修形和齿向分段修形原理推导出拓扑修形齿面方程,构建含安装误差的修形齿轮副的接触分析(TCA)模型。并对轮齿接触分析和有限元分析,仿真出传动误差和齿面接触应力与剪切力在不同安装误差情况下的分布特征。根据应力分布曲线分析,齿轮副啮入与啮出点的应力幅值相比均值有所下降,为减振降噪创造了良好条件。滚检实验与仿真结果表明,基于成形法磨削的拓扑修形对改善齿面接触印痕,避免边缘接触和降低对安装误差的敏感性具有一定的应用价值。     

含离合器的齿轮传动系统的拍击动力学行为研究

在考虑主动轴驱动转矩波动、齿轮副齿侧间隙及离合器间隙的情况下，建立了同时含有离合器间隙和齿侧间隙的齿轮传动系统(简称双间隙系统)拍击振动分析的集中质量模型。计算了不同激励频率下齿轮传动系统振动性态随着激励幅值的增大而变化的规律，并与仅含齿侧间隙的齿轮传动系统(简称单间隙系统)的情况作了比较。计算结果表明：双间隙齿轮传动系统的临界激励幅值(开始脱啮的激励幅值)随激励频率变化的规律与单间隙系统的情况类似，即当激励频率较小时，随着激励频率的增大，临界激励幅值减小，并在频率为固有频率的1／2左右处有极小值。但在同一激励频率下，双间隙系统的临界激励幅值仅为单间隙系统情况下的1／2左右，说明双间隙系统更容易脱啮。齿轮副和离合器系统在工作过程中会出现：①啮合；②时而啮合时而脱啮；③脱啮三种现象。由于离舍器间隙与齿侧间隙的相互影响，随着激励幅值的增大，双间隙系统会产生(D和②的交替出现，或者②与③的交替出现。而当离舍器和齿轮副分别处于②和③现象或者①与②现象时，系统有可能出现多周期振动或拟周期振动。     

高阶椭圆锥齿轮副接触斑点的检测及分析

针对高阶椭圆锥齿轮的几何形状和单项误差测量复杂的问题,结合齿轮啮合原理及圆锥齿轮的检测技术,开展了高阶椭圆锥齿轮副接触斑点的检测及分析研究,建立了圆锥刀具球面渐开线齿面的数学模型,提出了该锥齿轮副接触斑点的齿轮副综合检测及分析方法.通过对高阶椭圆锥齿轮副进行受力分析,得到各分力对接触斑点的影响规律,重点研究了切向力对接触斑点面积的影响规律,分析得到椭圆锥齿轮副接触斑点面积具有周期性变化的规律;建立了椭圆锥齿轮安装距接触斑点变化模型,分析得到椭圆锥齿轮副安装距变化对接触斑点的影响规律,确立了该锥齿轮副的调整方法.通过椭圆锥齿轮副实体样件的啮合滚动实验,验证了切向力对接触斑点面积的影响及变化规律,以及安装距对接触斑点影响及变化规律的正确性.     

人字齿轮系统齿根动应力计算与对比试验

为了准确地计算人字齿轮的齿根动应力,建立了考虑误差激励、时变啮合刚度激励、啮入冲击激励和齿侧间隙影响的人字齿轮传动系统十二自由度啮合型弯-扭-轴耦合动力学模型,提出考虑实时动载荷对齿间载荷分配系数影响的齿根动应力计算方法．以某船用人字齿轮副为实例进行的仿真计算结果表明:随着外载荷和输入转速的增加,人字齿轮传动系统齿根动应力最大值均呈增加趋势;由于齿侧间隙的存在,随着外载荷增加,齿根动应力的相对波动趋势经历了先减小后增大的过程．试验数据与数值仿真基本吻合,较准确地反映了齿根动应力的波动趋势．