弧齿锥齿轮的高重合度设计

针对航空和汽车弧齿锥齿轮对强度、动态性能和可靠性的特殊要求，提出了高重合度弧齿锥齿轮的设计方法。这种设计是通过增加工作齿高和调整齿面啮合路径方向以及优化加工参数实现的。结合弧齿锥齿轮的实际工况，提出了在不同载荷和安装误差下，实际重合度的综合分析方法，达到了既提高重合度又控制齿面啮合质量的目的。     

高重合度弧齿锥齿轮的三维建模及加工试验

重合度较大时,参与啮合齿的对数增多,齿轮传动就越平稳,每齿承载的力也减小,这对于降低噪声是非常有利的。根据螺旋锥齿轮的非零变位原理,进行负传动设计,改善其啮合性能。在此基础上,借助于局部综合法、TCA技术等仿真方法,通过改变接触路径的倾斜角度,以获得具有较大重合度的弧齿锥齿轮。对新型设计和常规设计两种方案的几何参数和加工参数进行了对比,并创建齿轮副的精确三维模型,基于UG运动仿真功能模拟大小轮接触区状况。铣齿试验表明,接触区良好,易于调整,验证了利用局部综合法与非零变位技术设计的高重合度弧齿锥齿轮的可实施性。     

双圆弧弧齿锥齿轮重合度研究

重合度是影响弧齿锥齿轮传动啮合性能的主要因素。双圆弧弧齿锥齿轮的端面重合度为零,其连续传动由纵向重合度保证。根据弧齿锥齿轮重合度的定义,提出了双圆弧齿廓弧齿锥齿轮重合度的定义,并采用线图法对其啮合过程进行了分析;建立了双圆弧齿廓弧齿锥齿轮重合度、多点啮合系数和多齿对接触系数等计算方法,给出了双圆弧弧齿锥齿轮连续传动的条件。应用提出的方法对试验齿轮的重合度进行了理论计算,计算结果与TCA分析结果相同,验证了所提出方法的正确性。     

高齿弧齿锥齿轮的设计与性能试验

为降低弧齿锥齿轮的噪声,增加其重合度,采用高齿制,借助优化设计方法,在不根切、齿顶不变尖以及刀具符合规格的前提下,使弧齿锥齿轮的重合度达 ２２～２６。当中点螺旋角大于 ２５°时,在中等载荷下,可保持实际的双齿对传动。台架和装车试验表明,这种弧齿锥齿轮不仅噪声低,而且强度高,可在国内现有机床上使用标准系列刀具加工     

基于局部综合的弧齿锥齿轮磨齿加工参数设计

采用局部综合法进行弧齿锥齿轮磨齿加工参数（包括刀具参数和机床调整参数）设计。该方法能够准确控制齿面参考点的一阶、二阶接触参数,即能够准确控制齿面上参考点的位置、参考点处接触轨迹方向、接触椭圆大小和传动比变化率,较之传统使用的调整卡方法具有较大的优越性。     

高齿弧齿锥齿轮的设计性能试验

为降低弧齿锥齿轮的噪声,增加其重合度,采用高龄了制借助优化设计方法,在不根切、齿顶不变尖以及刀具符合规格的前提下,使弧齿锥齿轮的重合度达２．２～２．６。当中点螺旋角大于２５°时,在中等载荷下,可保持实际的双齿对传动。台架和装车试验表明,这种弧齿锥齿轮不仅噪声低,而且强度高,可在国内现有机使用标准系统刀具加工。     

基于遗传算法的高齿弧齿锥齿轮优化设计

基于遗传算法提出了的高齿弧齿锥齿轮的优化设计。设计变量是齿顶高系数和变位系数(非零变位 ) ,约束条件为齿顶变尖、根切、刀具条件限制、强度限制等 ,目标函数为重合度最大。本文编制的优化设计程序经实例计算达到了重合度的设计目标。     

弧齿锥齿轮的传动误差、重合度和噪声的关系

分析了弧齿锥齿轮噪声产生的机理，影响振动噪声的主要因素以及传动误差与重合度，噪声的关系，随着重合度增大，传动误差曲线幅值波动减小，振动和噪声降低，在此基础上，概述了通过提高重合度来降低振动和噪声的几种设计方法。     

等高齿弧齿锥齿轮的设计与加工试验

弧齿锥齿轮副的大、小轮通常用同样刀号的铣刀盘铣齿加工,铣齿时刀盘轴线垂直于根锥,导致大、小轮的齿面压力角在节锥上不一致,这是形成对角接触这种不良接触现象的根本原因。基于局部综合法与TCA技术,将弧齿锥齿轮的齿形采用等高齿设计,利用常规弧齿锥齿轮铣齿机,铣齿时刀盘轴线垂直于节锥,铣齿加工均采用0号刀盘,这样加工出的大、小轮齿面压力角在节锥上保持一致,从根本上消除对角接触这种不良接触状况。对以上内容进行了铣齿试验,结果显示,齿面接触区易于调整,齿面接触状况良好。该研究对于提高弧齿锥齿轮的齿面接触质量、提高齿轮副的加工效率具有显著的效果。     

弧齿锥齿轮硬齿面加工工艺

介绍了弧齿锥齿轮硬齿面加工工艺,在硬齿面精整加工中采用刮削加工代替磨齿工序,成本低、效率高。     

弧齿锥齿轮的齿面主动设计

齿面印痕和传动误差对齿轮传动的性能起着决定作用,针对齿面印痕和传动误差,提出弧齿锥齿轮点啮合齿面主动设计的方法。该方法突破了传统齿轮设计的局限性,采用“局部共轭原理”和“局部综合法”,并依据弧齿锥齿轮的加工原理,使齿轮设计人员能够按照要求的传动性能来设计齿面的形状,并可在摇台结构的铣齿机进行加工。齿面主动设计能保证齿面在整个啮合过程中满足预先设计的传动误差和齿面接触路径的要求,从而达到对齿面啮合质量的全程控制,它为弧齿锥齿轮副设计提供新的方法和途径,这对于高速和重载齿轮以及有特殊要求的齿轮的设计具有十分重要的意义。     

螺旋锥齿轮轮齿加载接触分析计算原理

利用轮齿接触分析（TCA）法,通过引入载荷当量安装调整值V、H、J和传动角位移协调原则等新概念,独立地建立了一套局部共轭齿轮副轮齿加载接触分析计算方法,并研制了相应的计算程序。最后以准双曲面齿轮副为对象给出一个计算实例。     

考虑边缘接触的弧齿锥齿轮承载接触分析

承载接触分析(LTCA)对于检查弧齿锥齿轮在工作条件下的啮合性能,并设计高性能的传动具有十分重要的意义。在载荷较大且误差存在的实际工况条件下,弧齿锥齿轮的边缘接触往往是难以完全避免的。提出了边缘接触的几何分析方法,准确确定了边缘接触点;又通过齿面搜索确定了两齿面间的相对主曲率方向,即载荷下的可能接触方向和可能接触点;最后采用数学规划方法成功求解了边缘接触,为弧齿锥齿轮的承载啮合全过程的数值仿真提供了方法。     

TOOTH CONTACT FINITE ELEMENT ANALYSIS OF SPIRAL BEVEL AND HYPOID GEARS

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COMMON DEFINITION FOR END-SURFACE CONTACT RATIO OF GEARS AND ITS APPLICATIONS

Common definition and calculating expressions of end-surface contact ratio for all type of gears are put forward, and with calculation expressions for involute gears, micro-segments profile gears, and sine-curved profile gears being discussed. The end-surface contact ratio of gears is defined as the ratio of the action angle (the rotation angle of gear from gear-in to gear-out for one pair of teeth) to the rotation angle per pitch (or central angle per tooth). According to the theory of gearing, equation of the meshing line can be deduced from the tooth profiles of basic rack. Having obtained the equation of the meshing line, and being given the addendum outline of the gears, the contact ratio can be calculated with the calculation expressions. For the involute gears, this definition has same effect as the well-known definition: ratio of the contact line to the base pitch. This definition of contact ratio is also suitable to other non-involute gears, such as micro-segments profile gears, sine-curved prof     

LUBRICATION AND LOADED TOOTH CONTACT ANALYSIS FOR SPIRAL BEVEL AND HYPOID GEARS

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曲线齿锥齿轮点啮合齿面主动控制加工技术

与传统的摇台型锥齿轮机床相比,Free-form型锥齿轮机床具有能够更加有效地加工出性能更好的齿面的潜力。介绍了一种基于Free-form型机床切齿加工理论的点啮合齿面制造技术,提供了Free-form型机床3轴联动切齿加工基本方程及详细的计算公式。直接以工件齿轮的转角为运动参数,将机床其他各轴的运动表达为工件齿轮转角的函数,阐明了机床运动函数及其他机床切齿参数的确定方法。最后,给出了一个实例来说明所介绍的技术及方法。     

含间隙和时变啮合刚度的弧齿锥齿轮传动系统非线性振动特性研究

齿面侧隙和时变啮合刚度等因素的存在,将导致弧齿锥齿轮传动系统在工作过程中呈现典型的非线性特性;置于转子上的弧齿锥齿轮传动系统被等效处理为8自由度动力学模型,借助动态相对传动误差,使两轮转动自由度合并,建立了7自由度的非线性振动方程。采用A算符算法获得了不同工况下弧齿锥齿轮系统的扭转、横向及轴向的振动位移和速度,发现随着啮合频率的变化,系统经倍周期分岔进入混沌,而随着支承刚度的变化,系统经拟周期分岔进入混沌振动,在啮合频率的变化过程中,系统存在跳跃现象。     

准双曲面齿轮研磨运动模型研究

分析准双曲面齿轮研磨原理,建立V/H与齿面啮合关系的数学模型。通过对齿面的接触印痕仿真与滚检试验。证明,所建之模型能对齿面研磨中研磨点的位置、移动方向、齿侧间隙进行准确的控制,为螺旋锥齿轮的研磨提供了理论指导。     

螺旋锥齿轮的齿面测量及机床加工参数修正

给出了Gleason制螺旋锥齿轮的理论齿面模型,用差曲面描述三坐标测量机测量得到的实际齿面到理论齿面的偏差,提出了一种利用差曲面特征参数修正机床调整参数的新方法,有效地提高了齿面几何精度。