ZY-1型双圆弧齿轮接触应力公式的研究

由于双圆弧齿轮ZY-1型与国标型齿形的差异,使其接触应力有所不同。借鉴建立国标型齿形接触应力公式的方法,并对公式中各项参数进行分析,得到不同齿形下影响接触应力的主要因素为接触弧长与接触迹宽度。通过对比ZY-1型与国标型齿形参数,并进行理论推导,分别对接触弧长和接触迹宽度两种因素进行了修正,结果表明ZY-1型的接触弧长系数比国标型大30%~35%,而瞬时接触迹宽度比国标型小5.42%;这两种因素的变化,使ZY-1型双圆弧齿轮的接触应力比国标型大30%~40%。将国标型接触应力公式中这两种因素进行替换,即可得到ZY-1型双圆弧齿轮的接触应力公式。     

双渐开线齿轮齿面摩擦力对接触应力的影响

建立双渐开线齿轮有限元模型,分析齿面摩擦力对接触应力的影响,并与渐开线齿轮进行对比。结果表明:相同摩擦状态下,双渐开线齿轮与渐开线齿轮的最大等效接触应力的数值差别不大,但接触应力分布不同,渐开线齿轮节点附近接触应力比较高,双渐开线齿轮节点以下靠近齿根处接触应力比较高;齿面摩擦力对接触应力分布的影响不大,但对接触应力数值的影响很大,因此在进行接触应力分析时,必须考虑齿面摩擦力的影响;通过改变齿面间的润滑条件,减小齿面摩擦力,是提高齿轮抗点蚀能力和接触疲劳寿命的有效方法。     

非对称塑料齿轮接触应力的解析法计算

推导出非对称渐开线塑料齿轮一个啮合周期中各特殊点在不同状态下与节点的啮合系数,通过非对称渐开线塑料齿轮接触分析应用实例,对非对称渐开线塑料齿轮七个特殊点的接触应力进行了解析法计算。结果表明,主动轮单齿啮合下界点处的接触应力为最大。与标准塑料齿轮相比,非对称渐开线塑料齿轮各点的接触应力均有所降低,说明塑料齿轮采用非对称齿廓可以提高齿面接触强度。非对称渐开线塑料齿轮的解析法计算,为检验用有限元方法计算这一新型塑料齿轮接触应力的合理性与精确性提供了依据。     

非对称渐开线斜齿轮传动的热力耦合分析

通过对非对称渐开线斜齿轮啮合面的分析,得到了啮合面摩擦热流量的分布规律。基于APDL建立了非对称渐开线斜齿轮的有限元温度场分析模型。考虑温度对接触压力的影响,对非对称渐开线斜齿轮进行了热力耦合分析。结果表明:达到热平衡时,非对称齿轮本体温度最大值比对称齿轮低约18%,因而非对称齿轮能有效提高轮齿齿面抗胶合能力;由于本体温度的影响,接触应力增大了约16%,温度引起的热弹变形对齿轮载荷分布和应力产生了较大影响。     

微线段环形齿球齿轮传动的齿面接触分析

探讨了微线段环形齿球齿轮的构造过程,分析了球齿轮啮合过程中接触椭圆的变化规律,计算了微线段环形齿球齿轮的传动曲率与接触强度,建立了微线段环形齿球齿轮传动的参数化模型。采用有限元方法分析了微线段环形齿球齿轮轮齿的接触和弯曲应力,并与相同参数的渐开线球齿轮进行了对比分析。数值模拟结果表明,微线段环形齿球齿轮的接触应力和弯曲应力比渐开线球齿轮都有较大幅度的减少。     

环面渐开线齿轮的动态接触分析

以环面渐开线齿轮为研究对象,根据齿轮啮合原理及滚齿加工原理,利用产形齿条的齿面方程,分别推导出凸、凹环面渐开线齿轮齿面方程。根据不产生尖化或根切的数学条件,基于MATLAB开发了环面渐开线齿轮几何参数设计的Graphical User Interface。以环面渐开线齿轮齿面上点的三维坐标构建三维实体模型,并将实体模型导入Hypermesh中划分网格。基于非线性接触算法,建立凸—凹环面渐开线齿轮啮合的有限元模型,在ABAQUS中对其进行动态接触分析,结果表明环面渐开线齿轮齿宽受根切及尖化的限制,而在齿面接触应力方面,双齿啮合区齿面接触应力较小,单齿啮合区齿面接触应力较大。     

修形后齿轮啮合特性的研究

用摆线对渐开线齿轮齿形进行修形。分析比较修形后的齿轮齿形及渐开线齿轮齿形的啮合特性,结果表明,在齿面接触应力、齿根弯曲应力和耐磨性等诸多方面修形齿形都要明显地优于渐开线齿形。     

中心距误差对具有梯度结构圆弧齿轮接触应力影响分析

为了研究中心距误差对具有梯度结构圆弧齿轮接触应力的影响,建立齿形为"渐开线-圆弧-渐开线"的圆弧齿轮数学模型,结合赫兹公式,推导出具有梯度结构的圆弧齿轮接触应力计算公式;建立梯度结构齿轮的有限元模型,进行仿真求解并与推导公式对比,验证了公式的正确性;研究了梯度结构对圆弧齿轮接触应力的影响,并对不同中心距误差下的齿轮啮合进行仿真,得到中心距误差对具有梯度结构圆弧齿轮接触应力的影响规律。     

齿轮接触应力和温度场分析

为了得到齿轮啮合过程中轮齿接触面的接触应力分布及温度场分布,建立了啮合齿轮接触应力和温度的分析模型,采用赫兹接触理论对标准渐开线齿轮的接触应力分布进行分析,并通过有限元温度场分析方法对齿轮温度场的分布情况进行了分析;研究了啮合过程中轮齿接触点相对滑动速度、齿面摩擦因数及摩擦热流密度的计算方法,得到了啮合齿轮接触应力分布和温度场分布。     

基于MATLAB与SolidWorks联合建模的渐开线圆柱直齿轮接触特性仿真分析

通过渐开线直齿轮齿廓方程在MATLAB中构建出渐开线直齿轮的点云模型生成精确地齿廓,将点云数据导入到SolidWorks中构建出齿廓精确的渐开线直齿轮副的三维模型;然后对渐开线直齿轮副进行理论接触应力计算,并对联合建模的齿轮副与参数化建模的齿轮副进行接触应力的有限元仿真分析和动力学仿真分析结果进行对比.结果表明:联合建...     

LogiX齿轮的性能研究

LogiX齿轮齿形是由许多微段渐开线组成的一种异型功能齿廓，比常规标准渐开线齿轮具有诸多的优越性。本文通过有限元分析与计算，表明了LogiX齿轮的弯曲强度明显优于常规标准渐开线齿轮。同时，通过实际的啮合传动噪声测试实验，证明了Logix齿轮传动的噪声等啮合性能指标也优于常规渐开线齿轮。丰富新型齿廓理论，对今后推广应用新型LogiX齿轮奠定了理论和实践基础。     

分阶式双渐开线齿轮弯曲强度的研究

应用有限元方法,系统地分析了分阶式双渐开线齿轮的阶梯参数对弯曲力的影响,提出了等弯曲强度阶梯参数的选择依据与原则;研究了危险截面所在位置,分析螺旋角系数和接触线系统,提出了弯曲应力计算公式;采用冻结切片三维光弹试验方法,对该齿轮的真实受载应力进行试验与分析;在高频疲劳强度试验机上完成软硬齿面轮齿的弯曲疲劳强度试验。结果表当齿厚变位系数为０．０８时,双渐开线齿轮的弯曲强度约提高１５％。     

凹形圆锥渐开线齿轮的滚齿法

凹形圆锥渐开线齿轮 (ConcaveConicalInvoluteGear)是一种新型的圆锥渐开线齿轮 (ConicalInvoluteGear) [1～ 3 ] 。圆锥渐开线齿轮的齿面间呈点接触[4] ,所以齿面强度比低 ,而凹形圆锥渐开线齿轮的齿面呈凹状 ,齿面间呈椭圆状面接触[3 ] ,克服了圆锥渐开线齿轮齿面强度低的弱点 ,同时又具备圆锥渐开线齿轮的全部优点。这种新型齿轮不仅能实现平面齿轮机构的功能[5] ,也能实现空间齿轮机构的功能[6] ,具有替代传统的非渐开线型空间齿轮机构的可能性 ,所以是一种极具发展前景的机械传动零件。目前加工凹形圆锥渐开线齿轮均采用先滚齿成圆锥渐开线齿轮然后再逐一把齿面磨齿成凹形的加工方法[7] ,这种两步加工方法 ,比传统的手工修型加工方法 ,已是极大的进步 ,可是凹形圆锥渐开线齿轮的加工依然存在成本高 ,周期长 ,精度低等问题。为此有必要确立凹形圆锥渐开线齿轮的高精度的一步加工方法。本研究首先从理论上确立了凹形圆锥渐开线齿轮的滚齿加工法 ,然后利用上述理论 ,实际加工了一组凹形圆锥渐开线齿轮 ,以证明了凹形圆锥渐开线齿轮的滚齿加工法的可行性及正确性     

点线啮合齿轮齿根弯曲应力研究

提出点线啮合齿轮齿根弯曲应力计算方法,修正了大齿轮的齿根弯曲应力计算公式,在公未中增加大齿轮弯曲强度提高倍数.通过有限元仿真和试验验证了点线啮合齿轮齿根弯曲应力计算方法,并得出点线啮合齿轮弯曲疲劳强度比渐开线圆柱齿轮至少要提高15%的结论.     

变位斜齿轮的热弹流润滑数值分析

运用斜齿轮有限长线接触数学模型,对渐开线变位斜齿轮进行热弹流润滑数值分析;分析正变位、负变位、等变位3种变位系数下斜齿轮的热弹流润滑状态,计算不同变位系数下斜齿轮的油膜压力、膜厚及温升,并与标准斜齿轮传动计算结果进行比较。结果表明:热弹流润滑条件下,斜齿轮的变位对油膜压力影响不大,对膜厚有较大的影响;变位斜齿轮正传动时,随变位系数的增大,压力减小,膜厚增大;沿最长接触线时,与标准斜齿轮的传动相比,变位斜齿轮正变位系数下压力最小、膜厚最大、温度最低,因此,选择正变位系数更有利于斜齿轮的润滑。     

ANALYSIS OF TRANSMISSION CHARACTERISTICS OF COSINE GEAR DRIVE

Based on the mathematical model of a novel cosine gear drive, a few characteristics, such as the contact ratio, the sliding coefficient, and the contact and bending stresses, of this drive are analyzed. A comparison study of these characteristics with the involute gear drive is also carried out. The influences of design parameters including the number of teeth and the pressure angle on the contact and bending stresses are studied. The following conclusions are achieved： the contact ratio of the cosine gear drive is about 1.2 to 1.3, which is reduced by about 20% in comparison with that of the involute gear drive. The sliding coefficient of the cosine gear drive is smaller than that of the involute gear drive. The contact and bending stresses of the cosine gear drive are lower than those of the involute gear drive. The contact and bending stresses decrease with the growth of the number of teeth and the pressure angle.     

齿轮副端面重合度统一定义及其计算式

针对各种齿轮传动提出端面重合度的统一定义,并且推导其计算表达式,进一步讨论了渐开线齿轮副、微线段齿轮副和正弦齿廓齿轮副的端面重合度的计算问题。齿轮副的端面重合度定义为齿轮作用角（即一对轮齿从进入啮合到脱离啮合过程中齿轮所转过的角度）与齿轮的齿距转角的比值。根据齿轮啮合原理,由基本齿条的轮廓曲线能够获得其啮合线方程。根据所获得的啮合线方程,以及给定的齿轮副齿顶线方程,就能够根据本文的计算式得到齿轮副的重舍度。对于渐开线齿轮副,该定义与众所周知的“啮合线长度与基节之比”的结果相同。该定义同样适用于非渐开线齿轮副,例如微线段齿轮副、正弦齿廓齿轮副等,而且计算结果更可靠。     

基于Pro/E和ANSYS的渐开线齿轮的参数化精确建模及接触分析

介绍了Pro/E建模软件进行渐开线齿轮精确建模的参数化方法及步骤,使得建模更加方便,其中利用渐开线方程,保证了渐开线齿轮齿廓的准确性。利用Pro/E与ANSYS的专用接口,将在Pro/E中建立的实体模型方便地导入到ANSYS中,进行网格划分、加载及求解。通过对于一个个间断的啮合点的接触应力的静力学分析,从而实现对单对轮齿从齿根到齿顶的连续啮合过程中接触应力的仿真分析,进一步了解齿轮啮合过程中从齿根到齿顶接触应力的变化规律,从而验证了ANSYS进行有限元接触分析的精确性,为齿轮的优化设计提供了理论依据     

带传动技术现状和发展前景

介绍了我国带传动技术发展基本状况，包括带传动种类、生产情况、与国外的差距、理论研究和标准化以及“十五”期间带传动技术发展前景及主要任务。