变齿厚渐开线齿轮副啮合效率研究

由于变齿厚渐开线啮合副变位系数沿轴向变化的特点,其啮合角、锥角、重合度、不同端截面齿顶圆上的压力角、滑动率等参数与普通渐开线啮合副不同,其啮合效率计算也与普通渐开线啮合副有所区别.分析了变齿厚齿轮啮合副效率的计算特点和影响因素,如变位系数对变齿厚齿轮副重合度和啮合效率的影响;在此基础上,提出了一种新型效率计算方法;通过...     

基于分形理论的变齿厚齿轮接触应力分析

为了更准确地反应变齿厚齿轮齿面真实接触应力,构建了变齿厚齿轮的齿面接触系数,并对其合理性进行了验证。基于分形接触理论和Hertz接触理论建立了综合考虑齿轮齿面粗糙形貌、接触点弹性变形、材料特性等参数的变齿厚齿轮接触模型,计算变齿厚齿轮的接触强度,并与有限元计算结果进行比较,验证了方法的有效性。通过分形理论得出齿轮啮合时载荷与面积的关系,并对4个基本参数进行仿真,分析分形接触模型的效果。结果表明,通过数值模拟和分析实际接触面积与载荷的关系图,验证了分形接触模型的准确性。基于有限元理论、Hertz接触理论和分形理论,对变齿厚齿轮的齿面接触强度进行了比较和分析,验证了分形接触模型计算变齿厚齿轮接触应力的正确性,该模型的建立为变齿厚齿轮的设计与强度校核提供了一定的理论依据。     

直齿面齿轮加载啮合有限元仿真分析

研究正交面齿轮在加载条件下面齿轮啮合的传动性能参数、齿面接触应力和轮齿弯曲应力变化规律的有限元分析计算关键技术,以赫兹接触应力解析公式计算结果为对比,提出接触应力和弯曲应力计算的有限元网格密度确定方法。根据面齿轮重合度,分析面齿轮加载啮合仿真的五齿模型和七齿模型适用场合,给出面齿轮在啮合过程中的齿面接触应力和齿根弯曲应力最大值位置,计算面齿轮多齿模型接触应力及弯曲应力极值,准确得到面齿轮传动的重合度、传动误差、载荷分布系数等传动性能参数,以及载荷对这些传动性能参数的影响规律。研究结果表明,赫兹接触应力解析公式计算的结果合理地确定了有限元模型的网格密度,有限元仿真得到的应力值可靠,传动性能参数的分析结论正确。     

非正交修形斜齿面齿轮传动接触应力计算研究

非正交修形斜齿面齿轮是一种具有普适性的交叉轴齿轮传动方式,目前还没有接触应力解析计算公式,只能依靠有限元软件进行接触应力计算。给出了其接触应力计算方法和相应的计算公式。首先,基于曲面啮合传动原理,推导了非正交修形斜齿面齿轮齿面方程;其次,建立含安装误差的接触分析坐标系,由齿面接触分析原理得到接触点及其曲率计算方程;最后,按赫兹接触理论推导出一般形式的接触应力解析计算公式,该接触应力计算公式可以计算正交与非正交、修形与非修形、直齿与斜齿等各种不同形式的面齿轮传动接触应力,通过编制程序快速计算出相应的接触应力。以某一设计参数的面齿轮副为例,应用提出的接触应力计算方法计算出接触应力,同时利用Abaqus有限元软件进行齿面接触应力计算,提取有限元计算的面齿轮齿面接触应力值,与解析计算公式的结果进行对比,两者误差为5. 23%左右。对比结果表明,给出的非正交修形斜齿面齿轮齿面接触应力计算方法与计算公式正确可行。     

一种新的渐开线直齿圆柱齿轮传动理论重合度算法

理论重合度随中心距和啮合角的变化而变化,其经典计算公式没能完全反映该关系.在当今计算机普及的时代,计算公式的精确性要求优先于简单性要求,因此有必要对其进行补正.基于余弦定理,推导了渐开线直齿圆柱齿轮传动时的理论重合度计算公式,并进行了实例计算.该公式表明,对于特定的一对渐开线直齿圆柱齿轮传动,其理论重合度只与啮合角有关.基于该公式,方便地写出了变位齿轮传动、斜齿轮传动的重合度计算公式.斜齿圆柱齿轮各圆柱面上的螺旋角均为齿面发生线与齿轮圆柱面母线的夹角.补正了斜齿圆柱轮传动因逐渐进入和退出啮合而增加在重合度.     

双圆弧齿轮的接触迹系数K_(△ε)和齿端系数Y(End)

本文分析了不修端的 JB2940—81型双圆弧齿轮在不同的螺旋角β时Δε(轴向重合度ε_β中的尾数)对接触应力和对齿向中部弯曲应力的影响。分别在强度计算公式中引入Δε的影响系数 K_(HΔε)和 K_(FΔε).本文提供了这两个系数的曲线组.这两个系数的数值同轴向重合度ε_β中的整数μ_ε无关,并且这两组曲线差别不大,故可合用,则可简称为接触迹系数 K_(Δε).对于不修端的圆弧齿轮,常常出现崩角破坏.本文计算了端部齿根应力和中部齿根应力的比值,即齿端系数 Y_(End),并绘出了曲线组.本文同时进行了初步的电测试验,试验结果和计算所得数据基本吻合.     

高速重载斜齿圆柱齿轮传动的参数对性能的影响研究

基于刀具进行齿轮参数选取的传统设计方法,对于高速重载齿轮传动很难满足振动冲击小、质量轻等性能要求。基于齿轮传动的性能要求,建立了高速重载齿轮传动的参数直接设计方法。采用动载系数、最大接触应力和滑移率描述齿轮传动的性能指标,考察齿顶高系数、压力角、螺旋角、齿数比以及变位系数对齿轮性能的影响,为进行齿轮直接设计方法和参数优化奠定了理论基础。结果表明,增大齿顶高系数和螺旋角、减小压力角可以减小动载系数使得齿轮传动中的噪声和冲击减少;增大齿顶高系数、压力角和螺旋角可以减小齿面接触应力;减小齿数比可以减小滑移率;减小齿面接触应力和滑动率并在等滑移率曲线上选取变位系数能够避免齿面胶合和传动失效。     

点线啮合齿轮短期过载的强度计算

参照渐开线圆柱齿轮静强度计算方法,提出点线啮合齿轮短期过载的强度计算方法.在短期过载最大接触应力计算中,提出两种情况下的计算方法.修正了短期过载最大接触应力计算公式,增加了考虑凹凸齿廓接触情况的两个系数(凹凸齿廓接触线长度变化系数和单对齿C点载荷系数).修正了大齿轮的短期过载齿根弯曲应力计算公式,在公式中增加大齿轮弯曲...     

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮动态接触特性分析

为研究变双曲圆弧齿线圆柱齿轮动态接触特性,利用基于旋转刀盘加工原理得到的齿面方程,运用MATLAB与UG建立精确的齿轮三维模型,运用ANSYS LS-DYNA分析得到该齿轮齿面在啮合过程中的动态接触应力。通过研究不同齿线半径变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的动态接触应力,得到齿线半径对该齿轮动态啮合特性的影响规律。通过研究不同压力角变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的动态接触应力,得到压力角对该齿轮动态啮合特性的影响规律。通过研究不同载荷下该齿轮的动态接触应力,得到载荷对该齿轮动态啮合特性的影响规律。分析结果为变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的设计及工程应用提供参考。     

点线啮合齿轮接触强度计算的研究

通过对点线啮合齿轮的啮合特点分析,提出了点线啮合齿轮最大接触应力计算点,并给出了经过修正的最大接触应力计算公式,包括单对齿C点的综合曲率半径计算公式。在最大接触应力计算中增加凹凸齿廓接触线长度变化系数和单对齿C点载荷系数,反映凹凸齿廓接触对所受载荷的影响。在许用接触疲劳应力计算中增加增强系数,反映间断工作的影响。     

基于啮合角函数的非圆齿轮重合度求解

从几何学角度,以啮合角函数计算的非圆齿轮齿廓曲线方程与齿顶曲线方程为基础,建立了非圆齿轮重合度与极角的关系,分析了影响重合度的因素.通过研究齿廓曲线的极限啮合位置、根切界限点、齿顶变尖点等问题,引入了极限重合度概念,并提出了一种新的精确控制非圆齿轮重合度的方案.     

关于面齿轮接触和弯曲应力有限元计算方法的研究

根据面齿轮加工基本坐标系和齿轮啮合原理,由刀具齿面方程和坐标转换矩阵建立了面齿轮齿面方程,通过编程计算出面齿轮齿面点,实现了面齿轮三维可视化建模。采用三维有限元分析方法,研究了5种不同载荷条件下面齿轮传动的接触应力、弯曲应力和重合度的变化规律。计算结果表明,随着载荷的增大,面齿轮齿面接触区和重合度增大;在单齿啮合时,面齿轮接触和弯曲应力最大,弯曲应力最大值出现在沿齿高方向靠近中间的位置。本文对面齿轮传动的强度设计具有一定的指导意义。     

柴油机斜齿轮接触应力分析及改善研究

针对柴油机传动齿轮结构特点,以某曲轴斜齿轮副为研究对象,运用三维接触有限元方法,计算分析了齿轮齿向接触应力分布及结构参数对其的影响,与常规理论方法计算结果吻合,说明有限元计算齿轮啮合接触应力结果合理、可信。研究表明该齿轮接触应力分布不均是由大的轴向弯曲变形导致两齿轮沿齿向的传动间隙不等引起,并运用螺旋角修形使齿向接触应力分布大为改善,为齿轮设计提供参考依据。     

3K型变齿厚行星齿轮传动装置的效率分析

针对齿轮传动中因齿轮齿面磨损,导致啮合间隙增大,影响装置传动效率的问题,提出了一种可补偿侧隙的3K型变齿厚行星齿轮传动装置。首先分析了该新型装置的啮合特性。运用单元分析法推导出各啮合效率与传动效率的关系。然后,基于啮合原理与积分中值定理,得到重合度、变位系数、啮合角和锥角等基本参数与啮合效率的关系,进而得出各啮合参数与整机传动效率的数学模型。最后,基于优化设计理论,以MATLAB为工具,在满足齿轮强度的条件下,以传动效率为设计目标,得出齿轮啮合参数的一组最优解。该研究对变齿厚齿轮传动装置的设计具有一定的指导作用。     

点线啮合齿轮接触静强度计算研究

参照渐开线圆柱齿轮接触静强度计算方法,提出点线啮合齿轮接触静强度计算方法.在接触静强度最大接触应力计算中,提出两种情况下的计算方法.修正了接触静强度最大接触应力计算公式,增加了考虑凹凸齿廓接触情况的两个系数(凹凸齿廓接触线长度变化系数和单对齿C点栽荷系数).     

变轴交角渐开线齿轮啮合理论和设计

为了提供合理的变轴交角渐开线齿轮传动设计方法,基于双自由度齿轮啮合理论,对这种传动进行了研究。在轴交角变动范围内,由相配齿轮2齿面无根切导出两轮支座摆动轴线位置和相配齿轮2工作齿宽的计算公式,得到支座摆动轴线与渐开线齿轮1轴线间距l1的许用最小值l1min和最大值l1max;得到不同轴交角 时的重合度计算公式;推导出啮合点瞬时接触椭圆参数的计算公式。研究表明：取l1接近l1max时,相配齿轮2工作齿宽最大;轴交角| |为最大时重合度ε最大,=0时ε最小;相配齿轮2中断面分度圆啮合点处的瞬时接触椭圆参数接近其余各点的平均值,可由该点来评价接触质量,使计算大为简化。为这种传动的几何设计,提供一套详尽的计算方法。     

S型齿廓曲线齿轮的重合度研究

重合度是影响齿轮传动啮合性能的主要因素,是判断齿轮传动连续性及传递载荷均匀性的关键指标。S型齿廓曲线齿轮是基于提高齿轮接触强度而提出的一种新型齿廓曲线齿轮,为进一步探究其啮合性能,推导了S型齿廓曲线齿轮传动的重合度计算公式,讨论了S型齿廓曲线齿轮的重合度随齿数、模数、分度圆压力角及衍生系数之间的变化规律,并与相同基本设计参数下的渐开线少齿数齿轮作了对比分析。结果表明,S型齿廓曲线齿轮的重合度较同参数的渐开线齿轮有较大优势。     

基于弹流润滑理论的斜齿圆柱齿轮油膜厚度参数影响研究

基于弹性流体动力润滑理论,建立了斜齿轮传动润滑最小油膜厚度计算公式,并利用Matlab程序绘图功能绘制出最小油膜厚度沿啮合线的变化曲线,计算分析了传动比、模数、压力角、螺旋角、重合度、齿宽系数等斜齿轮传动参数对齿轮副节点处润滑油膜厚度的影响,从而揭示了斜齿轮传动参数与齿轮副润滑性能之间的关系,为弹流润滑条件下斜齿轮传动的设计提供了一定的理论依据。     

高阶变性椭圆齿轮副接触应力研究

根据现有的齿轮齿面法向接触力计算公式研究了非圆齿轮副运转过程中齿轮齿面接触力的变化规律,运用Matlab和Adams验证非圆齿轮齿面接触力在齿轮运转过程中的变化规律。应用赫兹理论公式及圆柱齿轮的几何关系,推导出一种计算非圆齿轮接触应力的计算公式。将高阶变性椭圆齿轮的三维实体导入Ansys中进行接触应力分析,验证了公式的可行性。     

基于Matlab变齿厚偏曲轴少齿差传动变位系数计算研究

为了解决求解变齿厚偏曲轴少齿差减速器的变位系数过于繁琐问题,研究了变齿厚少齿差内啮合齿轮设计参数之间的关系,以及满足的限制条件。通过分析变齿厚内啮合齿轮的中心距、啮合角、变位系数之间的关系,提出了基于Matlab最小啮合角变齿厚内啮合齿轮变位系数遍历优化算法,并通过实例加以验证,分析了不同步长对计算结果的影响。指出该方法具有优化效率高、计算简单,避免其他优化方法的缺点。