斜齿轮降噪修形实验研究

本文对不同修形量的斜齿轮作了降噪对比试验；分析了修形量对齿轮噪声和振动的影响，以及优化设计最佳降噪修形齿轮的降噪效果。试验采用了先进的测试分析系统，试验数据和分析结果可以为工程实用提供设计依据。     

某中速柴油机齿轮修形分析

修形对于改善齿轮啮合质量,降低齿轮传动的振动和噪声有重要作用。基于KISSsoft软件,以某中速柴油机曲轴齿轮为研究对象,进行齿轮修形设计分析。得到曲轴齿轮修形前后齿面接触应力、齿轮传递误差、齿根弯曲应力等参数的变化情况,为优化齿轮修形提供理论依据。     

斜齿圆柱齿轮瞬时啮合刚度及齿廓修形的研究

本文提出了一种高效的考虑齿轮基体影响的齿轮计算模型,根据有限元柔度矩阵法,编制了一套刚度计算程序,给出了斜齿轮啮合过程中瞬时啮合刚度变化率与轴向重合度之间的关系。在刚度计算基础上,利用内点罚函数法的优化思想编制了一套修形计算程序,对斜齿轮的齿廓修形进行了深入研究。     

发动机正时直齿轮齿廓修形设计研究

分析了直齿轮受栽弹性变形的原理和计算方法以及齿廓修形原因,进一步研究了直齿高速齿轮齿廓修形设计原则与计算修形量的公式。     

基于MASTA的单斜齿轮微观修形优化研究

为了分析不同齿轮微观修形方式对齿轮性能的影响,以一对单斜齿轮为例,基于MASTA软件对不同微观修形方式下的齿轮性能进行了仿真,计算并分析了8种齿向修形方案和4种齿廓修形方案下的齿轮接触斑点及传递误差,得到不同单项修形仿真结果的优化效果。根据单项修形的优化特点,制定了6种综合修形优化方案。研究表明:最优方案可将齿面最大接触应力范围由原始的341～486 MPa降低到83～448 MPa;传递误差下降了30%,波动量下降了55%;同时,接触斑点云图的仿真结果说明,最大接触应力处于齿面较中心位置,该微观修形优化方案有效地改善了齿轮的啮合性能。     

重载齿轮的最佳轮齿修形

本文给出了计算多对齿同时啮合轮齿接触线载荷分布的方法．并根据轮齿的啮合状态确定轮齿的最佳修形参数。利用作者编制的计算机程序研究了最佳轮齿修形参数对载荷分布系数的影响．     

基于MASTA的单斜齿轮修形优化研究

为了研究不同修形方式对齿轮性能的影响,以一对单斜齿轮为例进行螺旋线修形、齿向起鼓及齿顶修形。采用MASTA软件对不同修形方案进行承载接触分析LTCA(Loaded Tooth Contact Analysis),计算各种方案下齿轮的传动误差、齿面接触应力及齿面载荷分布,并以齿面载荷分布均匀为优化目标,综合考虑传动误差及齿面接触应力,对齿轮进行螺旋线修形和齿向起鼓,并从修形量、修形长度和修形曲线3个方面进行齿顶修形优化,得到了特定工况、特定齿轮参数下的修形优化方案。研究表明：与未修形情况相比,最终优化方案在齿面载荷分布更均匀的情况下可使齿轮传动误差下降8.6%,且传动误差曲线更接近正弦曲线;最大齿面接触应力下降6.2%,齿面载荷分布系数KHβ由1.195 2降低至1.144 5;该修形优化方案有效地改善了齿轮的啮合性能。     

圆柱渐开线斜齿轮轮齿变形数值计算及优化修形研究

本文利用有限元法，给出了计算斜齿轮轮齿变形的数值计算方法。首次将内点罚函数法的优化思想用于轮齿修形，解决了多目标函数的最优修形设计问题。     

大功率变速箱单级行星齿轮系修形设计及仿真验证

以某大功率变速箱单级行星齿轮系为研究对象,采用KISSsoft软件进行齿轮修形设计。在修形后太阳轮和行星轮的齿面安全系数和齿根安全系数都得到提高,轮系啮合传动的重合度和胶合安全系数也有相应的增加,修形方案改善了齿轮在啮合过程中的齿面点蚀、胶合现象,提高了啮合过程中的安全性和稳定性。采用ANSYS Workbench与Hypermesh软件联合仿真结果表明：行星齿轮系的应力主要分布于太阳轮啮合时的齿根处、内齿圈啮合时的齿根处和行星轮啮合时的齿根处,最大等效应力为338.84 MPa,小于材料的许用应力,修行后的设计方案合理。     

基于系统辨识算法的齿轮传动动态性能研究

将系统辨识方法正确地应用于实际工况下齿轮传动动态性能的研究,通过研究齿轮箱中直齿圆柱齿轮传动周向振动和噪声之间的关系,建立了系统辨识差分方程模型.此模型能够比较准确地描述齿轮传动系统的动态特性,为齿轮传动系统的修形、减振、降噪和优化设计提供了一种新的建模方法,有利于将齿轮传动动态性能的研究成果在实践中推广应用.     

非对称渐开线直齿轮齿廓设计与有限元分析

非对称渐开线直齿轮的两侧齿廓具有不同的压力角,合理的齿廓设计可以达到增加齿轮承载能力、降低噪声和振动的效果。文中推导出了非对称渐开线直齿轮的齿廓方程。编制了相应的计算机程序并给出了计算实例,建立三维实体模型,进行了有限元分析,新型齿轮的弯曲强度明显提高。     

基于支持矢量机的齿轮传动误差预测研究

传动误差是齿轮振动噪声重要的激励源,对齿轮传动的动力学负载和齿轮失效有重要的影响。考虑齿面弹流润滑影响,构建含有齿面摩擦以及时变啮合刚度的斜齿轮传动误差动力学模型,该数学算法与控制科学算法支持矢量机结合预测斜齿轮传动误差。研究表明,该算法可以有效的预测斜齿轮传动误差的变化趋势,预测精度与计算精度吻合度较好,在较少样本的情况下采用支持矢量机可以有效地对机械及齿轮传动做预测,适合工程上齿轮传动误差的定性及定量分析,对工程设计及齿轮传动预测有重要的指导意义。     

斜齿轮传动误差啮合变化规律研究

考虑齿轮制造误差以及安装误差等因素,利用蒙特卡洛方法计算出沿斜齿轮时变接触线上各啮合点的误差,考虑动态负载、啮合误差以及齿面摩擦力等因素构建齿轮副弯—扭—轴耦合动力学计算模型,采用摄动法求出近似解,分析齿轮传动过程中动态传递误差、最大啮合力以及啮合加速度变化规律。研究表明:误差激励是影响高速齿轮动态特性的重要原因,刚度激励是影响重载齿轮动态特性的主要因素。     

考虑弹流效应的斜齿轮振动仿真与试验

考虑啮合齿面间润滑油黏度对斜齿轮传动振动的影响,根据pyбин推断,建立了啮合齿面的接触模型;考虑润滑油的黏压效应及斜齿轮啮合的特殊性,对接触区诱导压力进行等效变换,推导出斜齿轮传动的弹流润滑振动模型;求解模型,得到润滑油黏度在0.02～0.048,Pa.s内输出轴振动加速度的脉动均方根(RMS)值;通过试验得到在同一工况下输出轴振动加速度值,并绘制其RMS值变化曲线.试验曲线和模型仿真计算结果变化趋势吻合,均表明齿轮的振动随润滑油黏度的减小而增强,验证了模型的正确性,对齿轮传动减振降噪分析设计具有一定参考价值.     

考虑齿圈柔性的风电行星轮系动态啮合特性研究

针对集中参数法难以考虑齿圈柔性而有限元法计算量大的问题,以风电行星轮系为研究对象在集中参数/有限元混合法基础上提出一种揭示内啮合齿轮副延长啮合现象的分析方法。首先采用集中参数法建立风电行星轮系的动力学模型,并求解获得动态啮合力;随后,运用有限元法建立行星轮系内啮合齿轮副的有限元模型,并开展静态接触分析从而获得内啮合齿轮副各啮合位置发生多齿啮合时的变形阈值;最后,将集中参数模型获得的动态啮合力施加在内齿圈有限元模型上计算出内齿圈的动态响应,并结合发生多齿啮合时的变形阈值,从而揭示在不同负载和支撑数量下内齿圈上多齿啮合的分布区域,获得接触应力和齿根应力,分析啮合齿对数量改变前后对应力的影响。结果表明：考虑齿轮柔性后,内啮合齿轮副会出现除理论啮合齿对外其他齿对相接触的现象;随着负载扭矩的增大,内齿圈上三齿啮合首先发生在支撑两侧,随后三齿啮合发生区域不断增加;当行星轮与内齿圈间的啮合由理论两齿啮合变为三齿啮合时,其齿面接触应力和齿根应力小于其在相同时刻只计入两齿啮合时的应力值。     

风电齿轮箱行星轮系的齿面摩擦与齿根裂纹耦合效应计算方法

针对风电增速箱故障率偏高的问题,在对风电机组传动系统的振动响应机理进行分析的基础上,提出一种同时考虑齿根裂纹与齿面摩擦2种因素耦合情况下计算风电增速箱行星轮系动态响应的方法。首先分析考虑不同滑动摩擦因素时,含齿根裂纹缺陷的齿轮其啮合刚度的变化情况;随后运用集中参数法建立一种同时考虑平移和扭转2种力学效应相互影响作用的行星轮系动态响应计算模型。使用该模型在考虑齿根裂纹、齿面滑动摩擦2种因素耦合情况下,对行星轮系时变啮合刚度影响作用进行仿真计算。结果表明,齿面间的滑动摩擦力将导致行星齿轮扭转振动响应在低频区域受到抑制、中频区域得到增强,而齿根裂纹会导致系统出现调制效应且该效应会使行星齿轮的扭转振动频谱响应在行星轮与太阳轮间的啮合频率附近出现调制边频带现象。