斜齿齿轮泵卸荷槽与齿斜角的计算

一困油容积的计算齿轮泵按齿形分类,可分为直齿齿轮泵,斜齿齿轮泵,人字齿齿轮泵及特殊齿形齿轮泵等。同直齿齿轮泵相比,由于斜齿齿轮泵输出流量均匀,压力波动小,因此在许多液压设备中也有不少应用。象直齿齿轮泵一样,斜齿齿轮泵的重叠系数ε通常大于1(ε>1),因此在其相啮合的两齿之间所封闭的容积部分,会产生困油现象(图1)。在啮合过程中,该容积首先逐渐减小(受压缩),而后又逐渐增大(膨胀)。困油容积的压缩量ΔV_1和膨胀量ΔV_2分别按下式计算:     

三惰轮内啮合齿轮泵结构特性分析

在简介了现有内啮合齿轮泵的结构特点与发展方向的基础上,指出改善与优化内啮合齿轮泵结构的必要性。为此,提出了一种新的齿轮泵结构,即新型双联三惰轮内啮合齿轮电机泵。在双联三惰轮内啮合齿轮泵的基础上对其进行内齿圈、密封块的液压力等的分析,得出了内齿圈和密封块所受的径向液压力合力为零,即径向液压力平衡,这有助于提高该泵的运动平稳性和齿轮泵的轴承寿命。采用有限元方法对啮合齿轮的力学特性进行分析,结果表明:在液压力为12.5MPa的理想情况下,内齿圈承受液压力的最大应力为68.8 MPa,最大变形为0.008 mm,承受啮合力的最大应力为131.1MPa,最大变形为0.02 mm。对双联三惰轮内啮合齿轮泵的齿数、模数、压力角等结构参数的设计提供参考。     

典型故障对直齿轮啮合刚度的影响

以外啮合圆柱直齿轮为研究对象,采用有限元法计算典型故障齿的啮合刚度,分析故障齿齿面应力分布特征以及主动轮的齿向载荷分配,研究含齿根裂纹、齿面断裂、齿面点蚀故障的齿轮副对啮合刚度的影响以及载荷变化引起的裂纹故障齿的啮合刚度的变化。分析结果表明:贯通裂纹齿啮合刚度相比斜裂纹齿啮合刚度变化明显,单齿啮合刚度变化更为突出;载荷较小时裂纹故障齿啮合刚度随载荷增大而增大,载荷超过一定值后啮合刚度趋于定值;齿面断裂面的大小严重影响齿轮啮合刚度。     

裂纹工况下斜齿轮系统啮合刚度计算模型研究

当斜齿轮副产生裂纹时,会影响齿轮副的啮合刚度。为了获得更准确的裂纹斜齿轮副的啮合刚度,提出一种改进的裂纹斜齿轮啮合刚度计算模型,综合考虑轮齿刚度、齿轮基础刚度在横向和轴向的影响,研究了齿顶扩展裂纹和端面扩展裂纹两种典型裂纹工况下的齿轮系统啮合刚度,并将啮合刚度解析计算结果与有限元模拟结果进行了对比。结果表明：啮合刚度的降低程度主要与裂纹区域有关,裂纹区域越大,啮合刚度降低越大;在裂缝长度和深度相同的情况下,端面扩展裂纹对啮合刚度的影响比顶部扩展裂纹更显著。仿真结果与计算结果吻合较好,验证了所提方法的准确性和有效性。     

大侧隙外啮合齿轮泵主动轮受液压径向力研究

在目前研发的一种高度集成化的机电液新产品中,拟采用外啮合齿轮泵,其对外啮合齿轮泵提出了更高的设计要求,需要对外啮合齿轮泵进行深入的研究。针对大侧隙外啮合齿轮泵的主动轮所受液压径向力进行研究,将主动轮分为4个区域,对每个区域的液压径向力进行了深入的理论分析,并用Matlab计算出理论值,再用CFD软件PumpLinx进行流场仿真并进行比较,为齿轮泵进一步的优化设计提供依据。     

齿面单坑缺陷下齿轮磨损演变与映射机制研究

齿面凹坑是常见的齿轮缺陷之一,在轮船、矿业机械、风电齿轮等大型重载齿轮传动机构中,齿轮更换拆卸极为不便,为避免齿轮发生严重失效造成的重大损失,需要准确判断齿轮的磨损特征和预测故障出现的时间和位置,探究齿面坑状缺陷对齿轮磨损进程的影响尤为必要。以齿面单坑缺陷齿轮的啮合历程为研究对象,采用控制变量的方法进行齿轮磨损特征对比。通过搭建的力系闭式齿轮试验台进行重载试验,利用铁谱分析技术和油样分析技术对磨损粒子作定量、定性分析,结合有限元分析和和齿面磨痕扫描电镜图片探究单坑缺陷下斜齿轮磨损演变与齿轮啮合状态的映射机制。研究结果表明：凹坑打在承载区,斜齿轮沿接触线方向的应力分布不均匀,凹坑周边区域存在应力集中现象;坑状缺陷改变了齿轮的啮合状态,缺陷轮齿齿根应力值明显大于正常轮齿,使得坑状缺陷的轮齿齿面抗磨损能力提高,但轮齿刚度降低,尤其进入剧烈磨损的后期,磨粒数量快速上升,并伴随齿面严重的剥落和塑性变形,加速轮齿疲劳断裂。     

半轴校直的新工艺研究

半轴用来将差速器半轴齿轮输出的动力传给驱动轮或轮边减速器,是汽车传动系统的一个重要组成部分。半轴内端以花键连接着半轴齿轮．半轴齿轮在工作时只将扭矩传给半轴．几个行星齿轮对半轴齿轮施加的径向力是互相平衡的,因而并不传给半轴内端。主减速器从动齿轮所受径向力则由差速器壳的两轴承直接传给主减速器壳．半轴内端只受扭矩而不受弯曲力矩。半轴是汽车的轴类零件中承受扭矩最大的零件,为了满足半轴的强度要求．多年来,世界各国除了用各种各样的计算方法外,还在材料选择、毛坯成形、机械加工和热处理等方面进行着不懈的努力。     

基于齿廓曲线的外啮合齿轮泵排量计算

渐开线外啮合齿轮泵以结构简单、造价低廉等优点而在矿山、工程等领域应用广泛,但目前关于精准计算其瞬时流量、排量的文献较少。为此,基于齿轮啮合机制、轮齿齿廓性质以及转角和啮合点的关系,建立齿轮泵瞬时输出流量的数学及仿真模型。针对齿轮泵重合度、齿轮变位、卸荷槽、侧隙等影响因素对模型进行论证,进而提出一种精准计算渐开线外啮合齿轮泵排量的方法,并采用Simulink仿真软件对不同类型外啮合齿轮泵的瞬时流量进行仿真模拟。同时利用3种不同型号齿轮泵验证排量公式,其最大误差在5%以内。验证计算模型有效性后,基于MATLAB设计了齿轮泵计算辅助平台,实现了外啮合齿轮泵瞬时流量、排量性能可视化,以简化计算流程,适应工程化应用。     

面向制造的圆弧齿线圆柱齿轮啮合接触冲击力研究

啮合接触冲击对圆弧齿线圆柱齿轮的传动性能有着较大的影响。文中分析了圆弧齿线圆柱齿轮的加工方法,给出了面向制造的圆弧齿线圆柱齿轮齿面方程,建立了齿轮精确三维数字模型。运用ANSYS/LS DYNA软件分析不同冲击位置(齿顶、分度圆、齿根附近发生啮合接触冲击)和冲击速度对齿轮径向、切向、轴向啮合冲击力的影响规律。结果表明:冲击速度和冲击位置对径向、切向冲击力有较大的影响,但对轴向冲击力基本无影响。研究结果为圆弧齿线圆柱齿轮将来的设计及工程应用提供了理论依据。     

剃齿加工中径向剃齿刀齿面拓扑修形量计算及分析

剃齿加工中存在的主要问题是加工齿轮时被剃齿轮齿形在节圆附近会出现中凹现象,即产生齿形畸变。为分析剃齿过程中剃齿刀与被剃齿轮的几何关系,以便能表述剃齿刀的全齿面齿廓,通过标准渐开线齿面与法向修形曲面叠加的方式来表示剃齿刀的修形齿面,提出了径向剃齿刀拓扑齿面齿形的计算方法。首先,根据齿轮啮合原理设计并计算出径向剃齿刀的修形齿面方程;再次,通过反算法向修形曲面,计算出加工修形圆柱齿轮的径向剃齿刀齿面修形量;最后,通过算例对比分析剃齿刀齿数及安装轴交角、中心距误差对剃齿齿面修形量的影响,为设计制造同类径向剃齿刀提供了一定的理论依据。     

外啮合异齿数斜齿轮泵流量脉动和流量特性的研究

利用能量守恒定律和齿轮的工作特性,得到了不同齿轮斜齿轮泵的瞬时流量和流量非均匀系数的计算公式;通过计算和分析不同齿数和不同螺旋角的齿轮泵(螺旋角为0°即为直齿轮泵)的瞬时排量和流量脉动特性可以看出:假如主动轮具有相同的齿数、模数、压力角,则直齿轮泵的流量不均匀系数比较小;对于具有不同齿数的斜齿轮泵,流量非均匀系数随着螺旋角的增加而增加,并随齿轮齿数的增加而减小;并且当主动轮齿数不变的时候,流量不均匀系数随着从动轮齿数的减小和螺旋角增加而急剧增加,但是与齿轮的模数无关。     

滚齿机分度挂轮引起齿向误差的实验研究

通过对滚切直齿、斜齿圆柱齿轮时，分度挂轮传动比不精确调整造成的齿向误差的理论分析和实验研究，推导出了齿向误差的计算公式，找出了影响齿向误差大小的因素。研究结果对提高齿轮加工精度有一定的指导作用。     

考虑冲击与齿根应力的齿轮接触稳定性分析

为研究齿轮冲击、运行工况等因素对齿根应力及齿轮接触稳定性的影响,阐明各因素间关联关系,应用能量守恒定理计算了变工况下齿轮啮合冲击力,并用修正后的齿根应力计算法对不同转矩下齿根应力进行计算。并以一对机匣齿轮为例,应用有限元法建立真实工况下齿轮动态啮合模型,计算齿轮动态接触力,与理论值进行对比,验证其合理性。随后分别分析不同工况对齿轮啮合冲击力、齿根应力与接触稳定性的影响,最后综合分析了转速、转矩、啮合冲击力、齿根应力之间关联关系,阐明了齿轮接触稳定性随工况变化的规律,为齿轮系统最佳工况选取及接触稳定性优化提供参考。分析结果表明：转矩变化会引起接触力、齿根应力与啮合冲击共同变化,其对接触稳定性的影响大于转速。     

线形初始缺陷下斜齿轮磨损特征演变研究

为揭示用于风电、水利轮船等大型齿轮在存在初始缺陷下的摩擦磨损特征,避免早期灾难性故障的发生,对线形初始缺陷下斜齿轮磨损特征与演变过程进行实验研究.采用控制变量法,通过电火花线切割的方式沿齿宽方向加工出线形初始缺陷.为加速实验进程,实验齿轮的齿宽为标准齿轮的1/3.实验过程中采用功率闭流式加载方式施加高扭矩恒定载荷,使用...     

曲线圆柱齿轮专用铣削加工装置设计

曲线圆柱齿轮是一种特种传动装置,其具有重合度大、无轴向力、易加工等特性,论文分析了其展成原理以及其常用的加工方法,并对单面加工和双面加工法两类加工方法进行了对比说明.对利用格里森刀盘加工曲线圆柱齿轮时的几何参数进行探讨.在分析铣削加工曲线圆柱齿轮范成运动的基础上提出了曲线圆柱齿轮专用铣削加工机床的总体设计方案与布局,并对范成加工曲线圆柱齿轮过程中各基本运动的具体实现作了详细的设计.所设计的机床能够实现加工曲线圆柱齿轮所需要的基本运动,具有较好的工程应用价值.     

直线共轭内啮合齿轮泵齿形的结构分析

以直线共轭内啮合齿轮泵的齿轮副为研究对象,通过对外齿轮的设计,并利用齿轮啮合基本定律及共轭齿廓的设计方法推导出内、外齿轮啮合线数学模型及内齿轮的齿形线数学模型,同时针对外齿轮的设计结构确定了外齿轮齿顶圆极限半径、齿形半角的可行范围,为直线共轭内啮合齿轮泵的设计提供理论依据。     

活齿泵的试验研究

活齿泵融合了活齿传动理论和内啮合齿轮泵原理，并具有活齿传动结构紧凑、多齿啮合、传动平稳的特点，能够满足液压泵的各种要求。并通过试验验证了活齿泵流量均匀性好的优点。     

基于目标传动比的非圆齿轮数字化设计与实现

提出一种基于目标传动比函数进行非圆齿轮数字化设计的方法。利用微分几何方法推算主动轮与从动轮节曲线上的离散点集,通过三次样条插值拟合得到节曲线的轮廓;根据范成加工原理获取刀具的包络图,提取齿廓曲线后赋予一定的齿宽得到非圆齿轮的三维模型;将主动轮与从动轮模型装配后进行运动仿真;在传动过程中进行动态干涉检查,并比较从动轮角速度响应曲线的理论值与仿真值,验证模型的正确性。结果表明：利用所提方法进行非圆齿轮的设计是可行的,能够促进后续分析、制造等工作的开展。     

椭圆齿轮泵流量特性及脉动平抑

针对椭圆齿轮泵大排量大脉动的流量特点,提出基于变速驱动的脉动平抑方法。在分析椭圆齿轮泵流量脉动规律的基础上,给出非圆齿轮变速器驱动椭圆齿轮泵的方案原理及相应的瞬时流量公式,讨论了椭圆齿轮转子的偏心率、阶数对平抑效果的影响。最后通过与其他平抑方式对比,证明了非圆齿轮驱动的椭圆齿轮泵不仅结构简单,而且脉动平抑效果更加优良。