弧齿锥齿轮计及误差的轮齿接触分析

本文提出了在考虑制造误差与受载变形的情况下对弧齿锥齿轮进行轮齿接触分析的方法，称之为ＥＴＣＡ（ＥｒｒｏｒＴｏｏｔｈＣｏｎｔａｃｔＡｎａｌｙｓｉｓ）．首先依据弧齿锥齿轮的切齿工艺，建立齿面切齿共轭方程；然后针对齿轮到的实际工作条件，建立计及误差的传动啮合方程；最后通过求解方程，分析了误差对弧齿锥齿轮的齿面接触区和运动曲线的影响，获得了有用的结论，本文方法和结论，为预测弧齿锥齿轮传动的真实接触特性，以及确定最佳的切齿调整参数提供了手段和依据．     

双圆弧弧齿锥齿轮齿面方程的推导

双圆弧弧齿锥齿轮是将点啮合制圆弧齿轮传动形式运用传动形式运用到锥齿轮上的成功例子。本文在对双圆弧弧齿锥齿轮进行啮合分析的基础上，首次推导出双圆弧弧齿轮的齿面方程。     

双自由度半球型锥齿轮设计与接触分析

为了提供合理的一种双自由度半球型锥齿轮传动设计方法,基于双自由度啮合理论对该齿轮副传动进行研究.根据双自由度齿轮传动原理分析,建立冠轮与半球型锥齿轮共轭运动模型,基于双参数包络原理推导该锥形齿轮齿面方程.通过仿真计算获得齿面坐标数据,联合Pro/E软件建立几何模型.采用有限元方法对半球型锥齿轮副进行接触应力分析.研究表明:当相交轴夹角增大时,最大齿根弯曲应力与接触应力随之增大.     

高速内啮合人字齿轮多目标优化修形

为提高高速内啮合人字齿轮的啮合性能,提出一种考虑弹性轴支撑变形的齿面多目标优化设计方法.通过轮齿接触分析和承载接触分析计算齿面接触线离散点载荷以及一个啮合周期的轮齿承载变形.应用基于混合弹流润滑模型的摩擦系数回归方程确定离散点的局部摩擦系数,利用Blok闪温公式求得高速啮合传动的齿面闪温.以承载传动误差幅值最小、齿面闪温最小、齿面载荷分布均匀为优化目标,采用遗传算法确定齿面最佳修形量.实例计算结果表明:在无误差角和有误差角两种情况下,齿面修形后,承载传动误差幅值都大幅下降,啮入区和啮出区齿面闪温都明显降低;由于避免了边缘接触,齿面载荷分布得到了有效改善.提出的优化设计方法结果可靠,是高速齿轮修形设计的有效手段.     

弧齿锥齿轮接触斑点误差分析

本分析了用平顶齿轮原理切制弧齿锥齿轮时，对齿轮啮合质量有着直接影响的齿面接触斑点误差产生的原因，并提出了修正方法，以利于弧齿锥齿轮的设计计算．     

基于非线性规划的差速器轻量化设计

基于洛-卡氏制的弧齿锥齿轮对某机车后桥差速器进行了设计,分别利用理论计算及Kisssoft软件对锥齿轮副进行强度校核,对比发现二者结果基误差在5%以内。以差速器体积最小为优化目标,利用非线性规划对设计方案的弧齿锥齿轮进行了优化设计,得出优化后差速器体积减少6.3%。对锥齿轮副啮合及差速器外壳进行了有限元分析,得出锥齿轮副及外壳应力云图、应变云图、变形云图。对锥齿轮副进行了疲劳分析,得出锥齿轮副安全因子、寿命云图、破坏云图及双轴指示云图,根据有限元分析结果验证了洛-卡氏制弧齿锥齿轮副满足设计要求。     

航空弧齿锥齿轮磨削齿面的主动优化设计

为了实现设计要求的啮合性能,采用数控磨齿方式加工弧齿锥齿轮副。加工小轮时的机床位置设置和小轮与摇台之间的相对运动关系是数控磨齿的关键。为此,借助局部综合法实现齿面参考点处指定啮合性能的磨齿参数的主动设计,并通过优化小轮的各阶变性系数改变小轮与摇台之间的相对运动关系,以保证齿面接触印痕和传动误差曲线均满足设计要求。对某航空弧齿锥齿轮进行了齿面主动优化设计,证明了上述方法是有效的。     

基于可靠度约束的弧齿锥齿轮参数优化

将弧齿锥齿轮的强度应力作为随机变量处理，建立了弧齿锥齿轮传动的优化设计数学模型，并对实例进行了计算，最后将计算结果应用于弧齿锥齿轮传动的设计中，取得了较好的效果。     

虚拟弧齿锥齿轮齿面可控性椭球抛物面误差的叠加新方法

为了研究弧齿锥齿轮测量精度稳定性及不同程序测量误差的问题,提出了一种对虚拟弧齿锥齿轮进行可控误差叠加的方法.分析虚拟弧齿锥齿轮建立时产生的误差,在虚拟工件上叠加可控的椭球抛物面误差,调用OpenGL图形库中的函数将叠加误差后的效果进行直观对比.研究结果表明:对虚拟弧齿锥齿轮进行误差可控的叠加,得到了齿面误差可控的虚拟弧齿锥齿轮.     

弧齿锥齿轮传动仿真分析及修形优化

利用多体动力学理论,建立了弧齿锥齿轮传动模型。在综合考虑箱体加载状态下各零件所引起的系统叠加变形基础上,结合有限元法进行了轮齿接触分析,研究了实际工况下轮齿受力、齿面接触、传递误差、振动幅度等影响啮合质量的主要因素。依据动态齿面接触分析中轮齿应力集中和边缘接触等啮合缺陷,进行了轮齿齿面修形,并且对比了修形前后影响啮合质量的轮齿受力及传递误差等因素,提出了改善轮齿接触和动态特性的修形方案。与传统方法相比,该方法可以有效减少试验费用,缩短开发周期。     

Influence of cutter diameter on meshing performance in spiral bevel gears

Playing a critical role in transmitting movement and power, the meshing performance of spiral bevel gears has a significant effect on products' operational performance. To evaluate the meshing performance, the accurate three-dimensional(3D) spiral bevel gear models are established through the Pro/E and MATLAB softwares, and the finite element analysis(FEA) methods are applied to the theoretical investigation of the influence of cutter diameter on meshing performance in spiral bevel gears. The results obtained show that the cutter diameter has a significant influence on spiral bevel gears' meshing performance, such as the contact area, contact pressure, bending stress, torsional stiffness and transmission error.     

Tooth surface geometry optimization of spiral bevel and hypoid gears generated by duplex helical method with circular profile blade

In order to effectively improve meshing performance of spiral bevel and hypoid gears generated by the duplex helical method, the effects of straight lined and circular cutting edges profile on meshing and contact of spiral bevel and hypoid gears were investigated analytically. Firstly, a mathematical model of spiral bevel and hypoid gears with circular blade profile was established according to the cutting characteristics of the duplex helical method. Based on a hypoid gear drive, the tooth bearings and the functions of transmission errors of four design cases were analyzed respectively by the use of the tooth contact analysis(TCA), and the contact stresses of the four design cases were analyzed and compared using simulation software. Finally, the curvature radius of the circular profile blade was optimized. The results show that the contact stresses are availably reduced, and the areas of edge contact and severe contact stresses can be avoided by selecting appropriate circular blade profile. In addition, the convex and concave sides are separately modified by the use of different curvature radii of inside and outside blades, which can increase the flexibility of the duplex helical method.     

基于MASTA的齿轮变速箱啸叫研究

为了降低变速箱啸叫,以MASTA为平台,建立了变速箱啸叫分析模型,对引起啸叫的主要激励进行了分析。在充分考虑变速箱壳体、轴承、轴及齿轮等零部件柔性变形叠加对齿轮传递误差影响的基础上,对变速箱齿轮重合度、传递误差、齿面接触应力及变速箱振动响应等相关参数进行了数值计算,分析了各参数对变速箱啸叫的影响,并通过对齿轮宏观参数及微观参数进行优化,降低了变速箱啸叫。研究结果表明,通过适当提高齿轮端面重合度,以及进行轮齿修形,可较明显减小变速箱振动响应,为改善变速箱啸叫提供了依据。     

弧齿锥齿轮数控展成加工的位置分析与实践

基于弧齿锥齿轮的数控加工原理,根据产形轮和工件锥齿轮之间的展成运动关系,建立了弧齿锥齿轮齿而的数控展成加工数学模型,完成机床参数的调整,并根据啮合方程式求解出展成大小齿轮时刀具的起始位置和终止位置.基于Pro/E用曲面重建的方法得到三维螺旋齿面,建立了试验用的弧齿锥齿轮的三维实体模型.对所提出的方法应用于实例,表明这种方法的有效性.     

基于加工方法和啮合理论的螺旋锥齿轮精确实体造型

提出了基于加工方法和啮合理论的螺旋锥齿轮精确齿面的实体造型方法。通过分析锥齿轮的加工方法和齿轮啮合理论,建立了螺旋锥齿轮齿面数学模型。根据齿面均匀离散点的输出数据,对齿面进行重构,实现了螺旋锥齿轮的精确实体造型,采用了齿面偏差法对生成实体模型精度进行了评估。研究结果对于螺旋锥齿轮数字化设计和制造具有重要意义。     

增材制造椭圆锥齿轮的齿面与齿距误差分析

为提高椭圆锥齿轮增材制造的加工精度,减少其加工误差,对增材制造加工的椭圆锥齿轮进行误差测量,并分析误差产生的原因．运用齿轮啮合空间传动原理及增材制造的基本原理,建立了椭圆锥齿轮空间啮合坐标系、增材加工坐标系、分层模型、椭圆锥齿轮的理论误差模型和误差检测模型;对椭圆锥齿轮进行前处理分析,并对增材制造过程进行研究,获得该齿轮增材制造的加工方法;采用超景深三维显微系统和三坐标测量机对该齿轮进行检测,分析其表面误差精度与齿距误差．结果表明:利用增材制造法加工的椭圆锥齿轮误差偏大;优化STL模型,减小金属粉末直径,减少激光半径和热效应对加工层的影响,均有助于提高增材制造加工精度．     

汽车后桥主传动锥齿轮滚切修正切齿调整计算方法

运用齿轮啮合原理,以矢量和矩阵为工具,研究了采用滚切修正法加工汽车后桥主传动螺旋锥齿轮的切齿参数调整计算方法,用VC++编制了切齿调整计算程序进行仿真分析,并进行了实例计算.结果表明,采用该计算方法得到的切齿调整参数可以使螺旋锥齿轮副获得良好的接触区形态.     

正交面齿轮齿面方程及三维建模仿真的研究

面齿轮传动是一种圆柱齿轮与圆锥齿轮相啮合的齿轮传动,其传动的原理是渐开线直齿圆柱齿轮和圆锥齿轮相互啮合传动,由于这种特殊的传动关系,因此面齿轮齿面复杂,设计参数多,设计周期长.深入研究了其运动原理,推导了正交面齿轮的齿面方程,同时应用Pro/E 三维软件对其齿面进行建模仿真,提高了面齿轮的设计效率.     

螺旋锥齿轮齿面拓扑误差评定软件包的开发

建立了螺旋锥齿轮的理论齿面模型,从理论上分析了螺旋锥齿轮整体误差的形成原因及其分离方法,把螺旋锥齿轮齿面拓扑误差分解为三种整体形状误差:零阶、一阶和二阶误差.提出了差曲面和最小二乘法相结合的方法,提取了螺旋锥齿轮齿面拓扑误差的特征参数.用VC 6.0和Matlab两种语言相结合,开发了螺旋锥齿轮齿面拓扑误差评定软件包.该软件包可以绘制出大小齿轮的理论齿面和差曲面,利用得到的差曲面可迅速地计算出各阶误差的特征参数值,实现了对齿面拓扑误差的定量评定.