高阶传动误差函数的面齿轮传动设计新方法

为了提高面齿轮传动的动态性能和降低啮合对安装误差的敏感性,提出具有高阶传动误差函数的面齿轮齿面设计方法,描述了齿轮传动反映输出和输入角度关系的四阶传动误差函数的数学模型,考虑刀具齿轮与圆柱齿轮齿数差,推导了面齿轮数控加工过程中具有四阶传动误差函数的齿面方程．利用盘形砂轮对渐开线圆柱齿轮齿向修形,发展圆柱齿轮齿向修形的鼓形齿面．建立面齿轮副轮齿接触分析条件,对具有四阶传动误差函数的面齿轮和齿向鼓形的渐开线圆柱齿轮的啮合进行了计算机仿真和啮合分析．研究结果表明,设计传动误差幅值为10″,在对准安装和轴夹角误差为0．02。的条件下,齿轮副输出的高阶传动误差幅值为0″,其他形位参数与预置的参数完全一致;齿面接触区域对安装误差不敏感,接触迹线始终稳定在齿轮半径的172mm附近。     

小模数齿轮传动重合度分析

本文分析了小模数渐开线齿轮传动的重合度与节圆压力角的关系,给出了增大重合度的设计方法。     

基于抛物线修形的斜齿轮传动啮合特性研究

齿面修形是提高齿轮副啮合性能的重要手段.为了提高啮合传动特性,对斜齿轮采用沿齿廓方向抛物线修形的齿面结构.结果表明,修形的斜齿轮传动啮合特性明显改善,接触路径沿两齿面齿长方向分布,恰当选择修形因数,可有效避免边缘接触;在存在轴夹角误差的条件下,几何传动误差为不连续直线段,因而振动和噪声不可避免;啮合区域对安装误差不敏感,在未对准安装的条件下,啮合印痕向轮齿两端仅有较小的偏移.     

斜齿球形齿轮齿面接触分析

为了提高球形齿轮承载能力和降低啮合质量对安装误差的敏感性,对斜齿球形齿轮齿面进行了修形.用产形齿条方法和啮合理论,推导斜齿球形齿轮齿面数学模型,并用抛物线形齿廓刀具对齿面修形;根据两齿面在啮合接触中连续相切条件,建立了含有安装误差的齿面接触分析(TCA)模型.齿轮副啮合仿真结果表明:凸-凹型斜齿球形齿轮副接触迹线沿着齿...     

高重合度螺旋锥齿轮的设计与仿真

齿轮传动的重合度与传动误差是影响其动态性能和振动噪音的主要因素。本提出了高重合度螺旋锥齿轮的设计思想和设计方法，结合局部综合的切齿参数设计、TCA（Tooth Contact Analysis）技术和LTCA（Loaded Tooth Contact Analysis）技术，构成了迭代设计和仿真软件，获得了重合度接近2.0或3.0的高重合度螺旋锥齿轮传动。计算机数值仿真证明，高重合度螺旋锥齿轮（尤其是重合度接近3.0）传动在很宽的载荷范围内，都具有良好的动态性能。     

斜齿轮传动的齿面闪温计算

本文用三维接触分析方法确定了斜齿轮齿面的载荷分布，进而用线接触弹流理论和Block基本公式分别计算了斜齿轮在工作状态下的齿面闪温分布，计算结果可与ISO标准的闪温准则联系应用，为航空斜齿轮的胶合强度校核提供了一种比较精确的计算方法。     

构造拓扑修形齿面的面齿轮传动主动设计

为了解决基于预设接触迹的面齿轮修形过程中程序实际可用性的问题,探究了沿齿宽方向修形方式相比于传统的法向修形除了具有编程可行性、运行效率高之外,是否会影响面齿轮接触区的分布情况.建立了面齿轮齿面方程;使用MATLAB分别编写了沿齿宽方向和法向进行修形的面齿轮修形齿面坐标生成程序,实现了修形后面齿轮的可视化,并用CATIA进行了三维建模;最后应用ABAQUS进行了2种修形方式的齿面接触分析,得到了面齿轮与小齿轮的分析仿真结果.由结果可知,齿宽方向修形方式可以得到更宽的接触区范围,但法向修形的接触区整体分布更靠近齿根,更符合面齿轮的力学特性,因此,在面齿轮强度足够的情况下,可以采用齿宽方向修形的方式替代法向修形的方式,这样会有利于后续进一步编写研究传动误差的程序.

     

考虑多齿廓偏差的大重合度齿轮动态特性研究

齿廓偏差是引起传动系统产生振动和噪声的主要因素之一,为了有效探究齿廓偏差对大重合度齿轮动态特性的影响,本文在充分考虑参与啮合轮齿齿廓偏差特点的基础上开展了大重合度齿轮动态特性研究。通过分析大重合度齿轮的啮合特点,构建了考虑不同轮齿啮合状态的大重合度齿轮多齿动力学模型。在考虑齿廓偏差构成特征的基础上,利用齿面接触分析(TCA)方法对产生的啮合误差进行了求解,并将其求解结果引入到大重合度齿轮多齿动力学模型,形成了考虑多齿廓偏差的大重合度齿轮动力学特性分析方法。在充分考虑每对轮齿齿廓偏差的基础上,分析了不同因素对大重合度齿轮动力学特性的影响。结果表明,本文的研究方法能够充分考虑到参与啮合轮齿不同齿廓偏差带来的影响,为进一步提高大重合度齿轮动态特性分析的有效性提供了参考。     

齿轮最大重合度的极限证明

根据极限理论给出了齿轮最大重合度的一个严谨证明,是对有关资料中该概念推导的完善与补充。     

面齿轮啮合过程中齿面温度仿真

齿面温度及其变化是计算轮齿变形和判断齿轮是否胶合的主要依据。根据面齿轮传动以及传热学的基本原理,通过对面齿轮啮合接触区进行分析,运用表面温度法,介绍了面齿轮点接触区润滑数学模型、油膜厚度方程和油膜能量方程,建立了面齿轮传动的齿面瞬时接触温度的计算方程。研究了啮合齿面间的接触应力、齿面相对滑动速度以及齿面间的摩擦系数等相关参数的计算。对面齿轮传动的啮合过程中不同啮合位置时,齿面温升进行有限元分析,研究面齿轮齿面温度的分布规律,为面齿轮的设计提供有效的理论依据。     

点接触蜗杆传动的齿面接触分析方法

蜗杆传动副接触区的予控是提高蜗杆传动副传动质量的重要手段。本文提出用已知齿面接触点邻域内的曲面三阶表示来求解新的接触点,进而分析接触区二阶参数的方法,可对点接触蜗杆传动副的接触情况进行精确分析,从而实现对蜗杆传动副接触区的予控。本文的方法还可用来分析优化齿面的曲率修正参数,以及误差作用下的齿面接触情况。     

基于有限元法的斜齿轮齿条啮合接触分析

通过Solidworks软件建立了斜齿轮齿条模型.采用有限元法和Solidworks Simu-lation有限元软件计算最恶啮合接触区域以及齿轮齿条啮合时齿根上最大的弯曲应力和接触区域上的接触应力.通过理论经验计算应力公式与有限元法计算的应力值相比较,以验证通过最恶啮合接触区域计算接触应力的可行性.     

活齿端面谐波齿轮的传动原理与传动比

首次提出了一种活齿端面谐波齿轮传动装置 ,介绍了这种新型谐波齿轮传动装置的传动原理和传动比的计算方法。活齿端面谐波齿轮传动综合利用了现有的谐波齿轮传动和活齿传动的优点 ,能够克服现有的谐波齿轮传动中柔轮的变形与其承载能力之间的矛盾 ,并能增加同时啮合的齿数 ,加大齿轮的模数 ,从而可以在保留现有谐波齿轮传动所有优点的基础上 ,使其所传递的功率增加数十倍 ,因此具有广泛的应用前景。     

面齿轮传动齿面几何特征与接触应力关系

研究了点接触面齿轮传动的齿面主曲率与主方向以及面齿轮传动中诱导法曲率的2个主值,探讨了影响齿面曲率及齿面诱导法曲率的因素,仿真分析了齿面的接触应力分布以及主要的几何参数对接触应力的影响。研究结果表明：齿面几何特征对齿轮传动的性能有重要影响,为了降低齿面的接触应力,在面齿轮的传动应用中,应尽量采用较多的齿数、较大的模数、较大的压力角和较小的齿数差。     

失配点啮合齿面的安装误差敏感特性

研究了失配点接触齿面在安装误差作用下的啮合特性，导出了误差向量与名义计算点微分标形的关系以及安装误差对齿面接触特性的影响系数．证明了失配点啮合齿面的误差补偿特性．文中提出的误差分析理论可用来优化公差组合，在不提高加工精度的前提下大大改善齿轮副的啮合质量．     

圆柱齿轮传动的三维接触分析

本文用三维有限元、柔度矩阵及数学规划方法对直齿和斜齿齿轮的齿面接触状况进行了三维分析。分析时计及了轮齿变形，轴和轴承的变形，以及被计算齿轮同一轴上其它同时工作齿轮的影响，通过分析计算获得了载荷在同时啮合各齿对之间的分配，载荷在轮齿接触线上的分布，以及载荷作用下齿轮副的传动误差，为齿轮系统的动、 静强度设计提供了精确而可靠的理论依据。     

滚柱活齿传动的啮合理论及齿廓接触区数值仿真

对新的传动形式──滚柱活齿传动进行了理论研究．首次建立了滚柱活齿中心运动轨迹方程和中心轮齿廓方程;采用ＭＡＴＬＡＮ语言编程仿真出相应曲线;求出了中心轮齿廓曲线的曲率方程并生成曲率Ｋ与活齿架转角θ之间的关系曲线;采用数值方法实现了啮合齿廓的接触区可视化,直现地证明了滚柱活齿传动是线接触．     

斜齿轮高阶传动误差设计与分析

为了改善斜齿轮副啮合传动性能,提出了应用四阶传动误差函数曲线,采用数控加工展成斜齿轮.利用抛物线齿廓的产形齿条与圆柱齿轮啮合推导小轮齿面方程.采用假想小轮的方法推导了四阶齿线修形大轮齿面数学模型.根据两齿面在啮合中连续相切条件,建立了含有误差的轮齿接触分析模型(TCA).仿真结果表明:该设计降低了接触印痕对安装误差的敏感性,相邻两个啮合周期的啮合转换点处,传动误差曲线的切线夹角接近180°,降低振动及冲击.