准双曲面齿轮参数化计算程序研究

准双曲面齿轮副设计计算过程非常复杂,为简化设计计算过程,基于三维造型软件Pro/Engineer wildfire5.0二次开发接口Pro/Toolkit开发了格里森制准双曲面齿轮副几何参数计算程序,该程序能辅助准双曲面齿轮副三维参数化建模,提高准双曲面齿轮副设计效率。     

高齿准双曲面齿轮的研究

研究基于局部综合法的高齿准双曲面齿轮ＨＦＴ法切齿参数的设计,给出用ＨＦＴ法加工准双曲面齿轮副的齿面接触分析方法,并在此基础上,比较了普通齿和高齿２种准双曲面齿轮副的传动误差曲线和啮合区。结果表明,高齿准双曲面齿轮副具有较好的啮合性能。     

小交错角面铣准双曲面齿轮副的几何设计与啮合特性

提出一种针对小交错角面铣准双曲面齿轮的几何设计方法,推导了基于单叶双曲面副瞬时轴线的空间节圆锥副设计参数几何关系,提出了考虑齿根平滑过渡的小交错角准双曲面齿轮副啮合特性控制方法。建立了齿轮副啮合模型与有限元分析模型,研究了不同外载荷对齿面啮合特性的影响。小交错角齿轮传动原理样机验证了准双曲面齿轮可在小交错角极端几何尺度下平稳工作。     

高齿准双曲面齿轮的轮齿加载接触分析

给出了准双曲面齿轮齿加载接触分析的数学模型和加载接触分析的求解方法，计算了高齿准双曲面齿轮和普通齿准双曲面齿轮副的加载接触过程，对比了两种齿轮在不同工况和安装误差条件下的齿面印痕、齿面载荷分布、齿间载荷分配和承载传动误差，证明了高齿准双曲面齿轮副齿面载载体分布、齿间载荷分配和承载传动误差，证明了高齿准双曲面齿轮副齿面载荷分布和齿间载荷的分配合理，接触印痕受安装误差的影响较小，具有较高的强度和较好的动态特性。     

准双曲面齿轮仿制

从准双曲面齿轮制造的基础理论出发,探讨了仿制格利森准双曲面齿轮的主要技术环节,就机床的调整计算,专用刀盘的设计与制造总结了单件加工准双曲面齿轮的加工经验,对准双曲面齿轮的推广应用有一定的借鉴作用。     

锥齿轮及准双曲面齿轮的测绘、设计、强度校和安装调整

锥齿轮及准双曲面齿轮的测绘和齿形参数的确定是从事锥齿轮设计工作中不可缺少的环节，而强度校核是评价设计正确与否的重要标志之一，安装调整则是保证产品平衡啮合并有高的使用寿命的重要手段，下文是笔者工作中的总结，阐述了锥齿轮及准双曲面齿轮主要参数的测绘和设计时各参数的选择方法，以及强度校核和安装调整的方法。     

一种间接评定准双曲面齿轮副啮合运动平稳性的方法

本文提出一种通过检测对滚检查机从动芯轴振动信号的方法来间接评定准双曲面齿轮副啮合运转的平稳性。其特点是在不对检查机原有结构进行任何改变的情况下,便能实现齿轮副间啮合运转平稳性的定量化对比,并可进一步通过频域分析诊断齿轮副的质量缺陷根源。实验结果表明,该方法简便易行,可在生产部门大力推广以提高准双曲面齿轮的产品质量。     

准双曲面齿轮几何设计研究

介绍了准双曲面齿轮几何设计的基本原理。通过准双曲面齿轮副的节锥几何关系,建立了包含7个节锥参数并由4个方程构成的节锥参数基本方程组。在这组方程的基础上,提出了一种几何设计的新方法,以大轮的节锥角和节圆半径以及小轮的螺旋角这三个参数为自由变量,以准双曲面齿轮副的偏置角为中间变量,用数值求解方法能够非常方便可靠地确定节锥的参数。最后,给出了一个计算实例说明这种方法。     

等高齿高减速比准双曲面齿轮的设计

高减速比准双曲面齿轮设计的关键在于大、小轮节锥参数的确定和几何参数的计算。对Gleason齿制等高齿高减速比准双曲面齿轮的设计方法进行了研究,确定了大、小轮节锥的空间几何关系,给出了螺旋角、偏置距、齿面宽和齿顶高系数的几何限制条件,建立了轮齿几何参数的计算方法。以一对小轮齿数为1、大轮齿数为120的高减速比准双曲面齿轮副作为算例计算了其几何参数,并通过实际加工实验验证了等高齿高减速比准双曲面齿轮设计方法的正确性。     

准双曲面齿轮的修正节锥设计方法及切齿试验

为了提高准双曲面齿轮的强度和耐磨性,提高准双曲面齿轮的使用寿命,提出准双曲面齿轮的修正节锥设计方法。在不改变大轮外径和中点工作齿高的的情况下,令大轮的齿顶高系数fa≤ ,从而可以导出新的节锥参数,此时新的节锥与面锥重合或在准双曲面齿轮实体之外。利用齿面接触分析(TCA)、齿面承载接触分析(LTCA)和有限元法(FEM),分析齿轮副的啮合性态、齿面接触应力、齿根最大拉伸应力和齿根最大压缩应力。计算机模拟显示,采用修正节锥设计方法设计的准双曲面齿轮的齿面接触应力、齿根最大拉伸应力和齿根最大压缩应力显著减少,采用修正节锥设计方法设计的准双曲面齿轮在加工过程中可用一般的刀具,不需要特殊的工具。     

准双曲面齿轮的计算机辅助设计

本文论述了准双曲面齿轮传动及其它类型锥齿轮传动的特点，分析了准双曲面齿轮手工设计计算时的主要问题，提出了如何利用数值分析方法和优化方法进行计算机辅助设计。本文介绍的方法已在本溪市汽车配件厂研制产品２０１５型农用汽车后桥设计中得到应用。     

准双曲面螺旋锥齿轮三维建模

根据准双曲面齿轮副实际加工方法,以齿轮啮合原理和微分几何为基础,通过加工机床各部件间运动关系建立各部件间的运动坐标系,由其次坐标变换仿真刀具运动轨迹分别推导两齿轮齿面方程,得到准双曲面螺旋锥齿轮副的数学模型解析式。由实际加工需求确定机床与刀具的各项参数,利用数值计算功能软件分别求解大小齿轮齿面方程并采集齿面网格离散坐标点并将其数据文件导入三维建模软件,根据曲面造型功能得到准双曲面齿轮副两齿轮的三维模型。     

用计算机模拟法对渗碳的准双曲面主动锥齿轮淬火变形的关键因素的评定

为使淬火变形和偏差减至最小．渗碳和淬火工艺必须最佳化。这当中已包括零部件用于淬火的挂装设计。作者以准双曲面主动齿轮为例，用数字模拟方法对一些影响渗碳淬火变形的因素进行了研究和试验。试验结果与模拟方法获得的结果是一致的。重点是对齿轮表面温度分布的研讨，作者根据齿形的变化和螺旋线偏差研究了淬火变形特性。在试验中，以各种状态的处理温度奥氏体化后，在100℃的油中淬火时均出现变形。作者用准双曲面齿轮通过模拟渗碳油淬过程来预测变形。结果表明，在齿顶、齿中部和齿根边缘的冷却率间差异很大，而这些又很大程度上影响着齿形和螺旋线偏差的变化。作者发现在淬火期闻，降低齿轮表面的温差．对于降低准双曲面齿轮的淬火变形是极为重要的。     

安装误差对准双曲面齿轮啮合性能的影响

安装误差是影响齿轮啮合性能的关键因素,接触印痕和传动误差比较完整地表达了齿轮副在空载或轻载下的啮合性能。针对接触印痕和传动误差,研究了安装误差对准双曲面齿轮啮合性能的影响,该方法突破了传统靠实践经验来调整齿轮副现场安装的局限性。根据格里森HFT(hypoid formate tilt)准双曲面齿轮的加工原理和加工方法,建立了切齿加工数学模型,推导了理论齿面方程。以一对准双曲面齿轮为例,在考虑安装误差的情况下进行了轮齿接触分析(tooth contact analysis,TCA),研究了安装误差对啮合性能的影响。结果表明:准双曲面齿轮对安装误差敏感性较低。     

少齿数大速比准双曲面齿轮的三维仿真与试验

给出了少齿数大速比准双曲面齿轮几何设计的限制条件,据此设计了一对4∶41大速比的准双曲面齿轮。利用成形法大轮包络展成小轮齿面的原理,建立了大小轮的加工坐标系,推导出了大轮、小轮的齿面方程。利用MATLAB和UG软件对所设计的4∶41齿数比准双曲面齿轮齿轮进行了三维仿真。最后进行了切齿实验,验证了所提出的少齿数大速比准双曲面齿轮的可行性。     

准双曲面齿轮的齿面优化设计

基于局部综合法的准双曲面齿轮加工参数设计方法,经过近几年来的改进和发展,已经显示出其可预控性以及计算简洁等优点。本文对刀倾法加工准双曲面齿轮过程中可选加工参数以及预控参数进行优化,有效地消除准双曲面齿轮的三阶接触缺陷,实现准双曲面齿轮的质量控制。     

准双曲面齿轮系统振动的理论分析与试验研究

利用振动理论、动力分析有限元法,对准双曲面齿轮系统在动态激励下的动态响应进行了分析和预估.搭建了准双曲面齿轮传动系统的实验平台,测量了准双曲面齿轮箱轴承座的横向、纵向和轴向振动响应和箱体表面振动加速度响应.研究了准双曲面齿轮系统的完全耦合振动问题,为准双曲面齿轮系统的动态设计提供理论基础.     

提高重型汽车起重机准双曲面齿轮承载能力的方法

根据弧齿锥齿轮及准双曲面齿轮设计、制造、接触分析及加载接触分析的原理,应用螺旋锥齿轮计算机辅助工程软件,在不改变基本参数的条件下,研究分析提高重型汽车起重机准双曲面齿轮承载能力的方法。     

准双曲面齿轮振动噪声试验与预估分析研究

为研究准双曲面齿轮传动机构的啮合振动、辐射噪声与传动误差的关系,建立三者之间的数据同步检测模型;并利用Y9550型锥齿轮滚动检验机搭建了综合试验平台。通过对一副准双曲面齿轮的振动与噪声信号的采集数据对比,分析振动与噪声的时域特征,并进一步分析振动与噪声谱中的频域相关特性。在Kato公式的基础上引伸出准双曲面齿轮的定量分析式,并借助传动误差的检测结果,对多次采集的数据进行以振动代替噪声的预估计算,试验结果表明:准双曲面齿轮的啮合振动能够较准确地反映出传动噪声的状态,并能够反馈到齿轮设计层面上,从而达到降低齿轮振动与噪声的目的,提高传动系统的稳定性。     

纵向变位HRH齿轮等高成形法制式设计

研究了准双曲面齿轮的节锥和轮齿收缩的形成与演变规律,分析了刀盘半径、齿根角、节锥等参数之间的耦合关系。根据节点纵向变位原理,提出了等高成形法高减比准双曲面(High reduction hypoid, HRH)齿轮的制式设计方法;通过纵向变位系数和刀盘半径的恰当匹配,确定了适合等高成形法HRH齿轮的节锥角、齿根角的几何可行域,其中等径刀盘设计为工程应用提供了便利。给出了3种HRH齿轮等高成形法的几何制式设计样例,完成了3∶60、1∶60两种HRH齿轮加工、滚检与动态性能试验,试验所设计HRH齿轮齿形与啮合关系正确,接触性能良好。证明了所提出的纵向变位HRH齿轮等高成形法设计方法的可行性。