双曲型法向圆弧齿轮传动的滑动特性分析

双曲型法向圆弧齿轮是圆弧齿形在交错轴齿轮传动中的最新应用。根据双曲型法向圆弧齿轮啮合原理,推导出了基于齿面准线的滑动率公式;通过数值计算,绘制出了滑动率随设计参数和工作位置变化的规律曲线,探讨了双曲型法向圆弧齿轮副的滑动特性。这一研究为双曲型圆弧齿轮传动的参数优化设计和磨损分析等提供了理论依据。     

双曲型法向圆弧齿轮副的点啮合设计与啮合效率

双曲型法向圆弧齿轮是一种将圆弧齿形拓展至交错轴齿轮传动的新型传动技术。在双曲型法向圆弧齿轮传动原理的基础上,提出齿廓的点啮合设计方法,推导啮合齿面的数学模型;在综合考虑摩擦力和摩擦力矩的情况下,进行速度分析和受力分析,推导双曲型法向圆弧齿轮副的啮合效率公式,分析主要设计参数对效率的影响。研究结果可为双曲型法向圆弧齿轮副的优化设计提供理论参考。     

新型齿轮的研究 一、圆弧齿线齿轮传动及其高生产率圆拉切齿

犹如格里生制零度伞齿轮,将圆柱齿轮牙齿亦制成圆弧齿,即构成平行轴传动的圆弧齿线齿轮。照例可用简单的直线形刀刃、端面镶齿的刀盘进行展成加工,而使此种齿轮在中央截面获得正确的渐开线齿廓。显然,此种齿轮传动能保持瞬时速比不变,且无轴向力;并因重合系数提高,一对牙齿是逐渐进入和退出啮合,使得传动平稳;其共轭齿面沿接触线成为一凸一凹密切接触、齿面接触线加长、齿廓诱导法曲率减小,提高了齿面接触强度;此外,圆弧齿线齿轮越远离中央截面齿根越益增厚、且齿根能采用成形法切削,既可避免根切又可     

齿面微观几何形貌对齿轮啮合振动影响的研究

为探讨齿面微观几何形貌对齿轮啮合振动特性的影响,基于真实齿面的统计特性,借助分形几何理论以及Herz公式,建立了基于真实齿面微观几何形貌的法向接触阻尼的近似数学模型。在此基础上,对比磨削加工和电化学光整加工所得齿面微观几何轮廓的分形参数,分析了加工方法对齿面法向接触阻尼特性的影响,并进一步研究了齿面法向接触阻尼对齿轮啮合振动特性的影响。结果表明:齿面微观几何形貌影响齿轮的啮合振动;加工方法影响齿面法向接触阻尼的变化率;与磨削加工相比,电化学光整加工齿面的法向接触阻尼更大,可减小齿轮啮合振动,有助于提高振动的稳定性。     

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮精确三维建模研究

为了进一步研究变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的啮合及传动特点,以变双曲圆弧齿线圆柱齿轮作为研究对象,通过对其成型理论的分析,得到了齿面方程、齿根过渡曲面方程,利用数值仿真软件得到工作齿面和过渡齿面的齿面点云;根据得到的点云文件,结合三维辅助设计软件实现变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的精确建模;进行数字滚检实验方法检查模型的接触区域。将建好的精确模型利用桌面级3D打印机打印出来,验证利用精确模型进行试件加工的可行性。为变双曲圆弧齿线圆柱齿轮后续有限元研究和专用机床设计及理论研究提供了可靠的理论基础。     

双向圆弧齿化的理论研究

本文运用共轭曲面原理对双向圆弧齿轮与其基本齿条之间的共轭运行进行了理论探讨，推导出了啮合函数，瞬时接触线，齿面法矢和相对运动速度等计算公式，建立了齿面的通用方程式，同时在ＡＤ０１１０计算机上绘制出了齿面的形状。     

双向圆弧齿轮的理论研究

本文运用共轭曲面原理对双向圆弧齿轮与其基本齿条之间的共轭运动进行了理论探讨，推导出了啮合函数、瞬时接触线、齿面法矢和相对运动速度等计算公式，建立了齿面的通用方程式，同时在ＡＤ０１１０计算机上绘制出了齿面的形状。     

圆弧齿线圆柱齿轮啮合理论的研究

推导了新型齿轮──圆弧齿线圆柱齿轮的刀具齿面方程，接触线方程，共轭齿面及端面截形的方程，啮合面、啮合线方程，齿轮齿面与同心圆柱面的交线方程。求出了其齿面上的根切界限曲线和啮合界限曲线，并导出了其诱导法曲率的计算公式。     

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮动态接触特性分析

为研究变双曲圆弧齿线圆柱齿轮动态接触特性,利用基于旋转刀盘加工原理得到的齿面方程,运用MATLAB与UG建立精确的齿轮三维模型,运用ANSYS LS-DYNA分析得到该齿轮齿面在啮合过程中的动态接触应力。通过研究不同齿线半径变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的动态接触应力,得到齿线半径对该齿轮动态啮合特性的影响规律。通过研究不同压力角变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的动态接触应力,得到压力角对该齿轮动态啮合特性的影响规律。通过研究不同载荷下该齿轮的动态接触应力,得到载荷对该齿轮动态啮合特性的影响规律。分析结果为变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的设计及工程应用提供参考。     

齿面微观形貌对齿轮运动稳定性的影响

为了研究齿面微观形貌对齿轮运动稳定性的影响,引入分形理论,通过真实齿面的特征数据,实现圆柱直齿轮齿面形貌的模拟;借助W-M函数、M-B分形接触模型和Hertz接触公式,建立考虑齿面凹凸不平的刚度和阻尼数学模型;分析不同加工方法对齿面法向接触刚度和阻尼的影响,运用MATLAB和ADAMS研究齿面法向阻尼对齿轮啮合振动特性影响的规律。结果表明,齿面微观形貌影响齿轮运动平稳性;加工方法影响齿轮的啮合刚度和阻尼;电化学光整加工与磨削和铣削加工相比,法向接触阻尼更大,更有助于减少齿轮振动,提高齿轮运动稳定性。     

双曲型法向圆弧齿轮的设计与运动仿真

双曲型法向圆弧齿轮是一种将圆弧齿形发展到交错轴齿轮传动的新型技术。在传动原理的基础上,从失配共轭思想出发,提出点啮合化双曲型法向圆弧齿轮副的设计方法,推导出生成实际齿廓的准线与母线。以UG软件为平台,构造点啮合化的双曲型法向圆弧齿轮副实体模型,并通过运动仿真来验证传动原理与设计方法的正确性。     

面齿轮磨削温度场分析

基于蜗杆砂轮磨削面齿轮原理和空间曲面理论,推导了面齿轮齿面磨削点处主曲率和主方向计算公式;基于瞬时椭圆接触理论和磨削热理论,建立了面齿轮磨削温度场理论公式;基于ANASY建立面齿轮磨削温度场有限元模型,完成了磨削温度场有限元仿真;设计完成了磨削温度场实验,验证了有限元法的正确性;基于正交试验法,研究了磨削工艺参数对齿面温度分布的影响规律。     

圆弧齿轮跑合分析

从润滑、磨损和接触力学3方面对圆弧齿轮的跑合机理进行探讨,推导了跑合后油膜厚度计算公式,分析了不同齿面的跑合磨损量,确定了齿面法向磨损量的影响因素,最后指出圆弧齿轮的初始接触区对跑合有重要影响。     

蜗杆轨迹齿面法曲率和短程挠率的计算

本文利用微分几何的基本知识,给出了蜗杆轨迹齿面的法曲率和短程挠率的计算方法。并给出了阿基米德蜗杆齿面及圆弧齿蜗杆齿面的法曲率和短程挠率的计算公式。     

点接触圆柱蜗杆传动

本文讨论齿轮滚刀滚切的蜗轮与蜗杆啮合所形成的局部共轭点接触蜗杆传动,导出了两齿面啮合的接触点公式,判别接触点邻域发生曲率干涉的相对法曲率公式,以及接触点处的瞬时传动比公式。最后以单头阿基米德蜗杆传动为例,作了分析和计算。本文认为,在局部共轭的点接触蜗杆传动中,齿轮滚刀滚切蜗轮的方法可简化加工工艺,提高传动的接触强度。     

基于齿面通用模型的不同齿廓内啮合章动锥齿轮建模与接触分析

内啮合章动弧齿锥齿轮齿面数学模型推导过程较为复杂。为了建立不同齿廓章动锥齿轮模型并进行加载接触分析,利用通用法向基本齿廓建立了假想媒介冕齿轮齿面通用数学模型。根据冕齿轮与章动内啮合弧齿锥齿轮的啮合关系,推导得到适于不同齿廓的章动弧齿锥齿轮齿面通用数学模型。再以渐开线与双圆弧为法向基本齿廓,分别建立了渐开线和双圆弧两种齿廓的章动弧齿锥齿轮齿面模型及其三维模型。利用有限元软件分别对高低功率、不同齿廓的章动内啮合弧齿锥齿轮进行了加载接触分析。结果表明,负载大小对渐开线弧齿锥齿轮的加载接触特性影响较大;双圆弧弧齿锥齿轮相对于渐开线弧齿锥齿轮具有承载能力更大、传动更平稳的优点。     

斜航式法向圆弧锥齿轮传动接触区域的仿真研究

将求取斜航式法向圆弧锥齿轮副瞬时啮合点的问题转化为两齿轮之间沿终结运动方向对应点转角的最小值问题,提出了仿真分析方法。以一对斜航式法向圆弧锥齿轮副为例,分析存在轴交角误差时,齿轮副接触区域的变化情况,绘制了齿面接触区域,并进行了齿轮副接触区域的运转试验。运转试验结果与仿真结果基本一致,证明了仿真方法的正确性和可行性。     

圆弧齿轮磨损后非稳定传动分析

和相同尺寸的渐开线齿轮相比，圆弧齿轮的当量曲率半径比渐开线齿轮的当量曲率半径大数十倍，因此．圆弧点啮合齿轮副可大幅度提高共轭齿面的接触强度，具有广阔的发展前途。着重对齿轮磨损后的传动性能进行分析．齿面已不能再用原有理想方程表示，只能对磨损后得到的离散点位置坐标值进行双三次样条插值，模拟出磨损后的齿面方程。对变化的瞬时传动比进行分析。     

人字齿面齿轮传动及其几何啮合特性

基于人字齿轮传动的特点和面齿轮传动的原理,提出了面齿轮人字齿的构建方法,为了使得不同旋向的轮齿均获得局部接触特性,采用了齿向俢形以实现接触路径的偏移;为在最大限度上利用面齿轮人字齿的齿宽,提出了面齿轮无退刀槽人字齿的加工方法,设计了其使用的刀具;阐述了面齿轮人字齿的加工原理,建立了坐标系,并推导了面齿轮人字齿面的数学模型和齿面几何啮合性能仿真模型;最后给出了面齿轮人字齿面的计算结果,并绘制了虚拟样机,并完成了齿面接触分析。结果表明:人字齿面齿轮圆柱齿轮的啮合具有理想的啮合性能,可以满足啮合传动的需要。     

奥利康摆线齿准双曲面齿轮轮齿接触分析及试验验证

通过分析奥利康制摆线齿准双曲面齿轮的齿面展成过程,建立了包括工作齿面以及齿根过渡曲面在内的全齿面模型,并据此生成了轮齿三维模型;针对过去轮齿接触分析(Tooth Contact Analysis,TCA)数学模型中接触椭圆的计算需借助于对两配对齿面主曲率和相对曲率的复杂推导,提出了一种改进的TCA模型,对于接触椭圆的计算只需要知道两配对齿面的方程并且无需齿面二次逼近,因而避免了复杂的齿面曲率计算且能更真实的反映齿面瞬时接触区特性。最后基于此模型,编制了奥利康制摆线齿准双曲面齿轮的全齿面生成以及TCA程序,并通过与克林贝格KIMo S5设计软件以及滚检试验结果的对比分析,验证了此方法的可行性,为后续轮齿承载接触分析和应力分析打下了基础。