真实齿面瞬时啮合点求解算法的研究——相切法

在研究并开发了真实齿面瞬时啮合点的求解算法——零间隙法的基础上,基于齿轮啮合理论台面接触的几何条件,进一步提出了真实齿面瞬时啮合点的求解算法——相切法.在进行真实齿面瞬时啮合点求解中,两种方法各具特点,交叉使用可实现其优势互补,可更加有效地实现真实齿面瞬时啮合点的计算求解.     

真实齿面的描述和相啮合齿面各点间隙的计算

本文提出一种在轮齿两侧面生成对应网络的新方法,利用网络曲线和齿厚的变化描述齿面形状。在齿面上活动标架里,计算出齿轮处于不同啮合位置时,相啮合齿面各点的间隙,可以校核在接触点之外,两齿面是否相交干涉。由于以齿面网络结点坐标的数组描述齿面,这种方法可用来研究有误差或产生变形的真实齿面的形状,进行齿面接触分析。     

真实齿面啮合分析

对有误差和热处理变形的真实齿面啮合理论进行了系统的研究,提出了一套适合于各种齿轮类型真实齿面啮合分析的理论及方法,通过试验得到了验证。本系统对齿轮的精度评估,加工误差、热处理变形及测量所用标准齿轮的误差补偿,都有较大的实用价值。     

弧齿锥齿轮齿面啮合点的搜索策略研究

研究了弧齿锥齿轮啮合点的数值求解方法。以计算结果、精度和速度为指标 ,比较了几种齿面啮合点搜索方法的优劣 ,得到一种综合搜索方法。数值计算结果表明 ,这种方法是十分有效的     

真实齿面啮合理论模拟齿面误差的分析方法

本文提出了一种真实齿面啮合理论模拟理论齿面的误差分析方法.通过数值求解得到的齿面上拓扑离散数据点的数据为依据,构造出齿面的数学模型.采用相切算法求啮合点.得到齿面上接触迹线上啮合点计算值,其向径模误差的变化规律与传动比的误差变化规律相同.得到了从不同角度分析结果的完整统一,严格验证了理论模型和计算结果的正确性.     

点啮合失配齿面传动性能及接触区形状的预控

本文首次将弹性力学的接触问题与啮合原理紧密地结合，提出考虑齿面弹性接触变形的点共轭齿面失配传动性能预控方法。     

基于数值齿面的弧齿锥齿轮啮合间隙的研究

以弧齿锥齿轮的齿面网格点为基础,采用数值模拟方法,分析了刚支条件下弧齿锥齿轮啮合间隙的变化情况,可以判断弧齿锥齿轮的啮入和啮出位置,为弧齿锥齿轮的静态载荷分配和动态啮合迹分析提供条件.     

滚齿凸轮机构内啮合间隙的研究

为减小滚齿凸轮机构在运动中的冲击,改善该机构的动态特性,本文对滚齿凸轮机构内从动滚子与凸脊侧面间的间隙进行了详细分析,提出了减小间隙、消除干涉的正确方法,并由此总结出Ⅰ型与Ⅱ型滚齿凸轮机构分别适用的场合。     

一种真实齿面啮合分析的有效数学模型

基于经典的齿面啮合理论,针对真实齿面啮合分析的特点,本文首次提出采用参数化Ｂｅｚｉｅｒ自由型曲线曲面理论,研究并建立了面向几何而又有严格数学支持的数学模型。对所建真实齿面数学模型进行了误差和计算精度检验,结果表明所建数学模型的几何关系直观、明确,计算稳定、可靠、适应性较强。     

点接触齿面啮合分析的基本公式及其应用研究

建立了一个包含四个安装参数和一个转角参数在内的点接触齿面副啮析的数学模型,并导出了一组基本公式。这些公式适用于齿面啮哈的任何接触点。利用这些公式一方面能够计算分析已知点接触齿面副的啮合性能,而且比用ＴＣＡ要方便快速得多,另一方面也能够根据对啮合性能的要求设计点接触齿面副。     

二维数字化齿面的展成方法研究

利用共轭曲面原理和齿轮啮合原理对以离散点表达的二维数字化齿面的展成加工进行了研究。应用该方法，以二维非标准数字化齿面的展成加工为实例，通过仿真计算，获得了实际展成加工中的加工参数，以及实际所展成加工的齿面。该方法对于完善齿面加工理论，并应用于实际的二维齿面的滚齿、插齿、磨齿等加工工艺，具有重要的理论价值和应用价值。     

接触变形与点啮合共轭齿廓传动性能预控

本文采用ＢＡＸＴＥＲ方法首次根据空间啮合原理和弹性力学理论考虑齿廓点接触区变形,它着重说明收缩齿制螺旋齿轮副弹性失配点啮合的性能和齿接触迹的予控。     

螺旋锥齿轮拟合齿面啮合特性分析方法

已知齿面测量的采样点，利用微分几何及Ferguson参数样条曲面原理，建立了螺旋锥齿轮齿面拟合的数学模型。根据优化求极值复合形方法和共轭理论，通过变定义域，快速求解齿轮副拟合齿面接触点，并运用V—H接触区调整方法，研究了拟合齿面接触迹、接触区和运动误差曲线的求解算法，绘制出相关图形并给出了实例。     

啮合轮齿温度可靠性对齿轮参数的灵敏度分析

为降低齿轮啮合轮齿高温失效风险,基于响应面法构建了啮合轮齿温度的极限状态函数,得到轮齿温度可靠度与各相关参数间的数学关系式,应用Monte-Carlo模拟法得出轮齿温度可靠度对各参数的灵敏度表达式。以行星齿轮传动的太阳轮为例,分析得到轮齿温度可靠度对齿宽、转速、模数和压力角的灵敏度,分别为-0.519、-0.712、0.211和0.384。结果表明:模数、压力角、齿宽和转速对温度可靠性的影响程度依次增大;减小齿宽、转速或者增大模数、压力角可提高轮齿温度可靠度。啮合轮齿温度可靠度对齿轮参数的灵敏度分析为轮齿温度可靠性设计提供了依据。     

同向啮合共轭齿廓副参数化建模及特性分析

针对同向啮合共轭齿廓建立了以中心距、螺棱直径、螺槽直径及螺棱系数为参数的啮合线方程,并基于啮合线反转法建立了同向共轭齿廓副构造模型。通过仿真系统分析了同向啮合共轭齿廓副的啮合特性：自清洁楔角随啮合位置变化,瞬时啮合点处圆弧切线垂直于两螺杆中心连线,啮合点的瞬时相对运动速度最大且恒等于转速乘以中心距。研究结果为系统研究同向啮合共轭齿廓设计理论提供了新的途径。     

12-P-160出口泥浆泵人字齿啮合“咬齿背”原因分析

12-P-160出口泥浆泵广泛应用于国内外石油钻井行业中,其人字齿轮在总装试车中时常出现"咬齿背"现象,造成实际运行中诸如断齿等齿轮失效状况出现,较全面地分析了产生该现象的主要原因,提出了在装配调试中解决难题的方法,在12-P-160出口泥浆泵实际生产应用中很有参考价值。     

机车牵引齿轮瞬态啮合接触模拟研究

齿轮副是机械结构普遍采用的关键传动部件,其啮合接触状态直接影响机构运行品质。采用显式有限元法,建立三维齿轮副瞬态啮合接触模型,将齿轮副三维几何、弹性变形和系统振动等复杂因素考虑在内,于时域内重现轮齿间瞬态啮合接触,获得接触斑、法/切向接触应力、相对滑移及齿面磨耗的随时变化。齿面间滚动接触由基于罚函数的“面-面”接触算法求得,引入非牛顿弹流润滑摩擦,采用考虑部分弹流润滑的Archard模型计算齿面磨耗。以国内某大功率电力机车牵引斜齿轮副为例,分析理想齿形下速度和牵引系数对轮齿啮合接触行为的影响。发现65 km/h、100 km/h和120 km/h运行速度下,分别在经过0.008 s、0.011 5 s和0.012 s的动态松弛后基本建立起近似稳态啮合接触,轮齿进、出啮合导致齿轮副接触力在其理论解上下周期性波动。牵引系数增大会增加轮齿间接触力和应力,运行速度65 km/h下,牵引系数0.27对应的接触斑面积和每次啮合磨耗深度最值分别为432.22 mm²和32.94×10^-9 μm,为牵引系数0.15下的1.2和1.6倍。速度增加会降低磨耗深度,牵引系数0.15下,120 km/h运行时每次啮合磨耗深度最大值较65 km/h下降低48%。未来可进一步引入齿面磨耗和疲劳损伤,为研究非理想条件下齿轮瞬态啮合行为及其影响提供基础分析工具。     

裂纹齿轮啮合刚度的劣化特性

基于轮齿的变截面阶梯悬臂梁假设,综合考虑轮齿弯曲、基础变形、接触变形等因素,首先,建立了健康齿轮时变刚度的计算模型,利用解析法与有限元仿真对比研究,获得了健康齿轮啮合刚度的分布曲线;然后,基于线弹性断裂力学前提下的齿根裂纹扩展路径,建立了包含不同尺度裂纹的有限元模型;最后,针对不同长度的裂纹齿轮,计算获得了1.5个啮合周期内的刚度曲线,从而建立了裂纹尺寸与刚度劣化特性的影响关系。通过对比单、双齿不同啮合区内的劣化规律,表明单齿啮合区由于单齿承载,其劣化程度明显高于双齿啮合区。此外,啮入阶段与啮出阶段的双齿啮合区劣化特性也存在一定差异。     

弧齿锥齿轮数控加工主动控制方法研究

以弧齿锥齿轮数控加工原理为基础,阐述了齿面啮合需要满足的一阶接触条件和二阶接触条件,建立了以工件齿轮转角为参数,表示铣齿刀盘中心运动与工件齿轮旋转运动关系的切齿加工运动函数。将该运动函数运用于自主开发研制的弧齿锥齿轮数控铣齿机中,实现了对弧齿锥齿轮数控铣齿加工的主动控制。最后通过实例验证了这种控制方法的可行性和有效性。