圆柱滚子轴承的非对称修形

传统的修形理论仅适用于对称修形,而对称修形虽然可以避免直母线浪子引起的滚动体两端的“边缘效应”,但无法克服由偏载产生的“偏载效应”。根据接触力学理论,通过有限元方法对滚动轴承的分析,提出了浪子非对称修形新方法。有限元分析结果表明,提出的非对称修形方法既可以避免“边缘效应”,又可以克服“偏载效应”,从而使非对称修形滚子轴承有更高的承载能力和使用寿命。     

基于神经网络优化的正交试验内齿轮齿面偏载矫正研究

为解决盾构机大型内啮合齿轮工作时由轴偏角造成的齿面偏载问题，给出了综合修形齿面的齿面方程，提出了采用神经网络联合正交试验的方法对齿面修形参数进行筛选预测。该种方法不再将齿廓修形和螺旋线修形看作相互独立的调整方法，能够将齿面偏载转变为均匀分布在齿面上的载荷。通过有限元方法对修形后的齿轮进行接触分析发现，该方法能够有效降低因轴偏角造成的齿面局部应力，并减小了传动误差；可以一次性找到较优的齿面修形参数值，避免了对大型盾构机内啮合齿轮进行啮合试验成本过高等问题。     

直齿圆柱齿轮齿廓修行曲线优化设计

齿廓修形一般可以选取直线修形和抛物线修形,而不同类型的修形曲线,应取的修形量也是不同的。为了准确地选取修行曲线和确定该修形曲线下的齿轮修形参数,在分析传递误差对齿轮振动影响的基础上,依靠有限元模型模拟修形齿轮的啮合过程,并引入遗传算法,以减小齿轮的传递误差波动作为目标,对修形参数进行了高精度的优化设计。研究表明,该方法可以准确地选取最优的修形曲线和确定齿轮修形参数,并能大幅度减小齿轮的传递误差波动,为无声齿轮的研究指出了新的设计方法。     

汽车传动齿轮修形优化分析

分析了齿廓误差和齿向误差对齿轮振动噪声的影响,以及齿廓修形和齿向修形的理论方法.以汽车变速箱中一对斜齿轮为研究对象,利用KISSsoft齿轮专业软件,通过设置基本参数,模拟真实工况条件,确定修形优化方案,对齿轮进行传递误差分析》齿面接触力分析》齿面接触温度分析等,研究了鼓形量对齿面法向接触力的影响,不同齿廓修形曲线对传递误差的影响.结果表明,修形可大幅降低最大齿面接触温度,改善胶合;鼓形修形可有效改善偏载现象;齿廓修形可有效降低齿面最大接触应力;修形曲线选择方面长修形曲线优于短修形曲线.为齿轮减振降噪修形研究提供一定的参考借鉴.     

高性能剃齿刀插齿刀修形CAD／CAM系统

在分析传统剃齿刀插齿刀修形过程中存在问题的基础上，从修形过程的信息管理计算机化和修整器的数控化入手，开发了集修形曲线设计、分析、修正、修磨于一体的ＣＡＤ／ＣＡＭ系统，解决了传统齿轮修形过程中确定修形曲线的盲目性，增强了修形系统的柔性。     

基于接触有限元分析的渐开线齿轮修形曲线的研究

为了减小齿轮啮合冲击,研究了齿轮修形三要素确立方法和探讨了修形曲线优化方式。建立渐开线标准齿轮三维啮合模型,进行有限元接触分析,将啮合线方向综合弹性变形作为修形量,再对比短、长修形方式下齿面接触应力分析结果,发现短修形具有更好的修形效果。并针对二次曲线和正弦曲线下齿轮修形结果的各自优缺点,将两者组合成新的优化曲线对齿轮修形,分析该设计方案的仿真效果和特点,研究表明,该种修形方式消除了齿轮啮入和啮出冲击时的应力突变现象,为渐开线齿轮提供了新的修形曲线。     

小角度相交轴渐开线圆柱与变厚齿轮传动修形啮合特性分析

推导了考虑齿向修形与齿廓修形条件下的渐开线变厚齿轮齿面数学方程,采用有限元法建立了相交轴渐开线圆柱与变厚齿轮副有限元啮合模型,研究了单独齿向修形,单独齿廓修形与组合修形等不同的修形方式和修形量对接触印痕、齿根应力与传动误差的影响规律。结果表明:与修形前相比,变厚齿轮和圆柱齿轮单独齿向鼓形修形使得齿面接触区域减小,齿面接触应力与齿根弯曲应力增大,传动误差峰峰值增加;圆柱齿轮齿向边坡修形可以使得接触印痕从小端移动至轮齿中部,解决偏载现象;齿廓鼓形修形使得接触印痕呈现增大趋势,可以消除边缘接触现象;接触印痕对齿廓边坡修形最为敏感;变厚齿轮齿廓鼓形修形和圆柱齿轮齿向边坡修形的组合修形方式明显增加接触印痕面积,降低接触应力和传动误差。     

滤波减速器轮齿齿形修形及分析

介绍了滤波减速器的结构及传动原理,分析了滤波减速器轮齿齿形修形的原因,同时选用适用于工业生产的修形量、修形曲线及修形长度计算方法,对样机进行了实例计算。并用ANSYS对修形前后齿轮啮合过程进行动态接触有限元分析,比较修形前后轮齿表面接触应力的变化,验证了修形效果。最后对样机进行了振动测试实验,进一步证明了轮齿齿形修形可以起到减振降噪的效果。     

齿轮修形及其实现方法研究

介绍了齿轮齿形修形和齿向修形两种修形方法及修形齿轮的加工方法。齿形修形利用一对啮合齿的综合刚度来确定最大修形量,并在求出修形长度之后确定修形曲线方程;齿向修形同时考虑接触变形和歪斜度等因素来确定鼓形齿的最大鼓形量,并根据有效接触齿宽求出最大鼓形量的中心距。由有限元接触分析,验证了修形齿轮可以减小啮合应力集中,使齿轮传动更平稳。     

圆柱滚子轴承滚动体新的修形曲线

基于对传统修形理论的认识，用有限元方法对滚动轴承进行分析，提出了新的修形方法，获得了滚动体新的修形曲线，并给出新的修形曲线的一个算例，有限元分析表明，指数曲线与对数曲线一样，可以避免滚子两端的边界应力集中。     

Optimized Logarithmic Roller Crowning Design of Cylindrical Roller Bearings and Its Experimental Demonstration

A logarithmic profile is essentially an optimal geometry for rolling machine elements such as bearing rollers and raceways. Under most conditions of loading, it yields lower stresses to give longer endurance. Lundberg first suggested the basic profile, and some researchers followed him by modifying it to satisfy engineering requirements. In this article, the authors propose a mathematical optimization method for logarithmic profiles in roller bearing applications. Moreover, rolling contact fatigue life tests are carried out to make a comparison among logarithmically crowned, standard partially crowned, and modified partially crowned rollers. Results show that the logarithmically crowned rollers are beyond the modified partially crowned rollers in fatigue life, especially in poor lubrication conditions, although the logarithmic rollers require less workload to process the crowning.     

Effect of Roller Geometry on Roller Bearing Load–Life Relation

Cylindrical roller bearings typically employ roller profile modification to equalize the load distribution, minimize the stress concentration at roller ends, and allow for a small amount of misalignment. The 1947 Lundberg-Palmgren analysis reported an inverse fourth-power relation between load and life for roller bearings with line contact. In 1952, Lundberg and Palmgren changed their load–life exponent to 10/3 for roller bearings, assuming mixed line and point contacts. The effect of the roller–crown profile was reanalyzed in this article to determine the actual load–life relation for modified roller profiles. For uncrowned rollers (line contact), the load–life exponent is p = 4, in agreement with the 1947 Lundberg-Palmgren value, but crowning reduces the value of the exponent, p. The lives of modern roller bearings made from vacuum-processed steels significantly exceed those predicted by the Lundberg-Palmgren theory. The Zaretsky rolling-element bearing life model of 1996 produces a load–life exponent of p = 5 for flat rollers, which is more consistent with test data. For the Zaretsky model with fully crowned rollers, p = 4.3. For an aerospace profile and chamfered rollers, p = 4.6. Using the 1952 Lundberg-Palmgren value p = 10/3, the value incorporated in ANSI/ABMA and ISO bearing standards, can create significant life calculation errors for roller bearings.     

Double-curved disc ultrasonic-assisted lapping of precision-machined crowned rollers

To improve the convexity uniformity, processing efficiency, and surface quality of precision-machined crowned rollers, this paper proposes a double-curved disc ultrasonic-assisted lapping (DUAL) method. Firstly, a DUAL machine is designed according to the technical requirements of crowned roller lapping, and the working principle is presented. Then, the ultrasonic-coupled processing mechanism for crowned roller surfaces is analyzed, and the abrasive particle motion and material removal regularities under cavitation are acquired. Subsequently, an ultrasonic amplitude transformer for DUAL is developed, and the DUAL experimental platform for precision-machined crowned rollers is established. Finally, comparative processing experiments using non-ultrasonic lapping and through-feed super-finishing are performed. The experimental results indicate that the proposed DUAL method can improve processing efficiency and surface roughness, and also the batch uniformity of the convex metric.     

采用碟形砂轮的斜齿面齿轮磨齿技术研究

为了制造出高精度硬齿面斜齿面齿轮和获得抛物线传动误差并改善啮合性能,对采用碟形砂轮加工双向修形的斜齿面齿轮的磨齿方法进行了研究。设计了渐开线失配的碟形砂轮齿面,分析了碟形砂轮磨削斜齿面齿轮的展成原理,根据展成原理和用渐开线失配的碟形砂轮并改变砂轮的运动,推导出双向修形斜齿面齿轮的齿面方程。给出了双向修形斜齿面齿轮的齿面计算和接触分析实例,结果表明:理论齿面的最大齿面误差为5.98×10-4μm,采用碟形砂轮加工双向修形斜齿面齿轮的磨齿方法是可行的,获得了斜齿面齿轮抛物线传动误差,避免了边缘接触并改善了斜齿面齿轮的啮合性能。     

倒角参数对滚子弹流润滑性能的影响研究

工程上常对滚子摩擦副的滚子进行端部倒角,倒角参数包括倒角长度与倒角半径。取润滑油为Eyring流体,用多重网格技术研究了此类滚子的弹流润滑性能,研究表明:最小膜厚位置可能出现在修形起始位置和滚子最边缘。当最小膜厚出现在修形起始位置时为正常工作状态;当最小膜厚出现在滚子最边缘时膜厚很薄,即将润滑失效。进而分别讨论了倒角长度和倒角半径对弹流润滑性能的影响,研究表明:应根据工况参数通过弹流计算设计端部倒角参数,以优化滚子的润滑状态和载荷分布,实现全膜润滑。     

含安装误差的鼓形齿轮承载接触分析

基于齿轮范成原理，建立修形后直齿的鼓形面数学模型，并根据齿轮接触分析（Tooth contact analysis，TCA）结果进行齿面接触线上接触点的离散。基于Weber能量法，求解齿间载荷分布，并利用线性规划法，求解齿向载荷分布。在得出齿面的实际载荷分布后，建立鼓形齿面的圆柱体模型。利用赫兹原理，对含安装误差的鼓形齿面进行齿面接触应力分布求解。分析结果发现垂直平面误差较轴平面误差对接触应力分布影响更大，起鼓修形后齿面载荷分布虽然得到明显改善，但接触应力值会有所增大。接触应力分布结果与有限元方法结果规律相一致，证明了该方法的合理性，为齿轮承载接触分析（Loaded tooth contact analysis，LTCA）提供了新的简便方法。     

圆柱滚子凸度设计应用

分析了我国圆柱滚子轴承使用寿命比国外发达国家低的主要原因之一是滚子凸度设计应用问题,讨论了滚子凸型对接触压力分布的影响,指出滚子凸度的设计应用必须避免接触压力的奇异分布,并减小压力集中问题,通过理论分析和寿命对比试验得出:对数母线凸型是滚子凸度设计优先选用的凸型.     

高速客车轴箱轴承的偏载分析及轴承滚子非对称修形

通过对铁路高速客车轴箱轴承在偏载下滚动体与内外圈的接触应力和位移等所进行的有效元分析，提出了滚子非对称修形新概念。有限元分析结果表明，由于轴向载荷的影响，滚动体与内外圈的接触应力和位移等沿滚动体轴线的分布发生偏移，传统的对称修形虽然可以避免滚动体两端的边界应力集中，但无法克服“偏载效应”。为了同时避免所谓的“边缘效应”和克服“偏载效应”，必须根据偏载下滚动体与内外圈的接触应力或位移的偏移分布规律对滚子进行相应的非对称母线修形，从而使非对称修形滚子轴承有更高的可靠性和使用寿命。     

现代圆柱滚子轴承设计

经改善钢材质量、采用塑料保持架、改进挡边结构及凸度滚子的应用 ,可使圆柱滚子轴承的寿命和性能大幅度提高。介绍了建立目标函数、确定约束条件、对滚子的直径、长度及数量和最大额定动载荷等参数的优化设计 ,着重对滚子的凸度设计和保持架的选用作了说明。附图 3幅 ,表 1个。