人字齿轮齿向修形优化设计

考虑到安装误差、轴弯曲变形及扭转变形对齿面载荷分布的影响,根据人字齿轮传动的特点,提出小轮轴向浮动安装的齿面修形优化设计方法;通过3次B样条将齿向修形曲线拟合为三维修形曲面,并与理论齿面叠加构造修形齿面,建立轴向串动的齿面接触分析(TCA)模型,结合承载接触分析(LTCA)模型对有轴向串动的人字齿轮传动进行仿真,轴向串动保证了两端齿面各承担一半的扭矩,人字齿轮的修形可认为是一个斜齿轮的修形,即只考虑一端修形,另一端修形则与之对称;以齿面载荷密度最小为优化目标,应用遗传算法确定最佳修形齿面. 算例表明：轴向串动是左右齿面间隙相互补偿的过程,串动后两边齿面载荷分布基本相同,修形后两端齿面载荷达到均匀;人字齿轮齿向修形与轴向串动相互补充,保证了齿面载荷整体上均匀.     

人字齿轮齿廓修形优化设计与试验研究

文章从减振降噪和提高工效出发,小轮齿廓采用三段修形。通过改变齿条刀切削刃的形状,以三段抛物线代替齿条刀的直线齿廓,推导出了齿条刀的齿面方程,并给出了轮齿端面齿廓修形量的计算方法。以承载传动误差最小为目标函数,采用复形调优法进行优化,可以获得最佳修形参数。以一对试验人字齿轮为例,通过对修形前后承载传动误差、啮合振动和噪音的比较,验证了该修形优化方法的可行性。     

齿轮装置传动系统动态特性分析

齿轮传动装置在工作过程中，由于受内部动载荷和外部动载荷的作用，将产生扭转振动。其振动的强弱不仅取决于单对齿轮，而且与整个传动系统中各环节的能量分布是否均匀有关。本文以SY131汽车变速器为例对齿轮传动装置动态性能进行了分析及计算。     

高速内啮合人字齿轮多目标优化修形

为提高高速内啮合人字齿轮的啮合性能,提出一种考虑弹性轴支撑变形的齿面多目标优化设计方法.通过轮齿接触分析和承载接触分析计算齿面接触线离散点载荷以及一个啮合周期的轮齿承载变形.应用基于混合弹流润滑模型的摩擦系数回归方程确定离散点的局部摩擦系数,利用Blok闪温公式求得高速啮合传动的齿面闪温.以承载传动误差幅值最小、齿面闪温最小、齿面载荷分布均匀为优化目标,采用遗传算法确定齿面最佳修形量.实例计算结果表明:在无误差角和有误差角两种情况下,齿面修形后,承载传动误差幅值都大幅下降,啮入区和啮出区齿面闪温都明显降低;由于避免了边缘接触,齿面载荷分布得到了有效改善.提出的优化设计方法结果可靠,是高速齿轮修形设计的有效手段.     

椭圆齿轮传动系统非线性动态特性分析

为获得椭圆齿轮副工作时的振动规律,以实现其稳定、高效传动,在分析椭圆齿轮固有特性的基础上对椭圆齿轮非线性动力学特性进行了研究。以齿轮动力学理论为基础,建立考虑时变啮合刚度、齿侧间隙、静态传递误差、粘弹性阻尼的椭圆齿轮非线性动力学模型,利用四阶变步长Runge-Kutta数值方法对椭圆齿轮传动系统非线性动力学方程进行求解,绘制了系统的位移响应,相轨迹以及Poincaré映射,得到激励频率、阻尼比、时变啮合刚度、以及内部激励4个控制参数对传动系统动态响应的影响。椭圆齿轮副动力学模型的建立、求解和参数影响分析可以为后续的动态设计、不同参数下的振动响应趋势预测以及降噪提供一定的理论依据。     

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.     

人字齿行星传动系统非线性动力学特性分析

本文对船用人字齿封闭差动行星传动系统在空载或轻载工况下出现的倍频振动问题进行了非线性动力学特性分析。根据系统中太阳轮浮动的结构特性,结合实际工况,通过考虑齿轮间隙和重力作用,采用理论研究及数值仿真方法分析了系统在空载或轻载工况下输出轴转频的倍频及其谐频的频率响应成分问题。通过分析齿轮啮合存在的3种状态,得到了变形量函数并提出了啮合力表达式。数值计算结果表明:当系统处于空载或轻载工况时,输出轴会产生输入轴的多倍频及其谐频的频率响应成分,且与行星轮数量有直接关系,当输入扭矩增大时至重载时,输出轴的倍频响应成分消失。     

具有齿轮—绳索机械系统动态力学特性的研究方法

建立了具有齿轮－绳索机械系统的离散－连续动态力学模型；应用：“动态子结构方法”并引入“虚约束”的概念得到了该类力学模型的动态响应；最后，应用该方法进行了实例计算，计算结果表明，其计算精度高于对应的离散动态力学模型。     

销齿轮传动的动态设计

文章采用微分几何的方法建立了销齿轮齿形的曲线方程,设计了销齿轮传动的动态设计软件。使用动态设计软件可以进行销齿轮传动的啮合模拟和动态设计,确定销齿轮的齿顶圆直径、啮合传动的重叠系数以及其他结构参数,为销齿轮三维建模提供了有效的图形数据。     

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...     

窄斜齿轮对角修形的最佳修形量计算及修形区域的选择

修形量;修形区域和修形曲线是齿轮修形的三要素.本文以降低齿轮啮合刚度波动为前提,讨论了窄斜齿轮对角修形区域的选择原则。提出对角修形的最佳修形量计算公式.给出一个计算实例。     

Effects of parameters on rotational fine blanking of helical gear简

The application of fine blanking to the manufacturing of helical gears directly from a strip has been restricted due to the traditional linear cutting stroke of the punch and die. In this work, rotational fine blanking which combined the linear and rotational motion of punch and counterpunch was applied for the forming of helical gears. A three-dimensional （3D） rigid-plastic finite element model was developed on the DEFORM-3D platform. By finite element simulation and analysis, the influences of key parameters on the punch load and cut surface were investigated. It is shown that： 1） with increasing the counterforce or helical angle, the punch load and the depth of die roll increase; 2） with increasing blank holder force, the punch load increases while the depth of die roll decreases; 3） V-ring indenter facilitates an improvement in the quality. The results of this research reveal the deformation mechanism of rotational fine blanking of helical gears, and provide valuable guidelines for further experimental studies.     

非渐开线变厚齿轮修形方法的研究

为了在国内现有机床上实现非渐开线变厚齿轮的加工，基于空间啮合理论首次对该种齿轮的轮齿修形进行了理论分析．通过采用特殊改形后的大平面砂轮磨齿机对渐开线变厚齿轮进行轮齿修形来获得所需要的非渐开线变厚齿轮．通过双曲线来拟合齿向曲线，使拟合曲线的最大误差为目标函数，利用优化的方法，使最大误差最小，得到最优的拟合双曲线，从而加工出所需要的齿形,并给出了实例和计算结果．     

对角修形斜齿轮径向剃齿设计

为减小齿轮振动与噪音,设计对角修形斜齿轮齿面,根据啮合原理推导其径向剃齿刀齿面;根据齿条展成渐开线齿面原理,结合Y7432平面砂轮磨齿机,建立有齿向平移运动的平面砂轮磨齿CNC模型;建立基于CNC机床各轴及砂轮轴向廓形敏感性分析的齿面修正模型,各轴运动用6阶多项式表示,分析0阶及1阶系数变化对齿面误差的影响;通过判断砂轮与剃齿刀齿面的接触状态,确定磨削齿面的误差,以误差平方和最小为目标函数,采用粒子群优化算法,得到机床各轴运动及砂轮轴向廓形参数.结果表明:该算法计算结果稳定,降低了磨削误差;对角修形斜齿轮的径向剃齿刀拓扑修形曲面基本为齿向反鼓形与对角修形曲面叠加;沿齿向方向的压力角、展成运动角、螺旋角参数微调可分别实现一定的对角修形加工;砂轮增加齿向运动构成3轴联动,减小了砂轮半径,可用于磨削大螺旋角、大齿宽对角修形斜齿轮.     

高阶传动误差斜齿轮修形设计与加工

为了提高齿面啮合性能,降低磨削误差,设计高阶传动误差与接触路径曲线,并结合承载接触分析（LTCA）通过优化承载传动误差(LTE)幅值最小确定待定的参数,根据齿条展成渐开线齿面原理,求解小轮法向拓扑修形曲面;建立基于成形砂轮轴向廓形与5轴联动CNC机床各轴运动敏感性分析的齿面修形模型,判断砂轮与齿面的接触状态,计算磨削误差,应用PSO优化算法得到机床各轴运动参数与砂轮廓形的修形曲线. 算例表明：优化的高阶传动误差在曲线转换点处是相切连接的,其拓扑修形曲面在啮入端近齿根、啮出端近齿顶处有较大的修形量,修形区域近似对角;中部有一定微小内凹的高阶传动误差可降低LTE幅值,减小轮齿振动,其内凹量大小与齿轮副工况有关,随载荷增加,最佳内凹量逐渐增大;经过成形砂轮进行主要的修形磨削及平面砂轮进行辅助的对角修形磨削可实现拓扑修形齿面加工,理论磨削误差小于2 μm.     

Structure vibration characteristics of two stage double helical tooth planetary gear trains with unequally spaced planets and stars

A computational model of two stage double helical tooth planetary gear set is employed to built the lateral torsional coupling dynamic governing equations. Base on the dynamic equation, the free vibration properties of the system with unequally spaced planets and stars are analyzed. The vibration modes are classified into three types: star mode, planet mode, and coupling mode. For each of the modes, the relation between inherent frequency and vibration amplitude is investigated in detail by the eigenvalue and mode characteristics.     

新型人字齿同步带带轮齿廓曲面加工特性研究

为研究所设计空间曲面的可加工性,以新型人字齿同步带带轮齿廓加工为研究背景,利用空间微分几何对刀具进行建模,并根据空间啮合关系推导出带轮齿廓曲面根切界限曲线、刀具齿廓曲面啮合界限曲线计算公式和带轮齿廓曲面的瞬时啮合线方程。通过对带轮曲面根切界限曲线形成特点研究,得出根切界限曲线对带轮曲面形成无影响、带轮齿廓齿侧瞬时接触线为法平面圆弧曲线,其他齿廓瞬时接触线为远离法平面的空间曲线。研究表明,人字齿同步带轮空间瞬时啮合线轨迹曲折延伸是造成切削阻力增大和滚切振动的重要因素,为寻找减小切削振动加工方法提供依据。     

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.