渐开线斜齿圆柱齿轮磨损的数值仿真

基于离散数学原理和计算机技术建立了渐开线斜齿圆柱齿轮磨损的数值仿真模型,引入温度对磨损的影响,使仿真更接近于实际的磨损过程,开发出模拟相应磨损过程的软件,实现对磨损过程的动态仿真,解决了动态和非线性磨损问题。通过算例验证,仿真的结果与实际测量的磨损量基本相符。     

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面磨损特性分析

磨损是齿轮的主要失效形式之一,研究其磨损特性对变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的主动设计有指导意义.基于Hertz接触理论和Archard磨损计算通式,建立变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的磨损模型,计算了齿面各点磨损量随工况参数和设计参数的变化规律.分析表明,变双曲圆弧齿线圆柱齿轮副齿面磨损沿齿廓方向从齿根到齿顶先减小后增大,且齿根区域的磨损量大于齿顶区域的磨损量,节圆附近磨损量最小;沿齿宽方向呈对称分布,中截面磨损量最大,从中截面到两端面磨损量依次减小.研究可为变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的失效研究和寿命预测提供理论基础.     

斜齿轮渐进性磨损对齿轮振动特性的影响分析

目前,研究磨损对齿轮动力学特性的影响大多采用传统的Archard磨损模型,并未考虑齿轮的润滑特性,且主要研究对象多为直齿轮。为了弥补斜齿轮研究方面的不足,数值模拟了混合弹流润滑状态下斜齿轮的磨损过程,建立了一个8自由度斜齿轮动力学模型,研究齿面磨损对斜齿轮动态特性的影响。在斜齿轮试验台上进行了齿轮疲劳试验,对数值仿真结果进行验证。结果表明,齿面磨损主要发生在靠近齿根和齿顶部分,且由于齿根处较高的滑滚比导致其磨损更加严重。根据齿轮啮合频率及其谐波幅值的变化可知,磨损导致齿轮的振动增加。试验分析与数值仿真有较好的一致性,说明该研究可以为斜齿轮磨损的预测和故障诊断提供可靠的理论依据。     

计算直齿圆柱齿轮传动磨损寿命的新方法

导出了直齿圆柱齿轮传动磨损量的解析算式；提出了确定直齿圆柱齿轮传动许用磨损量的一种新方法；并得出了直齿圆柱齿轮传动磨损寿命的计算公式和校核公式     

基于数值仿真技术求解铰链机构磨损概率寿命

基于离散数学理论和计算机技术,用数值仿真方法,以曲柄滑块机构中的铰链摩擦副磨损状态为研究对象,针对光面磨损失效形式,建立同时考虑压力和温度影响时铰链机构的磨损数值仿真模型,提出具体的算法方案并编写了通用程序.引入位置矢量和磨损步长的概念,使连续的磨损过程离散化,并对铰链机构的运动规律做了动态跟踪.提出磨损概率寿命的概念,利用蒙特卡洛法,通过算例实现对铰链机构磨损概率寿命的可靠性计算,解决了零件磨损寿命的可靠性预测问题.结果表明:复杂的磨损过程可用数值法进行模拟仿真,从而摆脱传统的仅依赖试验的研究方法,通过一系列离散性准静态模型解决经典微积分数学方法无法解决的动态和非线性磨损问题,具有良好的工程应用前景.     

计入轴线偏差的斜齿轮副齿面磨损分析

针对齿轮轴线偏差会加剧齿面磨损的问题,提出了一种综合了数值仿真和有限元的方法,对齿面磨损进行了仿真分析。以单对斜齿轮副为研究对象,基于Archard磨损公式,建立了计入轴线偏差的齿面磨损深度解析模型;在此基础上,分析了轮齿螺旋角修形、渐开线鼓形修形对齿面最大磨损深度的影响,并据此制定了减缓齿面磨损的轮齿综合修形策略。研究结果表明:同一工况下,斜齿轮垂直平面轴线偏差比水平轴线偏差对齿面磨损的影响更为显著;采用渐开线鼓形修形与螺旋角修形的综合修形方式可降低齿轮轴线偏差对齿面磨损的影响;该研究结果可为减缓齿面磨损过程制定出合适的修形策略。     

圆柱滚子轴承磨损的数值仿真

基于滚动轴承的动力学理论,考虑滚动轴承承受的接触压力和自转速度实时发生变化,依据零件磨损过程通用的数值仿真方法,建立了圆柱滚子轴承磨损的数值仿真模型,并对其磨损寿命进行了预测.通过算例验证,仿真结果与实际磨损相符.结果表明:通过数值仿真方法可以解决圆柱滚子轴承的磨损寿命预测问题.     

基于数值仿真技术求解铰链机构磨损概率寿命

以数值仿真技术对曲柄滑块机构中的铰链摩擦副磨损状态进行了研究,建立了同时考虑压力和温度影响时铰链机构的磨损仿真模型,对3对铰链接触处的磨损提出了具体的算法方案,在Visual Basic环境下编写了通用程序获得了更加准确的仿真结果。首次提出了磨损概率寿命的概念,在载荷呈正态随机分布时利用蒙特卡洛法计算出3对铰链摩擦副的磨损概率寿命。     

渐开线直齿轮齿面磨损对接触载荷的影响

齿面磨损会改变齿廓形状从而导致接触状态发生改变,进而影响齿轮的动态特性和使用寿命等.针对渐开线直齿圆柱齿轮,基于Hertz理论和Archard公式建立磨损模型,并数值仿真了齿廓各点的磨损深度分布.计算表明,从齿根到齿顶磨损深度先减小后增大,在节点处磨损深度最小,在小齿轮的齿根处磨损深度最大,齿顶次之.在此基础上进一步探讨磨损对齿面接触载荷的影响,结果表明:随着磨损深度的增加,双齿啮合区齿面载荷波动增加,单双齿交替点载荷突变减小.靠近齿根的双齿啮合区接触载荷先减小后增大,靠近齿顶的双齿啮合区接触载荷先增大后减小.该结论可以为进一步研究齿轮磨损影响因素进而提高齿轮的使用寿命提供理论支撑.     

齿侧间隙函数对斜齿轮动力学特性的影响

考虑斜齿圆柱齿轮的齿侧间隙、时变啮合刚度和综合啮合误差等非线性因素,建立三自由度单级斜齿圆柱齿轮轴-扭耦合非线性动力学模型。以直齿圆柱齿轮传动中采用的"分段线性"齿侧间隙函数为基础,经高次拟合得到适合斜齿圆柱齿轮啮合特点的齿侧间隙函数。采用变步长Rungekutta法数值求解所建立的斜齿圆柱齿轮系统动力学方程,得到系统在两种不同齿侧间隙函数下的非线性动态响应结果。综合运用分岔图、最大Lyapunov指数、相图、Poincaré映射图和FFT频谱图分析了两种不同齿侧间隙函数下频率对系统分岔与混沌特性的影响。经对比分析,高次拟合得到的齿侧间隙函数更符合斜齿圆柱齿轮传动系统的特点。     

插值法构建渐开线圆柱齿轮模型

对插值法生成渐开线圆柱齿轮的渐开线方法进行了分析,分别讨论了Matlab生成差值和Excel生成差值以及软件生成渐开线的方法,分析研究了直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮的造型。对渐开线圆柱齿轮的精确快速造型和齿轮分析及加工有着重要的意义。     

渐开线斜齿圆柱齿轮弹流润滑模型的建立

渐开线直齿圆柱齿轮的弹流润滑问题已经基本成熟，而对同样是线接触的渐开线斜齿圆柱齿轮的弹流润滑求解却研究甚少并颇有争议。分析了斜齿轮齿廓曲面的形成及啮合特点，建立了研究渐开线斜齿圆柱齿轮弹流润滑的物理模型和数学模型．通过数学推导，得到了膜厚方程，通过多重网格法即可获得渐开线斜齿圆柱齿轮在某一瞬时的弹流润滑数值解。     

四坐标联动斜齿轮偏差测头运动规划

四坐标联动斜齿轮测量仪可以测量渐开线圆柱齿轮的各项偏差。根据国家标准GB/T10095.1-2001《渐开线圆柱齿轮精度》和GB/T 13924-2008《渐开线圆柱齿轮精度检验细则》中渐开线圆柱齿轮各项偏差的定义和测量规范,以四坐标联动斜齿轮测量仪为研究对象,基于齿轮偏差坐标法的测量原理,给出渐开线圆柱齿轮的齿廓偏差、齿距偏差和螺旋线偏差测量时测头的运动路径和关键点的位置坐标,并通过一实例加以说明,该运动路径规划可用于齿轮偏差测量仪器的运动控制。     

圆柱滚子轴承磨损及可靠性寿命的数值仿真

基于离散数学和计算机技术,结合滚动轴承动力学理论,以圆柱滚子轴承摩擦副磨损状态为研究对象,依据零件磨损过程通用的数值仿真方法,建立圆柱滚子轴承磨损的数值仿真模型,提出具体的算法方案,对其磨损寿命及可靠度进行预测.结果表明:数值仿真方法可以将连续的磨损问题进行离散化处理,从而解决经典数学微积分方法无法解决的动态和非线性磨损问题,所建立的方法具有良好的工程应用前景.     

Mathematical model of a helical gear with asymmetric involute teeth and its analysis

This paper describes a simple approach based on the gear theory for deriving a helical gear with asymmetric involute teeth. A helical gear with asymmetric involute teeth can be easily obtained through the envelope theory for the one-parameter family of surfaces. The mathematical models for asymmetric helical gears can be provided by the application of two imaginary rack cutters. The investigation on the undercutting analysis of the asymmetric helical gear is studied based on the developed mathematical model and the method of tooth-profile shifting. Here we provide geometric modeling of the designed asymmetric helical gear meshing when assembly errors are present. Stress analysis for the helical and the cylindrical forms are constructed. To illustrate the effectiveness of the approach, an analytical expression of helical gear with asymmetric involute teeth is given.     

Mathematical model of a helical gear with asymmetric involute teeth and its analysis

This paper describes a simple approach based on the gear theory for deriving a helical gear with asymmetric involute teeth. A helical gear with asymmetric involute teeth can be easily obtained through the envelope theory for the one-parameter family of surfaces. The mathematical models for asymmetric helical gears can be provided by the application of two imaginary rack cutters. The investigation on the undercutting analysis of the asymmetric helical gear is studied based on the developed mathematical model and the method of tooth-profile shifting. Here we provide geometric modeling of the designed asymmetric helical gear meshing when assembly errors are present. Stress analysis for the helical and the cylindrical forms are constructed. To illustrate the effectiveness of the approach, an analytical expression of helical gear with asymmetric involute teeth is given.     

渐开线斜齿轮整体虚拟滚齿仿真及齿面精度研究

利用专业三维软件CATIA V5的宏程序功能,基于共轭齿面包络加工原理,研究了滚刀加工渐开线斜齿轮的计算机虚拟加工问题,完成了斜齿轮的整体虚拟滚齿切削仿真技术。利用CATIA中的命令提取并结合由虚拟加工得到的众多细小曲面来形成齿轮齿面,实现了精确齿轮整体模型的仿真加工方法,并通过与理论齿面比较,齿面精度误差在1μm以下,验证了该方法的正确性,并对可能影响齿面精度的加工因素进行了探讨。本方法为提供齿轮机床的误差形成原理,以及理论齿面和误差齿面的齿轮有限元分析提供了一个虚拟的三维数据研究平台。     

双渐开线齿轮齿面啮合与误差影响分析

本文研究了双渐开线齿轮的齿面展成方法和几何特性 ,采用计算机辅助分析的方法实现了双渐开线齿轮的齿面啮合分析 ,对比分析了双渐开线齿轮与渐开线齿轮的瞬时啮合线的特点 ,研究了制造和安装误差对双渐开线齿轮的影响规律 ,提出了补偿由于制造和安装误差引起的双渐开线齿轮啮合位置偏离和运动误差的途径。     

基于CATIA环境下的斜齿轮三维参数建模及参数化应用

在CATIA V5环境中,基于知识工程介绍了利用参数化公式实现渐开线斜齿轮三维建模的方法。通过GSD模块中的fog方式,生成参数方程从而建立渐开线,再由镜像、修剪等命令建立齿形轮廓,最后,通过扫掠、特征阵列等命令建立渐开线斜齿轮三维模型。达到了改变基本参数立即得到相应的渐开线斜齿轮三维模型的参数化驱动化设计,大大提高设计人员的工作效率。