大重合度对数修形斜齿轮接触与相对疲劳寿命分析

针对大重合度斜齿轮的对数修形,建立了面向加工制造的斜齿轮对数修形齿面坐标方程。在接触力学模型基础上,编写了计算修形前后任意啮合位置的接触应力及表层Mises应力场的通用程序,并基于Ioannides与Harris疲劳寿命计算模型,分析修形前后斜齿轮的相对疲劳寿命。结果表明,对数修形能有效消除斜齿轮接触区端部的边缘应力集中,并显著提高斜齿轮的接触疲劳寿命;同一条接触线上接触应力越大的部位对数修形量也越大,从而保证了接触应力均布的修形效果。     

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。     

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。     

混凝土运输车搅拌筒减速器齿轮修形方法的研究

简要介绍了齿轮修形的原理,描述了齿廓修形和齿向修形参数选择原则与确定方法.运用MASTA软件建立混凝土运输车搅拌简减速器的完整有限元模型,并进行了齿轮修形的仿真分析和计算.比较了齿廓修形前后啮合线上的载荷波动情况,考察了不同修形参数对轮齿载荷分布和齿轮啮合性能的影响,获得了较为理想的综合修形效果.最后通过齿轮接触印痕试验验证了齿轮修形仿真分析方法的可靠性.     

基于KISSsoft斜齿轮齿面的优化修形

考虑支撑装置的变形位移对修形结果的影响,利用KISSsoft分析软件对齿轮进行修形,对齿轮分别进行一般鼓形修形和带鼓形的螺旋线修形。根据韦伯切片理论,建立轮齿接触的刚度位移矩阵,利用排列组合增量的方式对齿轮进行优化修形,得到了不同修形量下齿轮的接触压应力、啮合传递峰峰差、齿向载荷分布系数等啮合性能数据;考虑支撑装置的变形位移的齿轮修形更加符合实际齿轮系统的工作环境,对比两种优化修形后齿轮的啮合性能,其带鼓形的螺旋线修形齿轮的齿面接触压应力、啮合传递峰峰差、齿向载荷分布系数比一般鼓形修形要小,为考虑支撑装置下齿轮的修形提供了一种可参考的方法。     

参数化修形的直齿轮副啮合性能研究

齿轮的参数化修形设计可以快速、有效地改善轮齿啮合性能。在UG中建立全参数化的直齿圆柱齿轮模型,针对某一工况进行参数化的齿廓与螺旋线联合修形,在Hypermesh和Workbench中对其进行有限元仿真,获得不同修形情况的齿轮啮合特性。对比仿真结果可知,针对同一工况,选择合适的修形方式、修形参数值可以明显改善啮合效果。同时,通过齿轮台架试验,对比修形前后的齿轮振动数据,发现经过修形的齿轮振动特性明显优于未修形齿轮。结合仿真与试验结果分析可得,螺旋线鼓形修形对于齿面偏载有较好的改善效果;齿廓修形能明显改善轮齿间的载荷分配;综合齿廓与螺旋线修形可以快速得到最佳修形方式及修形量,缩短研发周期。研究为实际工程提供了重要理论参考。     

圆弧齿廓刀具及齿向鼓形的斜齿轮拓扑修形

齿轮修形是改善齿轮传动特性的一种重要手段。提出了新的齿廓方向刀具圆弧修形及齿向鼓形修形的拓扑修形方案,利用齿轮啮合原理、齿轮接触分析(TCA)技术设计了修形参数,并研究了修形齿轮的误差灵敏度,包括螺旋角和压力角误差对接触印痕及传动误差的影响。研究表明,这种修形方案的误差灵敏度低,而且没有边缘接触,啮合性能较好。研究成果为斜齿轮修形设计提供了理论依据。     

谐波减速器中双圆弧柔轮的齿形修形及试验研究

针对实际工况中,谐波减速器双圆弧柔轮在啮合传动过程中存在齿轮干涉问题,基于柔轮与刚轮齿面接触分析的有限元法,对柔轮轮齿采用两段螺旋线修形方法进行修形,然后对样机进行了综合性能测试。结果表明,修形后的柔轮对刚轮齿面接触应力最大为72 MPa,相比修形前减小了368 MPa,且修形后的柔轮其他位置的齿面接触应力略高于修形前,不仅有效避免了齿轮干涉问题,还提高了谐波减速器的啮合传动性能;样机的对比测试也验证了柔轮修形后的谐波减速器各项传动性能均优于修形前。该项研究为谐波减速器系统的动态特性和啮合特性分析提供了有益参考。     

大功率船用齿轮箱斜齿轮的有限元接触研究

为了更好地了解和掌握大功率船用齿轮箱的齿轮在啮合过程中的接触应力分布情况,在有限元基本理论的基础上,采用有限元软件ANSYS/Ls-dyna对该齿轮箱中的其中一对渐开线斜齿轮进行了接触分析,得到了齿轮啮合过程中的应力分布情况及最大接触应力,为齿廓修形提供了重要依据;最后,将修形前后齿轮的应力分布情况进行了对比分析。研究结果表明,该船用齿轮箱齿轮最大应力小于材料的强度极限,满足使用要求;并且修形后齿轮的接触应力和齿根应力较修形前均减小了13%左右,可以有效地减小齿顶和齿根的应力集中现象,为斜齿轮修形打下了良好的基础。     

齿轮齿廓变形规律、传动误差和接触印痕的分析方法研究

通过渐开线齿轮的LTCA分析,获得轮齿的受载变形/刚度变化曲线;采用切片法研究了齿宽方向鼓形修形与齿轮错位对啮合刚度的影响,提出了齿廓啮合变形曲线的便捷分析计算方法,进而获得了包括齿廓修形、齿宽修形在内的齿轮传动误差曲线和接触印痕图,这对齿轮传动误差和接触状态分析和修形优化有着明确的指导作用;并通过Romax商业软件对该方法进行了验证。