圆弧齿线圆柱齿轮接触应力预测模型研究

针对目前圆弧齿线圆柱齿轮尚无显示的接触应力计算理论公式,以分析参数对其接触应力影响的问题,采用Kriging代理模型,建立了圆弧齿线圆柱齿轮的设计参数(齿宽、模数、压力角、齿线半径)与圆弧齿线圆柱齿轮接触应力之间的显示数学模型。同时采用鲸鱼优化算法(WOA)对Kriging模型变异函数的参数进行了优化,利用优化变异函数参数的Kriging代理模型,建立了齿轮设计参数与接触应力之间的显示数学模型,并在MATLAB仿真平台中进行了验证。仿真及研究结果表明:改进后算法的精度评价指标得到了提升,预测误差范围由[-2,4]缩小到[0,3],模型精度得到了明显的提高;该研究结果能够为其优化设计参数,并为研究各参数对其接触应力影响的显著性分析提供更加精确的数学模型。     

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮动态接触特性分析

为研究变双曲圆弧齿线圆柱齿轮动态接触特性,利用基于旋转刀盘加工原理得到的齿面方程,运用MATLAB与UG建立精确的齿轮三维模型,运用ANSYS LS-DYNA分析得到该齿轮齿面在啮合过程中的动态接触应力。通过研究不同齿线半径变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的动态接触应力,得到齿线半径对该齿轮动态啮合特性的影响规律。通过研究不同压力角变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的动态接触应力,得到压力角对该齿轮动态啮合特性的影响规律。通过研究不同载荷下该齿轮的动态接触应力,得到载荷对该齿轮动态啮合特性的影响规律。分析结果为变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的设计及工程应用提供参考。     

圆弧齿线圆柱齿轮建模及接触应力分析

在分析圆弧齿线圆柱齿轮的加工原理及齿面方程的基础上,根据圆弧齿线圆柱齿轮的几何参数和在Matlab中得到的空间引导线,在SolidWorks中建立圆弧齿线圆柱齿轮三维模型,将其导入到分析软件ANSYS Workbench中,研究不同齿宽和不同齿线半径对其齿面接触应力的影响。分析结果对圆弧齿线圆柱齿轮的加工设计提供了理论参考。     

变位圆弧齿线圆柱齿轮建模及接触强度分析

在分析理想圆弧齿线圆柱齿轮啮合原理及齿面方程的基础上,推导出变位后圆弧齿线圆柱齿轮的齿面方程;基于UG实现对变位圆弧齿线圆柱齿轮副的建模;借助AWE对不同变位系数下的齿轮接触应力进行比较分析,得出接触应力随变位系数的变化曲线。分析结果表明,随着变位系数的增大,接触应力随之减小,当变位系数超过0.2后接触应力减小趋势基本保持不变,该结果也为变位圆弧齿线圆柱齿轮的设计提供了理论依据。     

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面接触应力分布和啮合位置变化规律研究

以变双曲圆弧齿线圆柱齿轮为研究对象。根据齿面方程建立齿轮数学模型,进而建立齿轮副的动力学模型,并通过有限元对变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面动态接触应力分布和齿轮副啮合位置的变化开展研究。结果表明:在齿宽方向,越靠近中截面,接触应力越大,且其离中截面较远时,接触应力增速较快,靠近中截面时,增速变缓;齿轮进入和退出啮合时存在冲击现象,分度圆偏上和齿根附近区域的啮入冲击较大,且在齿宽方向,总体上越远离中截面,啮入冲击越大;啮入时啮合点从端面逐渐过渡到中截面,啮出时逐渐从中截面过渡到端面,但此过程非常短暂。研究结果为变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的设计和应用提供理论基础。     

面向制造的弧齿线圆柱齿轮建模及动力学分析

以弧齿线圆柱齿轮为研究对象,在分析弧齿线圆柱齿轮加工工艺的基础上,利用UG/Open grip语言进行二次开发,实现了面向制造的弧齿线圆柱齿轮的参数化建模。借助ADAMS软件对不同齿线半径的弧齿线圆柱齿轮齿轮副进行动力学分析,揭示了齿线半径对弧齿线圆柱齿轮啮合力的影响规律,得到了弧齿线圆柱齿轮齿轮副平均啮合力随齿线半径的变化规律曲线。当齿线半径满足条件1.7b≤R≤2.3b时,弧齿线圆柱齿轮的平均啮合力达到最优。研究结果为弧齿线圆柱齿轮将来的设计及工程应用提供了理论依据。     

圆弧齿线圆柱齿轮的参数计算及选择

圆弧齿线圆柱齿轮是一种新型齿轮,１９８６年在布鲁塞尔第３５届国际新技术贸易展览会上展出。它的特点是：轮齿与其分度圆柱面的交线在分度圆柱面所展开的矩形中为圆弧;而且在齿宽中央截面内为渐开线齿形。本文推导了这种新型齿轮的齿面方程、重合度、压力角、齿宽系数计算公式;给出了其几何尺寸计算公式表;并论证了其特性参数：刀盘半径、齿宽系数、模数及齿数的选择原则。     

圆弧齿线圆柱齿轮成型原理及最大接触应力研究

通过对圆弧齿线圆柱齿轮的啮合特点进行研究,分析了圆弧齿线圆柱齿轮的成型原理和齿形特点,以及加工过程中的运动关系,比较了使用不同的刀具加工出的齿形的区别。运用Hertz接触理论的原理,结合圆弧齿线齿轮的接触线的实际形状,对其齿面最大接触应力进行了研究,并结合直齿圆柱齿轮的接触应力公式,推导出了圆弧齿线圆柱齿轮的齿面最大接触应力的计算公式。通过计算并结合有限元分析软件ANSYS对圆弧齿线圆柱齿轮的最大齿面接触应力计算公式进行校核,最终证明了该推导的正确性。     

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.     

圆弧齿线圆柱齿轮传动误差研究

为了研究圆弧齿线圆柱齿轮传动误差,提出了圆弧齿线圆柱齿轮传动的扭转振动模型,并利用3D模型建立动力学模型,分析齿宽、齿线半径、负载及转速等对传动误差的影响。研究表明,不同结构参数和工况时,传动误差在0附近周期性波动;传动误差幅值随着齿宽增大而先减小后增大;传动误差幅值随齿线半径增大呈"W"形变化,即先随齿线半径增大而先减小后增大,然后再随齿线半径增大而先减小后增大;传动误差幅值随负载和转速增大而增大。研究结果为齿轮系统的降噪、润滑、故障诊断及轮齿几何修形等提供了理论基础。