双圆弧齿轮的接触区及接触应力的研究

将双圆弧齿轮的接触作为非Ｈｅｒｔｚ问题，用数值计算的方法，通过计算分析得出未经跑合的、充分跑合的双圆弧齿轮的瞬时接触区的形状和接触应力的分布情况，同时还得出，瞬时接触区随齿轮参数和载荷的不同而变化。     

面齿轮啮合过程中齿面接触应力分布研究

利用微分几何学原理推导了面齿轮传动的齿面主曲率与主方向,由此得出面齿轮传动中诱导法曲率的2个主值。分析了面齿轮传动中的主要参数对曲率的影响,并根据面齿轮接触点主曲率和两弹性体弹性系数与接触椭圆区域的关系,确定了面齿轮啮合的接触域;同时,分析了面齿轮在理想啮合状态下的齿面接触压力的分布和变化,并进行了仿真分析。研究结果表明：面齿轮啮合过程中,齿面接触应力沿齿宽方向,靠近边缘两端的应力较大,靠近外边缘的应力最大,而齿面中部的应力最小。因此,面齿轮传动设计中应考虑齿面修型,使面齿轮啮合的接触点靠近齿面中部,以提高面齿轮的承载能力,改善轮齿啮入啮出时的冲击。     

面齿轮传动齿面几何特征与接触应力关系

研究了点接触面齿轮传动的齿面主曲率与主方向以及面齿轮传动中诱导法曲率的2个主值,探讨了影响齿面曲率及齿面诱导法曲率的因素,仿真分析了齿面的接触应力分布以及主要的几何参数对接触应力的影响。研究结果表明：齿面几何特征对齿轮传动的性能有重要影响,为了降低齿面的接触应力,在面齿轮的传动应用中,应尽量采用较多的齿数、较大的模数、较大的压力角和较小的齿数差。     

齿宽方向与法向修形面齿轮接触迹仿真分析

为了解决基于预设接触迹的面齿轮修形过程中程序实际可用性的问题,探究了沿齿宽方向修形方式相比于传统的法向修形除了具有编程可行性、运行效率高之外,是否会影响面齿轮接触区的分布情况.建立了面齿轮齿面方程;使用MATLAB分别编写了沿齿宽方向和法向进行修形的面齿轮修形齿面坐标生成程序,实现了修形后面齿轮的可视化,并用CATIA进行了三维建模;最后应用ABAQUS进行了2种修形方式的齿面接触分析,得到了面齿轮与小齿轮的分析仿真结果.由结果可知,齿宽方向修形方式可以得到更宽的接触区范围,但法向修形的接触区整体分布更靠近齿根,更符合面齿轮的力学特性,因此,在面齿轮强度足够的情况下,可以采用齿宽方向修形的方式替代法向修形的方式,这样会有利于后续进一步编写研究传动误差的程序.     

变载荷下Klingelnberg锥齿轮接触迹线规律

基于克林根贝尔格锥齿轮齿面加工原理,建立齿面方程,用拟Newton法在MATLAB中进行齿面方程离散,构建克林根贝尔格锥齿轮的几何模型;基于变载荷接触有限元分析原理,应用Abaqus仿真克林根贝尔格锥齿轮在变载荷情况下的轮齿啮合状态,并研究其接触迹线变化,给出载荷变化与轮齿接触迹线变化之间的关系;根据克林根贝尔格锥齿轮高重合度,提取3对啮合轮齿模型,研究其在轻载、中载、重载下接触迹线变化情况.结果表明:随着载荷的增大接触椭圆的面积逐渐增大,且接触椭圆的形状、倾斜方向、位置也随载荷的增大而发生变化;接触迹线移动方向由水平方向逐渐变为沿对角方向,根据受力后接触面移动规律,可预先将接触区调在小端,这样可提高齿轮的承载能力.     

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面曲率特性研究

齿轮副共轭齿面间的曲率关系是表征齿轮传动质量好坏的重要参数,对齿面诱导法曲率、接触区形状、接触特性、润滑特性、磨损和齿面压应力都有直接的影响。作者基于变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的齿面方程对其曲率表达式进行推导并研究了其变化规律。首先根据大刀盘加工原理,利用坐标变换得到了变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的齿面方程。基于得到的齿面方程,利用微分几何和空间啮合原理对变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的主曲率、高斯曲率、平均曲率和诱导法曲率的数学表达式进行了推导。根据所推导的数学方程利用计算机软件得到变双曲圆弧齿线圆柱齿轮副的齿面数据点,并对该齿轮副的主曲率、高斯曲率、平均曲率和诱导法曲率进行了仿真分析,得到了在啮合过程中齿轮曲率的变化规律。通过仿真结果可知齿轮副的凹、凸齿面在齿线方向的主曲率变化趋势是一致的,但略有差异;在齿廓方向主曲率都在逐渐增大,但增加幅度恰好相反,并且主曲率的变化趋势与齿形的凹凸性是一致的。齿轮副的高斯曲率和平均曲率都很小,在啮合过程中变化幅度很小,没有发生突变,这就证明了该齿轮副的光滑程度很高,齿面连续。诱导法曲率在齿线方向的主值很小,基本接近于0,在齿廓方向的主值为负值,从而证明了该齿轮副在啮合过程中没有干涉现象发生。通过曲率研究证明了该齿轮传动性能很好、传动平稳,同时也为该齿轮后续的研究、开发和设计提供了一定的研究基础。     

面向制造的弧齿圆柱齿轮建模及强度分析

在分析弧齿圆柱齿轮加工原理和数学建模的基础上,提出一种面向制造的弧齿圆柱齿轮建模新方法,解决长期以来弧齿圆柱齿轮3维造型和实际加工不一致的问题,保证后续分析、加工等工序的正确性。基于UG的二次开发,采用齿坯滚动进给、刀具旋转切削的方法,实现面向制造的弧齿圆柱齿轮的3维造型和快速原型制造,在此基础上深入分析刀具半径对弧齿圆柱齿轮的接触应力分布的影响,得出不同曲率下齿轮强度的变化规律。有限元分析结果表明同等条件下弧齿圆柱齿轮的接触强度较直齿轮有显著提高,其最大齿根应力仅为直齿圆柱齿轮的27%,弧齿圆柱齿轮齿根应力与弧齿线半径有明显的关系。此方法为弧齿圆柱齿轮在高速重载等工况下的工业应用提供理论依据和工程应用价值。     

安装误差对面齿轮传动接触轨迹与 接触应力的影响规律

基于面齿轮传动啮合原理,建立了含安装误差的面齿轮齿面方程,进而得出了面齿轮齿面主曲率及接触应力的计算方法。在此基础上,分别分析了轴向偏移误差、轴交角误差和轴交错误差对面齿轮传动的接触轨迹与接触应力的影响规律。研究结果表明:各项误差条件下,接触应力均从齿顶到齿根逐渐变小;所分析的误差中,轴交角误差与轴交错误差对面齿轮的接触轨迹与接触应力的影响较大,且当轴交角误差为负或轴交错误差为正时,接触应力仿真值均明显高于无误差时的接触应力正常值,因此在安装面齿轮副时,应该严格控制此二项误差的下上偏差。     

基于ANSYSWorkbench等基圆锥齿轮静力学分析

使用有限元前处理软件Hyper Mesh对锥齿轮进行网格划分;通过ANSYSWorkbench有限元软件对齿轮进行静力学分析,得到了在载荷作用之下齿轮副啮合时的静态力学特性,以及齿轮副啮合过程中的齿面接触应力分布以及改变情况。通过进行齿轮副虚拟滚检对齿轮的接触效果进行分析得到齿轮副的接触情况,与静力学分析得到的齿面接触应力分布图区域基本一致,进一步验证了静力学分析的正确性。     

管螺纹接头齿根表面裂纹的数值分析

本文采用一种混合的数值方法对管螺纹接头齿根中存在半椭园型表面裂纹的断裂强度作了三维数值分析，采用虚拟接触载荷法模拟啮合螺纹齿间的接触现象，确定载荷沿螺纹齿的分布规律，并求解出裂纹区的变形位移场，最后采用位移法。计算出裂纹体的应力强度因子。     

基于微观修形的某变速器六档传动分析及优化

针对变速器工作过程中齿轮偏载、接触载荷及传递误差过大的问题,在Romax中建立变速器模型并通过试验验证模型的可靠性;以六档齿轮副的接触斑、单位长度载荷、传递误差峰-峰值及最大接触应力为优化目标,基于螺旋线修形与齿廓修形理论提出一种修形方案;修形后接触斑改善、传递误差峰峰值降低、单位接触载荷及最大接触应力降低,且在150 Nm工况下效果最明显,有效改善了轮齿啮合状况,使齿面载荷分布更加均匀,提高了齿轮的传动性能和承载能力。     

基于赫兹理论的齿轮副接触应力特性分析

以1对渐开线外啮合圆柱直齿轮副为分析对象，依据赫兹接触理论建立了齿轮副的线性坐标参数和赫兹应力模型，推导出了啮合线上任意啮合点处的齿面接触应力计算公式，综合分析了不同传动参数对齿面接触应力的影响，并借助MATLAB的数值分析功能得到不同参数下齿轮副接触应力沿啮合线的分布特性图。结果表明：增大模数、变位系数、压力角或者降低转矩可在一定程度上降低齿面接触应力，可为提高齿轮副接触疲劳强度和使用寿命提供理论依据。     

通用型双圆弧齿轮强度的理论分析

根据通用型双圆弧齿轮齿面受载后的变形量及受载前的间隙量的关系,求解齿面载荷分布规律,得出齿面接触应力与载荷参数的关系。又根据悬臂平板理论求得齿根弯矩与载荷参数的关系,继而求得齿根弯曲应力。所得到的公式可作为通用型双圆弧齿轮齿面接触强度和齿根弯曲强度的基本公式。     

直齿圆锥齿轮齿向载荷分布及齿间载荷分配

以三维有限元方法对多齿对同时啮合的直齿圆锥齿轮载荷沿齿面接触线的分布进行了分析研究，得出了载荷随啮合位置的变化规律和载荷在同时啮合齿对间的分配规律。     

直齿圆锥齿轮齿向载荷分布及齿间载荷分配

以三维有限元方法对多齿对同时啮合的直齿圆锥齿轮载荷沿齿面接触线的分布进行了分析研究．得出了载荷随啮合位置的变化规律和载荷在同时啮合齿对间的分配规律．     

面齿轮啮合过程中齿面温度仿真

齿面温度及其变化是计算轮齿变形和判断齿轮是否胶合的主要依据。根据面齿轮传动以及传热学的基本原理,通过对面齿轮啮合接触区进行分析,运用表面温度法,介绍了面齿轮点接触区润滑数学模型、油膜厚度方程和油膜能量方程,建立了面齿轮传动的齿面瞬时接触温度的计算方程。研究了啮合齿面间的接触应力、齿面相对滑动速度以及齿面间的摩擦系数等相关参数的计算。对面齿轮传动的啮合过程中不同啮合位置时,齿面温升进行有限元分析,研究面齿轮齿面温度的分布规律,为面齿轮的设计提供有效的理论依据。     

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.     

机械式变速器齿轮啮合周期接触载荷及应力分析

当机械式变速器齿轮存在边缘接触时 ,就会产生一定的干扰信号 ,严重影响其嗤合周期接触应 力的分析效果 装 为此 ,提出机械式变速器齿轮嗤合周期接触载荷及应力分析 装 通过 pro/E建模软件 对齿轮展开参数化建模处理 ,定义齿轮的接触属性 ,施加接触载荷 ,从静态和动态2 方面对齿轮嗤合 周期接触应力进行分析 ,计算齿轮不同状态下的接触应力 装 静态下的齿轮嗤合接触可直接输出分析 结果；对于动态下的齿轮嗤合接触 ,首先需要确定每一畅变化的最大等效应力 ,然后完成整体应力分 析 装 实验结果表明：在齿轮存在边缘接触的情况下 ,此方法的计算时间在 100 s以内 ,最高计算误差 为1 . 7% ,应力变化模拟较准确 ,抗干扰性较强 。     

一种加载轮齿接触分析的通用模式

研究了齿轮动力传动过程中轮齿啮合状态的数值仿真方法－加载轮齿接触分析。通过分析齿轮传动的一般过程及其加载啮合条件，建立了一种适用于各类点接触齿轮、线接触齿轮的轮齿啮合状态分析的通用模式。由此可以求出齿轮动力传动过程中任一时刻参与啮合的轮齿数、齿面接触区的位置形状及接触压力分布、齿轮传动误差、轮齿载荷分配等。     

弧齿锥齿轮接触载荷分布对弯曲应力的影响

通过实验分析了在弧齿锥齿轮齿面不同位置施加载荷时,沿齿线接触载荷不均匀分布对弯曲应力的影响。