双圆弧齿轮轮齿弯曲应力计算

本文利用三维有限元法,据GB12759—91型双圆弧齿轮轮齿的齿根和齿腰弯曲应力沿齿向分布、螺旋角β大小和接触迹线偏差△J,对双圆弧齿轮齿根和齿腰弯曲应力大小的影响等进行了较全面的计算分析。在此基础上,归纳得出双圆弧齿轮轮齿锐角端螺旋角应力影响系数K_(Fβ)、K_(Yβ)和齿端应力增加系数K_(FE)、K_(YE)以及接触迹线偏移的应力影响系数。     

双圆弧齿轮齿根曲率半径对齿根应力的影响

基于任意转角位置的双圆弧齿轮齿廓数学模型,构建了双圆弧齿轮齿根过渡曲线曲率半径的计算公式,验证了曲率半径计算公式的准确性;提出了齿根任一点局部应力的折截面法计算数学模型,并验证了其精确度;重点应用齿根应力计算数学模型分析讨论了不同参数条件下曲率半径对齿根应力的影响。其分析结果将为双圆弧齿轮设计、参数优化选择等提供参考依据。     

弧齿锥齿轮参数调节状态下行波共振特性及其影响规律研究

针对某型航空发动机中央传动锥齿轮在实际使用中因行波共振造成的从动轮断裂失效问题,采用仿真分析与试验验证相结合的方法,研究弧齿锥齿轮参数调节状态下的行波共振特性及其影响规律。基于有限元方法对齿轮进行模态分析,讨论辐板厚度和工作温度对齿轮行波共振特性的影响;基于Hertz接触理论对啮合齿轮进行瞬态动力学分析,重点讨论行波共振状态下负载功率、工作温度及阻尼系数对齿轮应力分布的影响。仿真与试验对比结果表明：模态计算和动力学分析的仿真结果误差均在合理范围内。在满足齿轮设计有关要求前提下,调整辐板厚度可避开共振转速或共振频率。在振动应力分布的共振参数敏感性方面：当齿轮在三四节径行波共振状态下工作时,齿根处应力值最大,辐板正面应力值最小;随着齿轮负载功率、工作温度和阻尼系数变化,从动轮辐板正面应力变化较小,辐板背面和齿根处变化较大。在该齿轮改进和优化设计中,需重点针对三四节径行波共振进行处理。     

H—3型低噪声双圆弧齿轮的齿形设计及其实验研究

本文通过使双圆弧齿轮的齿面接触迹沿齿宽接近均布,设计出了一种低噪声双圆弧齿轮—H—3型双圆弧齿轮,对该齿型进行的有限元分析和在封闭功率流齿轮实验台上进行的齿根应力及噪声实验表明:H—3型双圆弧齿轮的噪声和齿根应力均比JB2940—81型双圆弧齿轮有所下降。     

纯滚动凸圆弧齿轮齿根弯曲应力研究

以纯滚动凸圆弧齿轮为研究对象,分析了跑合前不同名义压力角、齿数、齿顶高系数对纯滚动凸圆弧齿轮的齿根弯曲应力的影响规律;分析得出:纯滚动凸圆弧齿轮的齿根弯曲应力随齿轮的名义压力角、齿数增加而减少,随齿轮的齿顶高系数增加而增加。为纯滚动单圆弧齿轮的参数选择提供参考。     

大顶隙长齿齿轮高弯曲承载能力关键技术研究

顶隙系数、齿高系数等齿形参数是影响齿根过渡曲线形状的重要因素,而不同过渡曲线对应齿根弯曲承载能力不同。为了取得高弯曲承载能力,延长齿轮的使用寿命,从齿轮根部过渡曲线的刀具加工设计入手,分别考虑齿条型双圆弧刀顶、单圆弧刀顶,建立齿轮过渡曲线数学模型,确定齿根局部应力折截面计算模型,探究两种过渡曲线下高弯曲承载能力齿轮的齿高系数及顶隙系数最优变化范围,进而分析齿高系数、顶隙系数对齿根弯曲承载能力的影响,并用有限元对理论分析进行验证。研究表明:在特定的过渡曲线模型下选取合理的齿高系数及顶隙系数,齿根弯曲承载能力有较大提高,这为高弯曲强度齿轮设计提供理论依据。     

基于折截面法的ZY-1型双圆弧齿轮齿形系数推导

写出了ZY-1型双圆弧齿轮齿根法截面上的齿廓表达式,分析了折截面法的基本原理,并将其用于ZY-1型双圆弧齿轮的齿形系数的推导,绘出了齿形系数曲线图。     

双圆弧齿轮齿形系数的电测研究

本文用格栅一毫米的电阻应变片对不同当量齿数的JB2940-81型双圆弧齿轮齿根弯曲应力进行了测试,并从测得的结果给出了双圆弧齿轮的齿形系数。它可用于2940-81型双圆弧齿轮的齿根弯曲强度计算公式之中。     

分阶式双圆弧齿轮有限元应力计算

本文应用三维有限元对分阶式双圆弧齿轮作了应力分析，针对国内学术界关于齿腰齿根危险截面的争论，提出分阶式双圆弧齿轮有两个危险点的论断。     

风电行星轮系动态啮合特性分析

时变风载是风电增速齿轮系破坏的重要原因之一,因此对处于极端恶劣工况风电增速齿轮系动态啮合研究非常重要。以风电斜齿行星轮系为对象,考虑齿侧间隙、轴承游隙及摩擦对啮合的影响,建立了风电斜齿行星齿轮系有限元模型。采用非线性动力学方法,研究了行星齿轮与太阳轮、内齿轮啮合过程中其齿根弯曲应力的变化规律,分析了转速对其啮合冲击应力的影响。通过分析计算得出:转速增加能使齿根弯曲应力曲线提前,行星轮的冲击应力不一定会随着转速的提升而变大;齿轮箱和传动轴受到的冲击应力会随着转速的提升而变大,同时冲力应力曲线整体前移。     

Dynamic analysis of involute spur gears with asymmetric teeth

New gear designs are needed because of the increasing performance requirements, such as high load capacity, high endurance, low cost, long life, and high speed. In some applications, such as in wind turbines, the gears experience only uni-directional loading. In these instances, the geometry of the drive side does not have to be symmetric to the coast side. This allows for the designing of gears with asymmetric teeth. In previous studies related to bending stress and load capacity, high performance has been achieved for gears with asymmetric teeth. These gears provide flexibility to designers due to their non-standard design. If they are correctly designed, they can make important contributions to the improvement of designs in aerospace industry, automobile industry, and wind turbine industry. At high operation speeds, there is always a concern of dynamic loads and vibrations of equipment. Therefore, there is a need to fully understand the dynamic behavior of gears with asymmetric teeth. Thus, the primary objective of this paper is to use dynamic analysis to compare conventional spur gears with symmetric teeth and spur gears with asymmetric teeth. The secondary objective is to optimize the asymmetric tooth design in order to minimize dynamic loads. This study offers preliminary results to designers for understanding dynamic behavior of spur gears with asymmetric teeth. For this study, a dynamic model was developed, using MATLAB, and used for the prediction of the instantaneous dynamic loads of spur gears with symmetric and asymmetric teeth. Furthermore, a 2-D three-tooth model was developed for finite element analysis. Fast Fourier transform was used for the frequency analysis of the static transmission errors. It is shown that generally, the dynamic factor, for spur gears with asymmetric teeth, increases with increasing pressure angles on the drive side. For asymmetric teeth, increasing the addendum leads to a significant decrease in the dynamic factor. The static transmission error, at the center of the single tooth contact zone, decreases with increasing pressure angle. The first two harmonics slightly increase with increasing pressure angle. It is further shown that the amplitudes of harmonics of the static transmission errors are significantly reduced when asymmetric teeth with long addendum providing high gear contact ratio close to 2.0 are used.     

航空齿轮复合应力的计算机模拟

在对弧齿锥齿轮啮合分析及发动机附件传动系统动态分析的基础上,确定一对啮合齿轮间所承受的动载荷、相应的轮齿弯曲动应力及行波共振应力后,首次提出了一种新的齿轮动弯曲应力与行波共振应力复合分析的方法,使齿轮应力分析更加符合真实情况。     

电流变夹层梁的动力稳定性分析

将电流变液等效为线性粘弹性材料，并假定在小变形情况下其储能模量和损耗因子与加在它上面的电场成正比，利用Hamilton原理和有限元方法建立电流变夹层梁的动力学方程。分析不同外加电场和厚度比情况下，电流变夹层梁的振动特性及动力稳定性。通过对单频轴向激励作用下电流变夹层悬臂梁的仿真计算显示，外加电场的增大能提高电流变夹层梁的刚度和阻尼损耗，减少不稳定区域的大小，而电流变层厚度的增加将使梁的固有频率降低，但提高了梁的稳定范围。表明合理设计电流变夹层梁可以有效抑制振动，提高系统的稳定性。     

超声珩齿指数型变幅器的动力学特性

超声振动可以有效地减小珩磨力,超声空化现象与切削液的共同作用对珩磨轮实现实时动态清洗,从而减小珩磨轮堵塞、提高加工效率,超声和珩齿进行复合加工是一种应用前景良好的齿轮精加工方法.超声珩齿的加工对象--齿轮,是一类特殊负载(直径大,厚度小),且对振动系统的加工频率影响大,在超声振动系统设计时,必须将变幅杆和齿轮组成变幅器进行全面考虑.鉴于此,根据应力耦合,将齿轮作为圆盘,采用指数型变幅杆,推导频率方程,对变幅杆的设计长度和变幅器振动频率进行数值分析,发现变幅杆的共振频率恰好是变幅器的失谐频率,变幅器的共振频率与变幅杆的固有频率也不相同,这能够为超声珩齿变幅器的设计提供理论依据.     

三环减速机的弹性动力学分析

综合考虑了三环减速机输入轴和支撑轴的弹性、行星轴承的弹性、输出轴轴承的弹性、齿轮啮合弹性以及输人轴和支撑轴偏心套的偏心误差和分度误差,建立了三环减速机的弹性动力学方程。分析了三相齿轮的动态啮合力,揭示了三环减速机中存在的超谐共振现象。试图为系统地分析三环减速机的动力学行为,改善其动态特性建立坚实的理论分析方法     

基于ANSYS/LS-DYNA的齿轮副典型故障仿真分析

采用动力学有限元软件ANSYS/LS-DYNA对齿轮动态接触问题进行分析,结合LS-PREPOST后处理器得到了齿轮在不同时刻齿面的啮合接触应力、有效应力、压力曲线等变化情况,并在此基础上对齿轮副安装轴向误差引起的典型故障进行模拟,分析结果充分体现了该方法在齿轮系统动态分析和故障模拟方面的优越性,并为探寻齿轮系统故障机理提供了手段。     

残余压应力对齿轮接触应力和疲劳强度的影响

本文应用计算机研究了残余压应力对齿轮的接触应力及疲劳强度的影响关系,结果表明：残余压应力能显著降低表面拉应力和接触区深层的最大切应力,因此,它在改善齿轮的表面点蚀、磨损和深层肃落方面起重要作用。但是,它使次表层的τ max值增加。在这种情况下,疲劳过程将由此值τ max/HV确定。     

渐开线直齿圆柱齿轮增速传动和减速传动齿根弯曲应力对比分析

增速传动齿轮是风力发电机等各类增速齿轮传动系统中的关键零件,其设计和修形主要参考减速传动齿轮来进行。由于啮合点处滑动摩擦力的影响,增速传动齿轮的啮合特性与减速传动齿轮存在较大的差异,因而减速传动齿轮的设计制造经验不能直接应用于增速传动齿轮。以应用最广泛的渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,运用危险截面法和有限元啮合仿真方法,进行了增速传动和减速传动轮齿弯曲应力的对比分析研究。结果表明,相同传动功率条件下,与减速传动相比,增速传动大轮在齿根啮合区对应的弯曲应力减小,而齿顶啮合区对应的弯曲应力增大,最大增幅达27.8%;增速传动小轮弯曲应力的变化趋势与大轮相反。研究工作为增速传动齿轮的设计和修形及建立面向增速传动齿轮的设计方法提供了重要的理论支撑。     

THEORETICAL INVESTIGATION ON STATE OF LOAD DISTRIBUTION AMONG CONTACT BEARINGS OF DOUBLE CIRCULAR ARC HELICAL GEARS

0I~DUCTIONThedoublecirculaxarcbeliealgearsisanaxialconjugatet~sndssionthathasapointcontactateveryinstant.Sothereisonlyfacecontactratio,andno~sveltecontactratioduringcourseofmating.ForthepuIPOseofimprovingtheloadcapacityanddynamicbehaviorofthegears,itisnecesseqtoenlargethecontactratio(facewidth)whichresultsinanincreasinginnumberOfcontactbedingSinInatingsimultaneously.Inreality,itiswellknownlhatfoeloaddistributionisnonuniformoverthecontactbellingsinmatingsimultaneously,whichisgenealattribu…