渐开线环形齿球齿轮副接触点共轭曲率半径及接触强度计算研究

从渐开线环形齿球齿轮齿廓曲面基本方程出发,根据理论论证和工程计算的不同需要,首先采用两种不同方法推导得出了其齿廓曲面上任意接触点处的主曲率计算公式,然后在此基础上进一步分析研究,完整地提出了渐开线环形齿球齿轮副接触承载能力计算方法,并进一步给出了有限元对比实例计算分析验证结果,解决了渐开线环形齿球齿轮自发明以来长期缺乏轮齿接触强度计算方法的问题。     

渐开线斜齿圆柱齿轮齿面接触强度分析

斜齿圆柱齿轮在啮合过程中,其啮合接触线的总长度不是定值,而该值将影响啮合过程中轮齿间的线载荷,因此分析了斜齿轮对在一个啮合周期内的接触线总长度的变化规律。目前将斜齿轮转化为当量直齿轮计算齿轮齿面接触强度,无法反映啮合瞬时齿面接触应力分布情况。将啮合接触线两侧的斜齿轮轮齿对看做曲率半径不断变化的圆锥台体,并结合斜齿轮啮合原理、赫兹弹性接触理论,通过解析法计算轮齿对任意啮合时刻的齿面接触强度,并分析了轮齿对一个啮合周期内齿面接触强度的变化规律。通过有限元分析软件,对解析法的计算结果进行了验证。     

宽斜齿轮啮合过程三维接触有限元分析

针对宽斜齿轮，提出了轮齿在不同位置啮合时有限元网格及模型的自动生成方法，并开发出相应的三维前后处理及接触分析程序，进行了轮齿啮合过程中应力应变的数值分析。本文程序使用方便，只需输入齿轮基本参数，即可得到轮齿不同啮合位置的网格、应力分布、位移场、应力场、接触状态及接触线载荷分布。     

渐开线零齿差内啮合齿轮传动齿廓啮合过程理论分析

零齿差内啮合齿轮传动机构由于应用的局限性，其运动学和动力学特征一直没有引起太多的关注。1998年笔者将此机构应用于潜油螺杆泵采油系统中，连接减速器的输出轴和螺杆泵转子，此处转子与定子的相对运动特征要求联轴节的输出相对于输入轴以一定的规律作相对偏心运动，这样，机构中参与啮合的轮齿数的常规的齿轮联轴节相比明显减少并有齿廓之间相对滑移，因此，连带引出强度、效率、振动等问题。为了给这些问题的研究打下基础，本文从齿廓啮合入手进行深入分析，建立了反映啮合点在齿廓上变化规律的16种隶属关系，并给出确定齿廓接触起迄点的解析方法。     

内啮合斜齿轮高精度三维有限元自动建模方法

为提高内啮合斜齿轮有限元接触分析的建模速度和模型精度,提出了一种齿轮高精度三维有限元模型的自动建模方法。基于齿轮插刀齿廓方程,利用齿廓法线法,得到包括齿根过渡曲线的内、外斜齿轮端面齿廓,建立了内、外齿轮参数化粗网格有限元模型。开发了表层六面体网格剖分方法,自动识别齿面接触带单元,进行分级剖分细化,保证了有限元模型的建模精度和网格密度。进行了齿面接触分析,得到了内啮合斜齿轮的弯曲应力、接触应力、接触印痕、传动误差、时变啮合刚度和载荷分配率。粗细网格有限元模型计算结果对比分析表明,该方法提高了内啮合斜齿轮有限元建模效率和计算精度,缩短了计算时间,为快速准确的齿轮接触分析奠定了基础。     

直线共轭内啮合齿轮副啮合强度分析

对直线共轭内啮合齿轮泵的齿轮、齿圈进行了静力分析。考虑油压对轮齿的影响,分析啮合过程中的力和力矩,利用赫兹公式计算出接触应力,并与有限元法计算的接触应力比较,结果显示两者的计算结果基本一致。结合理论公式与有限元软件,分别对直线共轭内啮合齿轮副啮合强度进行分析,对内啮合齿轮泵的研究有一定的参考价值。     

高重合度摆线内齿轮副齿面接触强度研究

合理的齿轮强度计算是实现齿轮结构设计及优化、保证留有适当裕量的基础。高重合度摆线内齿轮副同时参与啮合的轮齿对数较多,齿根弯曲应力很小,所以只需考虑齿面接触强度问题。基于改进能量法和赫兹弹性理论,推导了理想条件下该齿轮副的时变啮合刚度、齿间载荷分配和齿面接触强度计算模型。鉴于共轭齿廓节点处曲率半径为零,研究了节点附近不参与啮合的齿廓修形区域优化问题,在此基础上,通过将齿轮加工中产生的各种误差及侧隙转化为理论齿廓公法线上的偏移量,分析了不同加工误差对承载特性的影响程度,并在ABAQUS中进行了加载接触有限元分析验证。结果表明,该齿轮副对加工误差（侧隙）非常敏感,即对精度要求很高,为齿面接触强度计算和误差控制提供了技术支持。     

斜齿轮的齿面载荷及啮合刚度数值分析

基于齿轮啮合原理和接触问题有限元法 ,提出了一种自动生成任意啮合位置有限元模型的算法 ,开发了啮合轮齿自动建模程序及接触有限元分析程序 ,并对斜齿轮进行分析计算 ,得到了给定啮合位置齿面截荷分布曲线和运转过程啮合刚度的变化曲线     

齿廓误差对斜齿轮接触特性的影响研究

为了研究齿廓误差对斜齿轮接触特性的影响,推导出含齿廓形状误差和齿廓倾斜误差的渐开线方程,并在ANSYS中建立了含齿廓误差的有限元模型,基于该模型获得了齿廓误差对最大接触应力、弯曲应力、载荷分布的影响规律。结果表明,齿廓形状误差和齿廓倾斜误差降低了齿轮的接触强度和弯曲强度,改变了齿轮的载荷分配状况,当齿廓形状误差大于5μm或齿廓倾斜误差等于0.5°时,齿轮由三齿啮合逐渐变为双齿啮合,双齿啮合逐渐变为单齿啮合,影响了齿轮的承载能力。     

渐开线螺旋齿轮的成形磨削研究

结合渐开线螺旋面的形成原理,推导了渐开线处于某一位置时的渐开线螺旋面方程;依据盘状刀具加工螺旋齿面的基本原理,详细推导了盘状刀具加工螺旋齿面时的接触条件;在已知渐开线螺旋面方程的情况下,利用坐标变换得到了盘状刀具和渐开线螺旋齿轮所在坐标系之间的关系;通过求解接触条件式得到了接触线上的离散点,从而得到了接触线上的点在砂轮齿廓上所对应的离散点,通过点拟合得到了砂轮的成形齿廓,为渐开线螺旋齿轮的成形磨削提供了一种新方法。     

基于ANSYS的斜齿轮接触有限元分析

通过接触问题有限元基本理论的研究,应用大型有限元分析软件ANSYS建立多齿对啮合斜齿轮接触有限元模型,对其进行接触非线性有限元分析。计算结果准确直观,为斜齿轮接触应力分析和强度校核提供了更加快速有效的方法。     

大直径渐开线斜齿轮修整数控加工技术

利用成形法磨齿高精度、高效率的优点,结合砂轮在线修整技术,提出一种具体的针对硬齿面大直径渐开线斜齿轮的数控加工技术,并对采用此加工技术磨削成形的渐开线斜齿轮精度进行测量与分析。精度测量结果表明,采用此方法加工的渐开线斜齿轮精度可达到4级。     

大直径渐开线斜齿轮修整数控加工技术

利用成形法磨齿高精度、高效率的优点,结合砂轮在线修整技术,提出一种具体的针对硬齿面大直径渐开线斜齿轮的数控加工技术,并对采用此加工技术磨削成形的渐开线斜齿轮精度进行测量与分析。精度测量结果表明,采用此方法加工的渐开线斜齿轮精度可达到4级。     

基于Pro/E和ANSYS的渐开线齿轮的参数化精确建模及接触分析

介绍了Pro/E建模软件进行渐开线齿轮精确建模的参数化方法及步骤,使得建模更加方便,其中利用渐开线方程,保证了渐开线齿轮齿廓的准确性。利用Pro/E与ANSYS的专用接口,将在Pro/E中建立的实体模型方便地导入到ANSYS中,进行网格划分、加载及求解。通过对于一个个间断的啮合点的接触应力的静力学分析,从而实现对单对轮齿从齿根到齿顶的连续啮合过程中接触应力的仿真分析,进一步了解齿轮啮合过程中从齿根到齿顶接触应力的变化规律,从而验证了ANSYS进行有限元接触分析的精确性,为齿轮的优化设计提供了理论依据     

斜齿齿轮泵齿轮的优化设计

分析了斜齿齿轮泵和直齿齿轮泵啮合传动的不同点 ,得出了斜齿齿轮泵重合度要求的特殊条件 ,构建了一个以斜齿齿轮泵的输出流量脉动最小为目标函数的斜齿齿轮泵齿轮优化设计的数学模型     

基于精确模型的斜齿轮接触应力有限元分析

在 Pro/ E中通过实例阐述了斜齿轮的精确建模方法 ,并介绍了具体的设计原理 ,将生成的一对齿轮进行标准安装生成啮合模型。通过 Pro/ E与 ANSYS的数据交换接口 ,把啮合模型的几何数据导入 ANSYS中 ,并转化成由节点及元素组成的有限元模型 ,运用完全牛顿 -拉普森方法进行接触应力的静力学求解 ,并介绍了算法原理。本文充分展示了 CAD与 CAE的结合应用     

渐开线斜齿轮的接触分析

建立斜齿轮接触的有限元模型,基于非线性接触算法对斜齿轮进行有限元分析,得到斜齿轮的齿根弯曲应力和啮合齿面的接触应力结果,在此基础上,将仿真与传统理论计算结果进行比较,结果表明,利用有限元法分析齿轮接触问题是可行的.     

齿面接触应力计算中曲率系数的商榷

分析了ISO6336与AGMA2001标准齿面接触应力计算中曲率系数的一些问题，认为无论对大小、直斜或内外齿轮，均宜采用通一的实际啮合线中点或小齿轮单齿啮合区内界点的综合曲率半径作为计算依据。     

大螺旋角非渐开线圆柱内斜齿轮的铣削加工

通过调整卧式铣床,实现了大螺肇角非渐开线圆柱内斜齿轮的铣削加工,并提出了加工射不产生干涉的条件及设计铣刀时所须注意的问题。