分阶式双渐开线齿轮的光弹试验与弯曲强度试验研究

采用冻结切片三维光弹试验方法,对双渐开线齿轮的弯曲应力进行研究,试验结果与有限元计算相吻合;在高频疲劳强度试验机上完成软、硬齿面轮齿的弯曲疲劳强度试验,结果表明轮齿的断裂位于齿根处30°与40°之间,当齿厚变位系数为0.08时,双渐开线齿轮的弯曲强度大约提高了16%。     

渐开线斜齿轮单齿弯曲疲劳加载试验方法研究

针对渐开线斜齿轮的弯曲疲劳强度试验测试问题,利用RomaxDesigner仿真软件研究了不同齿宽和螺旋角的齿根弯曲应力变化规律和载荷分配关系,得到了最大应力及相应的接触线位置及其载荷,可用于斜齿轮单齿弯曲疲劳试验的加载位置和加载载荷的确定。对比分析了不同螺旋角齿轮弯曲应力仿真值与GB/T 3480—1997中通过一系列修正系数得到的计算值,发现二者存在较大区别,证明了对斜齿轮进行弯曲疲劳试验的必要性;同时提出了斜齿轮弯曲疲劳强度试验方案。斜齿轮弯曲疲劳试验的结果可以转换到国家标准中,以提高斜齿轮弯曲强度评估的准确性。     

分阶式双渐开线齿轮弯曲应力的有限元研究

基于轮齿等弯曲应力,应用有限元方法对阶梯参数的匹配关系进行优化,提出设计用的选择图表和经验公式;建立齿轮传动等强度优化模型;分析双渐开线齿轮的螺旋角系数和接触线系数,提出了新型齿轮弯曲应力的计算公式。     

双渐开线齿轮齿廓参数优化及滚刀设计

双渐开线齿轮是一种新型渐开线齿轮。这些齿轮的齿廓由两组渐开线和连接它们的过渡曲线组成，形成阶梯形。基于等强度原则，利用有限元关于接触强度、弯曲率强度分析计算结果，建立了双渐开线齿轮齿廓参数优化数学模型，并进行优化，给出双渐开线齿轮滚刀前刀面齿廓方程，并利用优化结果，设计、加工出双渐开线齿轮滚刀。     

分阶式双圆弧齿轮弯曲强度研究

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具有两个危险点的论断,并根据等强度条件提出一套新的齿形参数,本文采用镶嵌式盘形铣刀加工新参数齿轮,便于齿轮参数的研究和试验,本文设计了圆弧齿轮疲劳试验夹具,成功地在高频疲劳试验机上进行了圆弧齿轮弯曲疲劳强度试验,为提高圆弧齿轮强度开辟了新的试验研究途径。     

基于载荷分担理论的双渐开线齿轮混合弹流润滑分析

根据双渐开线齿轮齿廓啮合特点,基于载荷分担、弹流润滑理论,建立双渐开线齿轮混合弹流润滑模型,研究双渐开线齿轮齿廓参数对混合弹流润滑特性的影响。采用对比法分析双渐开线齿轮与同参数普通渐开线齿轮啮合特性及润滑性能差异,并研究双渐开线齿轮齿廓参数对润滑特性的影响。研究表明:双渐开线齿轮由于轮齿分阶的影响,其啮合特性及润滑性能与普通渐开线齿轮相比有较大差异;稳态载荷作用下,双渐开线齿轮在除接触线全部位于齿顶啮合区之外的位置,润滑性能优于普通渐开线齿轮;双渐开线齿轮中心膜厚随齿腰高度系数增大而减小,摩擦因数随齿腰高度系数的增大而增大;中心膜厚在齿顶啮合区随齿腰切向变位系数的增大而减小,在齿根啮合区中心膜厚变化规律与齿顶啮合区相反,摩擦因数随齿腰切向变位系数的增大而减小。     

齿轮弯曲强度有限元精确分析方法研究

通过计算轮齿弹性共轭接触迹,确定齿轮在啮合过程中各个位置的压力角、齿廓接触长度以及接触位置等参数。并对ANSYS进行二次开发,制作了一个精确计算齿轮弯曲强度有限元分析的软件。运用此软件对相同参数的渐开线齿轮与点线啮合齿轮进行弯曲强度的有限元精确计算,得出点线啮合齿轮比渐开线齿轮弯曲强度提高11.7%的结论。     

双渐开线齿轮分阶参数对弹流润滑特性的影响研究

针对双渐开线齿轮分阶参数对弹流润滑特性影响的问题,根据双渐开线齿轮齿廓啮合特点及弹流润滑理论,推导出了双渐开线齿轮接触线长度及当量曲率半径计算公式。建立了双渐开线齿轮弹流润滑模型,研究了双渐开线齿轮分阶参数对弹流润滑特性的影响;通过数值计算,得出了最小油膜厚度及摩擦系数在啮合周期内的分布情况。研究结果表明:采用该模型得出的最小油膜厚度与已有算例及经验公式得出的数值结果偏差较小;与双渐开线齿轮齿腰高度系数相比,齿腰切向变位系数对最小油膜厚度的影响较小,最小油膜厚度随高度系数的增大而减小;摩擦系数随齿腰高度系数的增大而增大,随齿腰切向变位系数的增大而减小。     

非对称齿廓齿轮弯曲疲劳强度理论分析与试验

为提高齿轮承载能力设计齿轮两侧压力角不等的非对称渐开线新齿形,推导双压力角非对称齿廓齿轮工作齿侧与非工作齿侧的渐开线齿廓方程和齿根过渡曲线方程,通过迭代计算和优化策略提出非对称齿廓齿轮疲劳强度解析法计算公式。编制生成非对称齿轮齿廓的参数化程序,在此基础上建立非对称齿廓齿轮有限元分析模型。通过解析法对不同压力角组合的非对称齿廓齿轮弯曲应力和危险截面位置计算得出,随着工作齿侧压力角的增大齿根最大弯曲应力逐渐降低,单齿啮合区向齿顶偏移;通过对有限元模型进行计算得出的结果与解析法一致,应用最小二乘法拟合出非对称齿廓齿轮齿根弯曲应力随工作齿侧压力角变化的计算公式。采用数控电火花线切割方法加工制造非对称与标准齿廓齿轮,在高频疲劳试验机上采用双齿脉动加载方法对其进行疲劳强度试验。试验结果表明,非对称齿廓齿轮在相同寿命下比对称齿轮极限载荷提高了50%,非对称齿廓齿轮的应力值变化趋势与前两种方法是一致的。     

双渐开线齿轮传动模态分析及阶梯参数对动态特性的影响

双渐开线齿轮传动是一种新型齿轮传动。利用有限元分析软件对双渐开线齿轮传动进行了模态分析,并与同参数普通渐开线齿轮传动进行了对比。分析结果表明:与普通渐开线齿轮传动相比,双渐开线齿轮传动固有频率增大,最大振幅普遍减小,因此该传动系统啮合产生的噪音和轮齿发生共振的可能性降低。通过改变双渐开线齿轮阶梯参数,研究了相关参数对其齿轮系统动态性能的影响,为双渐开线齿轮传动的设计及阶梯参数的选择和优化提供了理论依据。     

分阶式双渐开线齿轮

提出了一种新型渐开线齿轮。这种齿轮的齿形由两级渐开线和一段连接它们的过渡曲线组成,形成阶梯形,作者将它称为“分段式双渐开线齿轮”。由于该齿轮的齿根厚度比普通渐开线齿轮的齿根厚,并且节点附近不相接触,因此,其轮齿弯曲强度和接触强度都提高。此外,这种齿轮的工艺性比圆弧齿轮好。报告了有关该齿轮的原理、制造及台架试验的一些主要结果。     

微线段齿轮齿根应力的对比试验研究

采用应变电测法设计微线段齿轮与渐开线齿轮齿根弯曲应力比较试验的装置,对试件的设计与加工进行严格的控制,并确定比较试验方案,给出处理现场数据的公式及计算结果的T－σ折线图,对结果的显著性检验证明,微线段齿轮的抗弯曲性能要大大优于相应的渐开线齿轮。     

分阶式双渐开线齿轮啮合特性分析

分阶式双渐开线齿轮是一种新型齿轮,故对其传动的重合度、接触线长度等进行了分析研究,给出双渐开线齿轮传动重合度、总接触线长度的精确计算公式,并提出端面重合度与纵向重合度的最佳组合及最差组合条件,其结果对设计、分析渐开线斜齿轮及双渐开线齿轮传动具有重要意义。     

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。     

准双曲面齿轮的修正节锥设计方法及切齿试验

为了提高准双曲面齿轮的强度和耐磨性,提高准双曲面齿轮的使用寿命,提出准双曲面齿轮的修正节锥设计方法。在不改变大轮外径和中点工作齿高的的情况下,令大轮的齿顶高系数fa≤ ,从而可以导出新的节锥参数,此时新的节锥与面锥重合或在准双曲面齿轮实体之外。利用齿面接触分析(TCA)、齿面承载接触分析(LTCA)和有限元法(FEM),分析齿轮副的啮合性态、齿面接触应力、齿根最大拉伸应力和齿根最大压缩应力。计算机模拟显示,采用修正节锥设计方法设计的准双曲面齿轮的齿面接触应力、齿根最大拉伸应力和齿根最大压缩应力显著减少,采用修正节锥设计方法设计的准双曲面齿轮在加工过程中可用一般的刀具,不需要特殊的工具。     

点线啮合齿轮齿根弯曲应力研究

提出点线啮合齿轮齿根弯曲应力计算方法,修正了大齿轮的齿根弯曲应力计算公式,在公未中增加大齿轮弯曲强度提高倍数.通过有限元仿真和试验验证了点线啮合齿轮齿根弯曲应力计算方法,并得出点线啮合齿轮弯曲疲劳强度比渐开线圆柱齿轮至少要提高15%的结论.