齿轮综合啮合误差计算方法及对系统振动的影响

通过将轮齿变形分为线性宏观变形和非线性局部接触变形两部分,建立齿轮承载接触分析修正模型,并利用两层迭代将非线性接触问题转化为多个线性代数方程组进行求解。根据各接触点变形关系,提出已知齿面误差分布时啮合刚度和综合啮合误差的确定方法。通过引入刚度激振力将参变的运动微分方程组化为定常微分方程组,并利用傅里叶级数法求解其稳态解。以一对斜齿轮副为例,分析了齿轮误差在不同扭矩和转速下对系统振动的影响规律。研究发现,由于轮齿误差的存在,齿轮副啮合刚度在轻载时会减小,从而导致系统共振转速降低;受重合度和轮齿变形的影响,综合啮合误差的幅值远小于齿面原始制造误差幅值。此方法可用于分析不同误差类型及分布形式对系统振动的影响规律,为进一步建立齿轮误差控制原则提供了有效手段。     

齿轮轮齿误差对啮合刚度影响规律研究

建立了斜齿圆柱齿轮承载接触分析模型,综合考虑齿距偏差、齿廓偏差和螺旋线偏差,提出了考虑轮齿误差时齿轮啮合刚度计算方法。分析了在不同精度等级和载荷作用时,斜齿轮啮合刚度和接触线总长度的变化规律。计算结果表明:啮合刚度曲线在一个啮合周期内的变化趋势和实际接触线总长度变化趋势基本一致。在同一精度等级下,随着载荷的增大,含误差的齿轮啮合刚度逐渐增大,并最终趋近于理想齿轮啮合刚度。而在相同载荷下,由于误差的存在,齿轮精度等级越高,其啮合刚度越大。     

人字齿面齿轮传动及其几何啮合特性

基于人字齿轮传动的特点和面齿轮传动的原理,提出了面齿轮人字齿的构建方法,为了使得不同旋向的轮齿均获得局部接触特性,采用了齿向俢形以实现接触路径的偏移;为在最大限度上利用面齿轮人字齿的齿宽,提出了面齿轮无退刀槽人字齿的加工方法,设计了其使用的刀具;阐述了面齿轮人字齿的加工原理,建立了坐标系,并推导了面齿轮人字齿面的数学模型和齿面几何啮合性能仿真模型;最后给出了面齿轮人字齿面的计算结果,并绘制了虚拟样机,并完成了齿面接触分析。结果表明:人字齿面齿轮圆柱齿轮的啮合具有理想的啮合性能,可以满足啮合传动的需要。     

相对位置误差对双重螺旋法加工齿轮副接触性能的影响

为预控双重螺旋法加工螺旋锥齿轮的啮合性能,研究了相对位置误差对双重螺旋法加工齿轮副接触性能的影响。根据螺旋锥齿轮副啮合接触原理,通过数值计算得到齿面离散啮合点分布位置,采用有限元法对不同相对位置误差条件下的齿轮副进行齿面啮合加载接触分析,得到了在不同相对位置误差条件下齿轮副传动误差、接触区位置及形状、法向接触力。结果表明,螺旋锥齿轮的传动误差和法向接触力均对小轮安装距误差较为敏感。通过滚检实验得到了齿面接触区位置和接触压力,验证了有限元分析结果。     

安装误差对准双曲面齿轮啮合性能的影响

安装误差是影响齿轮啮合性能的关键因素,接触印痕和传动误差比较完整地表达了齿轮副在空载或轻载下的啮合性能。针对接触印痕和传动误差,研究了安装误差对准双曲面齿轮啮合性能的影响,该方法突破了传统靠实践经验来调整齿轮副现场安装的局限性。根据格里森HFT(hypoid formate tilt)准双曲面齿轮的加工原理和加工方法,建立了切齿加工数学模型,推导了理论齿面方程。以一对准双曲面齿轮为例,在考虑安装误差的情况下进行了轮齿接触分析(tooth contact analysis,TCA),研究了安装误差对啮合性能的影响。结果表明:准双曲面齿轮对安装误差敏感性较低。     

双渐开线齿轮齿面啮合与误差影响分析

本文研究了双渐开线齿轮的齿面展成方法和几何特性 ,采用计算机辅助分析的方法实现了双渐开线齿轮的齿面啮合分析 ,对比分析了双渐开线齿轮与渐开线齿轮的瞬时啮合线的特点 ,研究了制造和安装误差对双渐开线齿轮的影响规律 ,提出了补偿由于制造和安装误差引起的双渐开线齿轮啮合位置偏离和运动误差的途径。     

线啮合齿轮副的误差原理

探讨了在误差条件下,线啮合齿轮副的啮合原理,给出了线接触高副机构的误差与变异关系方程,研究了解的存在性及其性态。     

点啮合高副机构的误差敏度分析与啮合性能的预控

在点啮合高副机构误差与变异关系原理分析的基础上,利用误差与变异关系基本方程,建立了机构误差敏度分析的基本方法。文中以点啮合包络蜗杆式分度凸轮机构为例,进行了速比变异的敏度和接触点位置变异的敏度分析与计算,提出了设计此类高副机构时,进行传动性能预控的方法及相关的设计准则,为后续的样机研制及进一步的深入研究,提供了理论依据。     

考虑误差的人字齿轮副轮齿接触分析

根据齿轮啮合原理,基于斜齿轮的几何接触分析,对5种不同误差条件下的人字齿轮啮合过程进行计算机仿真,对传动过程中的齿面接触质量进行分析评估,得到5种不同误差条件下啮合过程中的接触印痕及传动误差曲线。观察仿真结果,分析了不同误差形式对人字齿轮传动性能的影响,有利于控制人字齿轮设计制造中的误差,对于提高人字齿轮传动质量具有重要的意义,同时为进一步进行人字齿轮承载接触分析提供基础研究。     

设计参数对齿轮啮合性能影响的研究

齿轮啮合过程中的时变啮合刚度是获得传动系统真实、有效的非线性动态特性的必要前提.根据齿轮啮合的基本原理,结合不同设计参数对刚度的影响,建立了齿轮的等效模型与齿轮的动力学模型.分析了不同齿轮孔径下系统的振动特性,结果表明较小的齿轮孔径有利于系统的正常稳定运行,这对齿轮的设计制造具有重要意义.     

对中误差及误差耦合补偿对人字齿轮啮合特性的影响

为了研究由加工产生的对中误差对人字齿轮啮合传动的影响,提高传动的稳定性,根据人字齿轮的结构特点和轮齿几何接触模型,综合考虑齿面间隙、力平衡条件及轴向位移等因素,建立了含对中误差的人字齿轮承载接触分析模型;分析不同对中误差对人字齿轮的轮齿接触和轴向振动的影响,提出了一种利用轴向装配误差与对中误差耦合作用的补偿方法.研究结...     

论齿轮滚刀的啮合误差测量

《机械》杂志１９９７年第４期刊登了“应用复合坐标法测量齿轮滚刀啮合线误差的微机处理程序设计”（以下简称《应用》）一文。该文介绍了复合坐标法测量齿轮滚刀啮合误差的原理,给出了阿基米德齿轮滚刀（直槽和螺旋槽）的复合坐标计算公式及啮合误差的数学模型,并列出了以此为基础的程序设计框图。笔者认为由于该文作者对齿轮滚刀啮合误差概念的误解,所述内容与滚刀啮合误差的原理并不相关。在此,本文就齿轮滚刀合误差的概念与     

新型内啮合S型齿轮啮合效率计算与分析

为了准确计算新型内啮合S型齿轮的啮合效率,引入了考虑轮齿表面滑差、润滑油状况及时变载荷等因素的弹流润滑时变摩擦模型;分析啮合齿面润滑机制,通过轮齿接触分析（Tooth Contact Analysis,TCA）及轮齿承载接触分析,计算了啮合齿面滑动摩擦因数及摩擦损失功率;在此基础上,获得内啮合S型齿轮啮合周期内的瞬时啮合效率和平均啮合效率,并给出了计算实例。研究结果表明,在相同设计参数下,新型内啮合S型齿轮较渐开线齿轮有更高的啮合效率;经螺旋线修形后,新型内啮合S型齿轮的啮合效率有所提高且随修形量的增大而增大。     

用运动学法进行有误差斜齿轮传动的空间啮合分析

在斜齿轮实际啮合中,由于误差的存在,齿轮的啮合已不同于理论啮合分析。本文用运动学法进行了有误差斜齿轮的空间啮合分析。通过给定方程,可用计算机模拟计算其瞬态啮合特性：①齿轮瞬时接触线（或点）和瞬时接触法线方向;②齿轮瞬时传动比和齿轮综合传动误差。     

安装误差对弧齿锥齿轮啮合性能影响的有限元分析

以一对弧齿锥齿轮为例分析了各类安装误差对接触应力和接触路径的影响,依据局部综合法设计得到了齿轮副加工参数,求得齿轮齿面并以此建立有限元模型。通过涉及安装误差的几何接触分析,完成一对齿轮的装配,避免手动装配造成的误差。对有限元模型进行轮齿接触分析,得到齿轮在不同安装误差下的有限元计算结果。利用有限元软件的后处理功能,编写Python程序提取不同安装误差下齿轮的接触应力曲线及接触路径。结果表明:轴向安装误差对齿轮的啮合性能影响较大,而轴交角误差和偏置距误差对其影响较小。     

实际工况下啮合传动的弹性接触算法

在实际工况条件下，对轮齿接触的可靠分析必须考虑各种误差和加载的影响。应用空间共轭曲面啮合原理和接触有限元理论，给出了基于接触齿面几何的弹性接触问题完全数值解法。以环面包络蜗杆传动副为研究对象。分析了该算法在啮合传动计算中应用的完整过程，求解了在加载情况下传动副的真实接触区、误差影响下接触区的变化情况、某一瞬时蜗轮工作齿面的最大接触应力和某一瞬时同时啮合的轮齿对数等问题。     

基于啮合特性的人字齿轮副动态效率计算分析

推导了人字齿轮接触线时变长度的计算公式,分析了人字齿轮副动态啮合过程,建立了人字齿轮副三维空间弯曲-扭转-轴向耦合的动力学模型。应用牛顿第二运动定律,建立了系统的振动微分方程,在基于弹流润滑摩擦计算的基础上计算了人字齿轮副动态啮合效率,分析了结构设计参数对效率的影响。     

箱体变形对齿轮啮合的影响

在设计过程中,减速机箱体的应力分布以及结构变形是比较重要的,因为这些变形关系到齿轮啮合过程中接触区域的改变,进而影响整机的传动性能。而以往的设计过程中,这些设计主要是根据经验设计。为了解决这一问题,利用ANSYS软件对箱体进行有限元分析。通过有限元计算后得到箱体的前后轴承孔处的变形不一致,使箱体轴线产生平行度和倾斜度的误差,这种误差会对齿轮啮合产生影响。由此研究结果,可以通过增加和改变筋板位置来提高箱体的刚度,从而减小箱体变形对齿轮啮合产生的影响。