双曲型法向圆弧齿轮的设计与运动仿真

双曲型法向圆弧齿轮是一种将圆弧齿形发展到交错轴齿轮传动的新型技术。在传动原理的基础上,从失配共轭思想出发,提出点啮合化双曲型法向圆弧齿轮副的设计方法,推导出生成实际齿廓的准线与母线。以UG软件为平台,构造点啮合化的双曲型法向圆弧齿轮副实体模型,并通过运动仿真来验证传动原理与设计方法的正确性。     

双曲型法向圆弧齿轮传动的滑动特性分析

双曲型法向圆弧齿轮是圆弧齿形在交错轴齿轮传动中的最新应用。根据双曲型法向圆弧齿轮啮合原理,推导出了基于齿面准线的滑动率公式;通过数值计算,绘制出了滑动率随设计参数和工作位置变化的规律曲线,探讨了双曲型法向圆弧齿轮副的滑动特性。这一研究为双曲型圆弧齿轮传动的参数优化设计和磨损分析等提供了理论依据。     

内斜齿轮修正及啮合仿真

将内斜齿轮传动副的外斜齿轮分别进行齿形、齿向修形,实现内斜齿轮的点接触。建立内斜齿轮副的传动坐标系,推导内斜齿轮和修形外斜齿轮的齿面方程,根据啮合理论建立非线性啮合方程组。计算内斜齿轮副参考点处的相对速度和法向量,通过牛顿迭代法得到了非线性啮合方程组的数值解,代入啮合方程组得到了传动误差、轮齿接触迹线和接触椭圆,从而实现了对点接触内斜齿轮副的啮合仿真。     

圆弧针齿少齿差传动啮合效率分析

在K—H—V少齿差传动中,以圆弧齿廓齿轮作行星轮,以针齿齿廓齿轮作内齿轮,称之为圆弧针齿少齿差传动。本文按照转化机构法对这种传动啮合效率进行分析讨论。1 基本啮合效率表达式圆弧针齿传动某瞬时在K点啮合(见图1),过K作齿廓公法线,交连心线于OP_aO_(b°)根据啮合点公法线分速度相等的     

渐开线齿轮传动啮合效率及噪声分析

啮合效率是齿轮传动质量好坏的重要评价指标之一,直接决定传动齿轮齿廓磨损程度,研究其理论效率对齿轮设计及传动分析有重要意义。应用切线极坐标法分析了渐开线外啮合齿轮副的啮合过程,以瞬时效率为基础完成了其啮合效率函数的推导,通过在啮合区间上积分得到平均啮合效率(简称啮合效率)的计算公式,研究了摩擦系数及变位设计对齿轮啮合的影响,为齿轮传动装置噪声分析及改进设计提供了理论依据和工程应用参考。     

渐开线圆柱直齿轮结构参数对啮合效率的影响分析

以渐开线圆柱齿轮机构啮合效率为研究对象,基于齿轮副间接触反力的概念,分析了接触齿面间摩擦因数的影响因素,借鉴已有摩擦因数研究模型,分析了直齿和斜齿传动的啮合特点,推导出直齿齿轮传动的瞬时啮合效率和平均啮合效率的数学求解式;以直齿齿轮传动为例,在不同传动比、摩擦因数、压力角情况下分析了齿轮机构的啮合效率。结果表明,摩擦因数与齿轮啮合效率成反比,较大的压力角和传动比能提高齿轮的啮合效率,增速齿轮传动比减速齿轮传动的啮合效率高。     

双向弧线圆柱齿轮的啮合特性研究

提出了一种新型齿轮——双向弧线圆柱齿轮,该齿轮齿线为圆弧,增加了齿轮的抗弯强度,消除了齿轮传动的轴向力;齿轮在啮合过程中,其接触为凸曲面与凹曲面的接触传动,增加了齿轮的承载能力,降低了齿面的磨损,提高了齿轮的寿命。重点对该齿轮副的啮合特性进行研究,推导出了其轮廓曲线方程、齿面方程和传动比。得出该齿轮副具有传动比恒定、传动平稳的优点。     

直线-圆弧齿廓内齿轮副啮合效率分析

经过齿形优化,用圆弧齿廓替代与直线齿廓内齿轮啮合的共轭外齿轮齿廓,利于解决内外齿轮硬齿面加工问题.就其啮合性能,提出了直线-圆弧齿廓内齿轮副啮合性能之一的重合度和啮合效率的计算公式,并进行了算例比较.结果表明,直线-圆弧齿廓内齿轮副的重合度小于同模数同齿数的渐开线齿廓内齿轮副;在仅探讨几何参数和啮合参数影响的情况下,直线-圆弧齿廓内齿轮副的啮合效率明显高于渐开线齿廓内齿轮副.     

考虑时变摩擦的直齿轮副啮合刚度计算及其影响因素分析

针对直齿轮副啮合过程存在时变摩擦问题,建立直齿轮副啮合模型,推导齿轮副在啮合点处的相对滑动速度、卷吸速度、滑滚比、综合曲率半径及轮齿接触压力,研究单双齿交替啮合过程中单齿承载变化下的齿面摩擦因数变化规律。基于势能法推导计及时变摩擦的直齿轮副啮合刚度解析式,分析无摩擦力、定摩擦力和时变摩擦力作用下直齿轮副啮合刚度的变化规律,进而研究时变摩擦作用下齿轮模数、齿宽、压力角、粗糙度、输入转矩等参数对直齿轮副时变啮合刚度的影响规律。研究结果表明,时变摩擦因数在单双齿交替啮合区发生突变,在节点处趋于0;摩擦力作用下单齿刚度在啮入阶段将增大,啮出阶段将减小;定摩擦力作用使啮合刚度在节点处发生突变;时变摩擦力作用使啮合刚度在单双齿交替啮合处发生突变,在节点处与无摩擦时变化规律一致;齿轮副啮合刚度随模数、齿宽增大而增大,随压力角增大而减小;啮合刚度变化量随齿面粗糙度增大而增大,随输入转矩增大而减小。     

活齿端面谐波齿轮啮合副受力状态的理论研究

活齿端面谐波齿轮是一种新型的空间活齿传动机构,不仅可以保留现有谐波齿轮传动的所有优点,而且可以大幅度地提高所传递的功率。文中首次分析了活齿端面谐波齿轮啮合副的啮合状态和法向力,研究了活齿前端与端面齿轮啮合副的啮合总面积的变化规律,并推导出了啮合副比压的计算公式,为这种新型传动装置的强度设计提供了可靠的依据。     

直线共轭内啮合齿轮传动的齿形参数研究

针对直线共轭内啮合齿轮副的特性,参照渐开线齿轮传动定义了直线齿廓外齿轮的基本参数,讨论了齿顶半角、压力角和最小齿数的关系,分析了直线齿廓上的压力角随齿高的变化规律,提出了直线共轭变位传动的概念。在此基础上,对齿廓上的啮合极限点进行了研究,计算了直线齿廓上可以参与啮合的线段长度。通过研究齿廓线段与对应啮合转角之间的关系,推导了重合度计算公式,保证在齿形参数设计时满足连续传动的要求。最后通过内啮合齿轮泵的工程实例,验证了直线共轭内啮合传动的齿形参数设计方法和齿轮副的啮合传动性能。     

变长线齿轮副的啮合及干涉分析

变长线传动是由标准齿轮滚刀加工出来的凹凸齿廓的传动。齿轮副中的小齿轮是凸齿的,齿廓是渐开线;大齿轮的主要部分是凹齿的,齿廓是延长渐开线(滚刀齿的顶角有圆弧时为延长渐开线的等距线)。在国外,苏联的“双渐开线齿轮传动”的实质与它很相似。由于它的啮合性质与圆弧点啮合齿轮类似,具有相同的优点,且对安装中心距误差不敏感。这种传动副的精确啮合过程以及齿廓间有没有干涉,是牵涉到它的啮合性质及应用范围     

基于有限元法的双圆弧弧齿锥齿轮章动传动接触特性分析

接触特性是表征齿轮传动性能的重要指标。为明晰双圆弧弧齿锥齿轮章动传动的接触特性,利用有限元法对其进行加载接触分析。首先,基于啮合原理推导双圆弧弧齿锥齿轮齿面方程并生成齿轮副的三维模型;其次,利用Ansys Workbench建立齿轮副有限元模型,分析了双圆弧锥齿轮副的齿面啮合状态;最后,分析负载与安装误差对齿轮副传动性能的影响规律。结果表明：双圆弧弧齿锥齿轮存在分别位于凹、凸齿面上的双点接触状态,且锥齿轮靠近小端部位为应力危险点;增大负载有利于提高齿轮啮合的重合度,降低齿间载荷分配系数,一定程度上可提高齿轮传动的平稳性;安装误差对齿轮副齿面接触状态有较大影响,负向偏置误差与正向章动角误差不利于齿轮承载与传动稳定,在实际应用中应合理调控。     

剥落故障演变对直齿轮副啮合刚度的影响研究

作为机械装备中的关键传动机构,渐开线直齿轮在啮合传动过程中,受极端工况影响,轮齿表面极易引发剥落缺陷,改变齿轮副啮合刚度,严重影响其工作性能和传动效率.针对轮齿表面剥落形貌演变过程中的齿轮副啮合刚度,以拓展后边缘线与原矩形剥落边缘线夹角描述剥落故障演变,结合势能法构建了含剥落故障齿轮副的啮合刚度计算模型.结果表明,当齿轮副发生齿面剥落时,会使剥落区域参与的啮合区间啮合刚度减小,并且随着剥落参数的增大,齿轮啮合刚度减小趋势增大;当剥落区域沿齿轮副轴向中心面不对称时,齿轮易发生扭转变形而产生扭转刚度;同时,由于摩擦力存在,剥落区域边缘会进一步拓展,使剥落区域的宽度增大,导致齿轮副时变啮合刚度曲线变化的区间范围增大.     

基于Adams的圆弧-抛物线构型点接触齿轮动力学分析研究

以圆弧-抛物线构型点接触齿轮为研究对象,结合Adams动力学分析软件,深入研究了其动力学性能及相关特性变化规律。首先,基于空间曲面啮合基本原理,推导了圆弧-抛物线构型点接触齿轮的齿面方程,依据给定设计参数,建立了啮合齿轮副的三维模型;其次,基于Adams建立圆弧-抛物线构型点接触齿轮虚拟样机,仿真后得到齿轮法向接触力、周向力、径向力和轴向力的变化规律,对比分析了同参数、工况下圆弧-抛物线构型点接触齿轮和普通渐开线斜齿轮的法向接触力变化规律以及啮合刚度对齿轮法向接触力的影响。研究结果表明,圆弧-抛物线构型点接触齿轮的动态性能在一定程度上优于同参数、同工况下的普通渐开线斜齿轮,传动更平稳;啮合刚度对圆弧-抛物线构型点接触齿轮的动态性能有一定的影响,在合理的范围内啮合刚度越大,齿轮的传动越平稳。研究结论可为圆弧-抛物线构型点接触齿轮的设计提供依据。     

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面接触应力分布和啮合位置变化规律研究

以变双曲圆弧齿线圆柱齿轮为研究对象。根据齿面方程建立齿轮数学模型,进而建立齿轮副的动力学模型,并通过有限元对变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面动态接触应力分布和齿轮副啮合位置的变化开展研究。结果表明:在齿宽方向,越靠近中截面,接触应力越大,且其离中截面较远时,接触应力增速较快,靠近中截面时,增速变缓;齿轮进入和退出啮合时存在冲击现象,分度圆偏上和齿根附近区域的啮入冲击较大,且在齿宽方向,总体上越远离中截面,啮入冲击越大;啮入时啮合点从端面逐渐过渡到中截面,啮出时逐渐从中截面过渡到端面,但此过程非常短暂。研究结果为变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的设计和应用提供理论基础。     

多齿差圆弧摆线式内啮合齿轮泵的设计

在分析内啮合齿轮泵工作原理及其特点的基础上,介绍多齿差的圆弧摆线齿轮副的设计方法,推导出摆线齿轮的齿廓方程及泵参数的计算公式.     

双曲型法向圆弧齿轮的瞬时接触域分析

双曲型法向圆弧齿轮是一种将圆弧齿形推广应用到交错轴传动的新型齿轮。根据齿面的几何模型,利用微分几何学推导出齿面的主曲率公式,并进一步得到了齿面共轭时的诱导曲率公式;根据Hertz接触假说,确定了齿面瞬时接触域及瞬时接触面积;利用VC++6.0编写了相关程序对齿面的瞬时接触规律进行仿真计算。研究结果为双曲型法向圆弧齿轮的接触性能分析奠定了理论基础。     

齿轮基本参数对内啮合效率影响的研究

齿轮基本参数的确定在齿轮设计中具有非常重要的意义.传统的齿轮机构设计以满足强度和寿命理论为原则,忽略了齿轮参数对内啮合效率的影响.对渐开线直齿圆柱齿轮内啮合齿廓啮合过程进行分析,推导出内啮合效率的计算公式,并在此基础上利用MATLAB编程研究齿轮基本参数对内啮合效率的影响.为内啮合齿轮传动机构设计中基本参数的选择提供参考依据.     

新型圆弧齿线圆柱齿轮齿面方程及参数化建模研究

圆弧齿线圆柱齿轮是一种具有啮合性能好、重合系数大、传动平稳、噪声低、效率高、使用寿命长等特点的新型齿轮副,其能够很好的弥补现有齿轮传动副的不足。为了进一步研究其特性,根据旋转刀盘法加工圆弧齿线圆柱齿轮的原理和啮合原理,推导了其齿面方程;同时,利用二次开发技术,模拟旋转刀盘法完成了其参数化建模设计,提高了建模效率和有效性,为后续的仿真分析提供了正确的三维模型。