对高速及中低速齿轮磨损后轮齿齿廓的研究

传统渐开线齿轮理论认为 :齿轮机构在运行过程中齿面会发生磨损 ,然而 ,轮齿齿廓将仍然维持渐开线的形状。作者系统地研究了影响高速及中低速齿轮齿面磨损的诸因素 ,并通过分析及计算对高速及中低速齿轮磨损后轮齿齿廓进行定性的描述。研究表明 :高速齿轮机构长期运行后 ,由于被磨损轮齿的齿廓不再保持渐开线形状 ,因而会加剧齿轮机构的振动     

曲线齿轮的研究

曲线齿轮系指轮齿的齿向系空间弧线的圆柱齿轮,其齿向线可为对称的圆弧或摆线,其齿廓形状可为渐开线或圆弧(图1) (一) 曲线齿轮的提出为了挖掘圆柱齿轮的承载能力,以往人们从齿廓方向着手,如将渐开线齿廓变成为圆弧齿廓,以提高其接触强度。但这种齿轮有其缺点,如弯曲强度较弱、易胶合、敏感性较强等。为了提高轮齿的综合强度,我们试图通过改变轮齿齿线的形状以达到改变轮齿齿面形状及啮合性质,从而提高圆柱齿轮综合强度的目的。通过我们的理论分析及试验证明这种设想是完全可行的。     

3自由度球齿轮建模与啮合分析

提出一种3自由度球齿轮,轮齿齿面由渐开线环形齿面和半球型锥齿轮弧形齿面组合而成,可实现无原理误差传动.基于渐开线成形原理和坐标变换理论,推导了环形齿和弧形齿齿廓曲面方程;根据齿轮啮合原理与运动分析,得到弧形齿面的共轭齿面.利用计算机得到仿真齿面以及球齿轮三维实体模型,验证了齿面方程的正确性.该研究为3自由度球齿轮机构的...     

变长线齿轮润滑油的选用

我厂φ76毫米无缝钢管穿孔机原是生产普钢的产品,为适应我厂生产的需要,采用变长线齿轮传动代替了原来渐开线齿轮传动。开始时仍使用原40号机械油作润滑剂,运行一个月后,齿面磨损严重。变长线齿轮传动类似点啮合圆弧齿轮传动,其小齿轮采用凸齿(渐开线齿廓),大齿轮采用凹齿(长幅渐开线即变长线齿廓)。这对齿轮的接触应力实测为7860公     

齿轮渐开线样板安装偏心对齿廓倾斜偏差的影响

为提高齿轮渐开线样板的制造精度,本文研究了齿轮渐开线样板安装偏心对其齿廓倾斜偏差的影响。基于双滚轮-导轨式渐开线展成原理,建立了齿轮渐开线样板安装偏心对其齿廓倾斜偏差影响的数学模型,并依据该模型分离出齿廓形状偏差和齿廓倾斜偏差;基于该数学模型,推导出补偿特定齿轮渐开线样板齿廓倾斜偏差所对应的安装偏心;最后,搭建了齿轮渐开线样板实验装置进行验证。实验结果表明:通过对安装偏心的补偿,可将齿轮渐开线样板齿廓倾斜偏差由-3.53μm减小到-0.06μm,达到了1级齿轮渐开线样板对齿廓倾斜偏差的要求。研究齿轮渐开线样板安装偏心对其齿廓倾斜偏差的影响规律可以用于补偿齿轮渐开线样板的齿廓倾斜偏差,并为开发高精度齿轮渐开线样板提供技术支持。     

虑及计值范围的 1 级齿轮渐开线样板精密成型

齿轮渐开线样板是渐开线齿轮齿廓偏差溯源与量值传递的基准,是校准各种渐开线测量仪器的标准计量器具,但是目 前国内外没有满足我国齿轮渐开线样板国家标准 GB/ T 6467-2010 要求的 1 级齿轮渐开线样板。 1 级齿轮渐开线样板对计值 范围和齿廓形状偏差要求极为严格,齿根部非计值范围内的齿面弧长仅 0. 1 mm 左右,极易受加工误差影响,导致齿根部加工 根切或加工不完整,使齿轮渐开线样板的齿根部齿廓形状偏差超差。 本文建立了起始展开角误差与齿轮渐开线样板齿根部齿 廓偏差映射关系的数学模型,分析了齿根部齿廓形状偏差超差的原因,通过 Siemens NX 运动仿真和 CAD 仿真对模型进行了验 证,并提出一种渐次加工的齿轮渐开线样板齿根部工艺,利用该工艺对一件具有 3 种基圆参数的新型齿轮渐开线样板进行了磨 削实验,4 个齿面均满足在计值范围内齿廓形状偏差 f fα <1 μm,满足我国齿轮渐开线样板国家标准 GB/ T 6467-2010 对 1 级齿 轮渐开线样板计值范围和齿廓形状偏差的要求,研究成果为 1 级齿轮渐开线样板的精密制造提供了工艺方法的支持。     

微段渐开线齿轮齿廓直角坐标方程的建立

介绍了微段渐开线齿轮齿廓形成过程，通过坐标变换的方法建立了微段渐开线齿条／齿轮齿廓的直角坐标方程，对研究这种新型齿廓起着重要的作用；建立了微段渐开线齿条和齿轮的齿廓直角坐标方程，就可通过计算机手段进行虚拟设计，从而进一步研究影响微段渐开线齿廓的参数的变化规律及优化设计、啮合特性、用有限元方法将其与渐开线齿轮进行强度方面比较、加工方法的模拟及刀具设计。     

渐开线直齿圆柱齿轮磨损的数值计算与分析

以标准渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,以Archard磨损计算模型为载体,将齿轮啮合区域的齿廓进行离散化处理,建立齿轮齿廓磨损计算模型。运用数值计算方法模拟齿廓各点的磨损情况,编写相关的计算程序,分析齿廓各啮合点处压力角与滑动系数、磨损率、摩擦距离、磨损量之间的关系,并进行曲线拟合。结果表明:在啮合区域内,齿廓的相对滑动系数、摩擦距离、磨损率、磨损量从齿根到齿顶的变化规律都是先减小后增大,在节点处理论值为0。提出的数值计算方法可实现对不同尺寸、不同材料、不同工况条件下的齿轮副的磨损量的定量计算,从而实现对齿轮使用寿命的预测。     

考虑磨损故障的双渐开线齿轮传动系统动态特性研究

针对目前双渐开线齿轮(DIG)研究过程中齿廓磨损对双渐开线齿轮动态特性的影响问题,对考虑磨损故障的双渐开线齿轮传动系统动态特性进行了研究。首先,进行了双渐开线齿轮接触线长度与齿面载荷计算,考虑相对滑移距离,建立了等效接触模型;然后,进行了双渐开线齿轮齿面累积磨损量、齿轮齿面累积磨损深度的计算,建立了双渐开线齿轮啮合刚度计算模型,进行了磨损故障的双渐开线齿轮刚度的计算;最后,以一对双渐开线齿轮为研究对象,采用集中质量法建立了6自由度动力学模型,研究了齿面磨损对双渐开线齿轮动力学特性的影响。研究结果表明：在运行1×10⁴次载荷循环后,混合弹流润滑状态下,双渐开线齿轮与普通渐开线齿轮(CIG)在节线附近齿根位置的最大累计磨损量差值为0.002 07μm,且双渐开线齿轮节线靠近齿顶位置的磨损小于普通渐开线齿轮的磨损;双渐开线齿轮系统在磨损后振动加速度幅值小于普通渐开线斜齿轮的幅值。通过对不同磨损情况下的时域响应进行研究,发现磨损导致双渐开线齿轮传动系统的振动幅值增大。     

活齿齿轮副的参数分析及齿形综合

本文从分析活齿齿轮副的组成特点出发,论述了活齿齿轮共轭齿廓的综合方法,并以齿形综合第一方案为例,分析了活齿齿轮副的齿形参数和工艺参数对齿廓形状及传动性能的影响,为齿轮的参数选择及齿廓修形指出了方向.     

渐开弧面齿轮的形成原理及数学模型

结合传统渐开线齿轮与圆弧齿轮优点,提出一种新型的渐开弧面齿轮传动。定义了渐开弧面齿轮的概念,即分别在主从动齿轮的渐开线齿廓上选取两条相对应啮合的单值曲线,在两条曲线上的任意点分别用凸凹圆弧替代渐开线齿廓形成新的齿廓。根据微分几何基本原理,运用坐标变换法推导渐开弧面齿轮传动的齿面方程。讨论渐开弧面齿轮的中心距可分性,分析表明即使中心距发生改变,只要一对齿轮齿廓能够啮合传动,就仍能保持良好的传动性能。根据实例的具体参数,建立一对渐开弧面齿轮啮合的三维实体模型。研究结果为进一步开展渐开弧面齿轮传动研究提供了理论基础,对后续齿轮的设计、加工等有很大的参考价值。     

旋转齿轮瞬时接触应力和温度的分析模拟

建立了高速齿轮传动轮齿瞬时接触温度的分析方法和模型;采用赫兹接触理论和有限元接触分析方法分析了标准渐开线齿廓和齿顶修形齿廓的齿面接触压力;研究了啮合过程中轮齿的相对滑动速度和齿面摩擦因数以及摩擦热流密度的计算方法;建立了轮齿本体温度的有限元温度分析模型;计算了轮齿接触面的瞬时温升;分析了标准和齿顶修形渐开线齿轮的轮齿本体温度和瞬时接触温度及相关因素对它们的影响。     

温度变化对圆柱齿轮齿形的影响

通过对具有渐开线齿廓的齿轮温度场分析和热应力应变分析,指出标准渐开线齿轮在温度发生变化时,其实际齿廓曲线与理论曲线不相重合,表现为齿形的非渐开线特性,并给出此时的齿形误差。     

孔销式针摆行星传动研究

提出了孔销式针摆行星传动机构.分析研究了该机构的传动原理和传动结构.推导出了传动比计算公式,建立了齿廓方程,给出了齿廓曲率半径计算公式和齿廓出现尖点的条件.该传动避免了孔销式渐开线行星齿轮传动的齿廓干涉问题,传动比范围大.根据这种机构可设计出大传动比的减速器和齿轮减速链轮等其它传动元件.     

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。     

基于Pro/E的渐开线变位齿轮参数化建模

为了简化渐开线变位齿轮的建模过程,建立了同一齿或齿槽上的的齿廓方程,利用该方程能够直接绘制齿轮两齿廓线,有效的减少了操作步骤。首先推导出标准外齿轮同一齿槽上的渐开线方程,然后在此基础上推导了正变位外齿轮的齿廓方程,并同理得出内齿轮的齿廓方程。该方程适用于标准齿轮及正负变位齿轮。最后根据所得方程对齿轮进行建模,利用Pro/E的Program功能建立了各参数间的关系式,使建模过程得到了进一步的简化,提高了效率。     

渐开线环形齿球齿轮传动原理与运动分析

介绍了一种新发明的球齿轮传动--渐开线环形齿球齿轮机构。与传统的Trallffa球齿轮相比,新型球齿轮一是采用了渐开线齿廓,二是轮齿在球面上呈环形连续分布,因而克服了离散齿球齿轮存在传动原理误差和难以加工这两个缺陷。首先介绍了这种新型球齿轮传动及其齿面的形成原理,以及派生出的另外一种新机构--球齿轮齿盘机构;为便于分析研究,对新型球齿轮传动的各部分名词术语进行了定义,然后分析了球齿轮机构的安装方式与结构特点以及球齿轮传动的啮合特点;给出了这种新型球齿轮机构的正确啮合条件和连续传动条件。还推导出这种新型球齿轮的齿面方程和啮合方程,理论结果证明了环形渐开线齿廓的共轭齿廓曲面仍然是环形渐开线曲面。利用方向余弦矩阵法分析了分别固联于主动球齿轮和从动球齿轮上两个动座标架之间的关系,通过旋转变换,分别推导出球齿轮机构和球齿轮齿盘机构的正、逆运动学模型,借助于行星轮系传动比计算方法求出了球齿轮行星传动中行星轮输出轴的偏转角与系杆框架偏转角之间的关系。     

基于加工精度的齿轮几何参数的选择

应用网格图法分析研究采用蜗杆砂轮磨齿机加工高精度渐开线圆柱齿轮齿廓时,节点附近出现凹下的齿形误差 现象,得到了避免由于与刀具啮合齿数的变化所引起的齿形误差的齿轮变位系数选择方法,并通过实验进行验证。     

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。     

Pro/E精确构建环链电动葫芦斜齿轮的方法

要在Pro／E中精确构建环链电动葫芦中的圆柱斜齿轮，必须引入齿形参数来控制轮齿形状，用关系工具建立原始参数、非独立参数以及轮齿结构尺寸之间的联系，利用曲线方程生成渐开线和螺旋线；轮齿建模思路有多种，通过理论分析和工具应用可以发现不同方法的本质异同和细微差别，并从中选出相对最精确和最便捷的建模方法。