齿轮副端面重合度统一定义及其计算式

针对各种齿轮传动提出端面重合度的统一定义,并且推导其计算表达式,进一步讨论了渐开线齿轮副、微线段齿轮副和正弦齿廓齿轮副的端面重合度的计算问题。齿轮副的端面重合度定义为齿轮作用角（即一对轮齿从进入啮合到脱离啮合过程中齿轮所转过的角度）与齿轮的齿距转角的比值。根据齿轮啮合原理,由基本齿条的轮廓曲线能够获得其啮合线方程。根据所获得的啮合线方程,以及给定的齿轮副齿顶线方程,就能够根据本文的计算式得到齿轮副的重舍度。对于渐开线齿轮副,该定义与众所周知的“啮合线长度与基节之比”的结果相同。该定义同样适用于非渐开线齿轮副,例如微线段齿轮副、正弦齿廓齿轮副等,而且计算结果更可靠。     

变齿厚渐开线齿轮副啮合效率研究

由于变齿厚渐开线啮合副变位系数沿轴向变化的特点,其啮合角、锥角、重合度、不同端截面齿顶圆上的压力角、滑动率等参数与普通渐开线啮合副不同,其啮合效率计算也与普通渐开线啮合副有所区别.分析了变齿厚齿轮啮合副效率的计算特点和影响因素,如变位系数对变齿厚齿轮副重合度和啮合效率的影响;在此基础上,提出了一种新型效率计算方法;通过...     

相交轴渐开线变厚齿轮几何设计与啮合特性分析

根据空间齿轮啮合原理,建立相交轴渐开线变厚齿轮传动工作节圆锥模型,确定工作节锥角、齿线倾斜角及两齿轮安装距。提出空间点接触到线接触的转变控制条件,实现相交轴齿轮副的近似线接触;推导齿轮变位系数对节圆锥左右两侧有效齿宽的影响;基于相交轴变厚齿轮副参数关系,分析设计参数对啮合主方向角(FPD角)和齿轮副重合度的影响;根据线接触控制条件完成齿轮副参数设计并采用有限元法进行啮合特性分析,结果表明,考虑线接触条件的节圆锥设计得到的相交轴齿轮副在加载情况下,啮合状态呈现明显的线接触且啮合区域达到整个区域的50%左右,试验验证了理论分析的正确性。     

谐波齿轮传动重合度的计算方法研究

针对谐波齿轮传动的特殊性提出谐波齿轮重合度的定义,即柔轮和刚轮轮齿的啮合区间角与刚轮单个齿距圆心角的比值。基于瞬心线运动几何学,推导出柔轮和刚轮轮齿的相对瞬心线方程,然后根据Willis定理的结论,计算出柔轮和刚轮之间的啮合区间角,最后由重合度定义计算出重合度。此计算方法适用于各种不同齿形的谐波齿轮传动重合度的计算,对于衡量新齿形谐波齿轮传动的啮合性能,具有重要的参考意义,因此该方法具有通用性。     

基于ANSYS的渐开线斜齿轮副参数化建模

在ANSYS中利用APDL语言,通过求解斜齿轮端面齿廓渐开线和过渡曲线的交点,形成端面齿廓,再沿螺旋线拖拉,直接生成了一对斜齿轮的参数化模型,模型端面上啮合点与节点重合,便于进一步分析齿轮的齿面接触应力和齿根应力以及斜齿轮的啮合过程。     

DESIGN OF NONCIRCULAR GEARS WITH DISCONTINUOUS PITCH CURVE

When the noncircular gear pair is applied to the continuously variable transmission (CVT) with gear, the transmission ratio function is discontinuous. In accordance with this unique characteristic, a new approach to design and analyze noncircular gears with discontinuous pitch curve is proposed. The design courses of various noncircular gear pairs with discontinuous pitch curve are unified based on the numerical algorithm of spline fitting and "fairing boundary condition". According to the particularity of discontinuous pitch curve, the rules and procedures for teeth distribution are recommended. It is explained in detail why the undercut is formed and how to manage the undercut based on meshing principle. In addition, the calculation formulas for each tooth profile segment are also derived. If the tooth profile data are calculated, the measurement and the incision process for noncircular gear can be conducted and the CAD simulation can be achieved easily. To ensure the continuity of the transmission, the transmission interference of the tooth which is located at the pitch curve joint point is managed by utilizing Bezier curve with CAD software. And the contact ratio of gear pair is obtained. The case study shows that this approach is successful and opens up a new way for the design of noncircular gear.     

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。     

偏心渐开线齿轮传动的不等分模型及其数值解法

针对等分模型下配对齿工作齿廓出现实际啮合不会发生的齿廓交叉或者分离现象,根据渐开线齿廓啮合几何关系,提出一种不存在假设误差的偏心渐开线齿轮传动不等分模型,以奇数齿偏心齿轮传动为例,给出不等分模型数值求解的完整算法。根据内公切线与两轮配对齿工作齿廓的交点数不同,啮合点搜索算法能处理任意转角关系下连续转动的4种情形,能正确产生7种不同的配对结果。计算结果表明,几何中心连线与内公切线段的交点不相互等分两线段,啮合点不总是在内公切线上,和轴心距大小无关。当基准齿工作齿廓坐标点数为5 000点时,啮合点搜索的坐标控制精度可达到0.001 mm,转角误差精度可达到0.001°,计算方法可以得到非常精确的转角关系,可以为偏心齿轮传动的准确分析和优化设计提供依据。     

双圆弧弧齿锥齿轮传动的切齿啮合分析

基于双圆弧齿轮的齿形特点 ,结合弧齿锥齿轮的加工原理 ,进行双圆弧弧齿锥齿轮的切齿啮合分析 ,得到了切齿啮合过程中的啮合方程、产形轮齿面方程以及双圆弧弧齿锥齿轮的通用齿面方程表达式     

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     

基于差齿面拓扑的轮齿承载拟赫兹接触分析

基于齿条曲面多项式与齿轮公切共轭产形原理,建立了数值齿面、差齿面ease-off模型;通过ease-off曲面映射,解析了齿面接触路径、传动误差、接触线等轮齿啮合特性信息。利用势能法、变形协调方程与拟赫兹接触分析解决了齿面载荷计算、边缘接触应力求解问题,获得了轮齿啮合刚度、传动误差、齿间载荷分担、载荷分布、接触应力等齿面啮合的时变历程特性。计算结果与第三方软件的计算结果具有较好的一致性。     

关于点线啮合齿轮螺旋角选择的研究

点线啮合齿轮螺旋角β的选择，改变了渐开线齿轮为凑中心距或者从优化角度来选取β值的情况。这种选择往往在齿轮滚齿加工时，不能保证螺旋角β的精度，因而引起螺旋线偏差过大，接触时往往达不到全齿长的接触。文中采用的螺旋角β是在滚齿时，采用各种机床差动挂轮的计算公式计算出来的，精华为一个k值的计算公差。根据不同的k值得到不同的β值。选择该β值后就可以使得一对齿轮在不同的机床上滚齿时误差达到零或最小值，在一台机床上加工时，误差可以达到很小，甚至为零。实践证明其螺旋线偏差小，当齿轮孔平行度达到要求时，一对齿轮可以达到全齿长接触。     

渐开线齿轮单齿啮合区的齿形系数

本文对范成法加工的渐开线圆柱齿轮，在单对齿啮合受载时，按轮齿危险截面形状（分平截面法和折截面法）、加工方法（分齿条刀类和插齿刀类），给出四组齿形系数的计算式。此式既可计算标准（或非标准）齿轮齿顶受载时的齿形系数，又可计算标准（或非标准）齿轮齿廓任意点受载时的齿形系数，还可计算具有非标准齿廓参数的渐开线齿轮任意点受载的齿形系数，为精确计算轮齿齿根弯曲强度提供了依据。     

面向啮合线的齿廓数学模型的建立及算例分析

在研究直齿圆柱齿轮啮合原理的基础上,提出了面向啮合线的齿轮齿廓设计方法。建立了面向给定啮合线的齿轮齿廓的数学模型;并以啮合线为椭圆形状的齿轮齿廓设计为例;验证了设计方法的合理性和正确性,最后计算了利用该方法设计出的齿轮的重合度,并与相同参数的渐开线齿轮进行了比较。研究结果表明:通过给定的啮合线形状设计齿轮齿廓比直接给定齿廓形状更容易控制齿轮的啮合性能。     

基于非圆节曲线的轮齿程序设计

根据非圆齿轮节曲线方程,推导非圆齿轮轮齿的齿顶、齿根及齿廓的曲线方程,编程实现了非圆齿轮齿形的计算机辅助设计,减轻了人工设计的工作量,增强了非圆齿轮齿形设计的直观性,并为非圆齿轮传动的计算机辅助设计打下了基础。     

少齿数渐开线圆柱齿轮副节点外啮合的研究

给出了少齿数渐开线圆柱齿轮副节点外啮合的判定公式及具体的计算方法 对少齿数齿轮副节点外啮合时齿顶圆的有关问题进行了研究 通过分析少齿数齿轮副节点外啮合时的啮合特性,找出了符合实际的接触应力计算点,并推导出该计算点综合曲率的计算公式.     

微线段齿廓的形成原理及特性

介绍了微线段齿廓的形成原理,推导出了其齿条及齿轮的齿廓曲线方程,证明了该齿廓满足啮合基本定律且在啮合时有很多点的综合曲率为零,因而该齿廓有较好的啮合特性。根据齿廓曲线的计算公式,设计出了一个齿轮,并给出了部分数据和齿廓图形。     

TOOTH CONTACT ANALYSIS OF CONICAL INVOLUTE GEARS

The mathematical model of conical involute gears is developed based on the theory of gearing and the generating mechanism. Tooth contact analysis (TCA) is performed to examine the meshing and bearing contact of the conical involute gear pairs with intersected and crossed axes. In addition, the principal directions and curvatures of the gear surfaces are investigated and the contact ellipses of the mating tooth surfaces are also studied. Finally, the numerical illustrative examples are provided to demonstrate the computational results, test gears are made for tooth-bearing tests, and the conclusion is verified that the theory has the applicability.     

核电循环泵行星齿轮热弹流润滑研究

核电齿轮箱的良好润滑性能是核电循环泵可靠运行的重要保障,充分考虑齿面形貌和齿廓修形等因素对内/外啮合齿轮副的影响是准确评估其润滑特性的前提。建立典型工况下核电循环泵行星传动系统斜齿轮热弹流润滑模型,首先将斜齿轮副的啮合状态几何等效为圆锥滚子的接触问题,然后考虑斜齿轮接触变形和齿廓偏差,计算得到内/外啮合齿轮副接触区域不同位置的油膜厚度、承载压力、摩擦应力和闪温等参数。考虑齿面磨合作用,采用移动平均滤波方法对未经磨合的初始形貌进行光滑处理,分析了齿面形貌对润滑行为的影响,最后采取齿廓修形改善润滑特性。结果表明：粗糙度和齿廓修形均会对润滑特性产生明显的影响,齿面粗糙形貌会造成油膜厚度减小,进而影响其润滑特性,弱化润滑油膜的承载能力;通过齿廓修形可以改善齿轮啮合边界处的几何过渡,降低该区域的应力集中和表面温度,从而明显改善啮合线终端的润滑状态。     

Oil Film Stiffness of Double Involute Gears Based on Thermal EHL Theory

Lubrication failure is one of the main failure forms of gear failure.Time varying meshing stiffness is an important factor affecting the dynamic behavior of gears.However,the influence of oil film stiffness is usually ignored in the research process.In this paper,according to the meshing characteristics of double involute gears,based on the non-New-tonian thermal EHL theory,a new calculation method of normal and tangential oil film stiffness for double involute gears is established by the idea of subsection method.The oil film stiffness difference between double involute gears and common involute gears is analyzed,and the influence of tooth waist order parameters,working conditions,and thermal effect on the oil film stiffness are studied.The results reveal that there are some differences between normal and tangential oil film stiffness between double involute gears and common involute gears,but there is little dif-ference.Compared with the torque,rotation speed and initial viscosity of the lubricating oil,the tooth waist order parameters have less influence on the oil film stiffness.Thermal effect has a certain influence on normal and tan-gential oil film stiffness,which indicates that the influence of thermal effect on the oil film can not be ignored.This research proposes a calculation method of normal and tangential oil film stiffness suitable for double involute gears,which provides a theoretical basis for improving the stability of the transmission.