某运输机减速器齿轮齿面的修形优化设计

以某运输机减速器输出端齿轮副为研究对象,根据齿轮参数利用 KISSsoft 软件得到其三维模型,采用齿向修形的方式对齿轮齿面进行优化设计,通过调整和比较最优的齿轮修形参数,并对修形前后齿轮的传递误差、接触应力分布、齿向载荷分布系数进行比较分析,得到了不同修形参数对齿面接触的影响规律,实现了运输机减速器齿轮啮合的优化设计,减少了减速器齿轮副达到合理啮合斑点的修配时间。分析结果表明:适当的齿面参数修形,可以改善载荷沿齿面接触线的不均匀分布,降低齿面接触应力,减小由于制造装配误差造成的齿轮啮合误差,使齿轮运转更加平稳,提高齿轮的承载能力。     

基于Romax的重载齿轮修形设计与试验研究

齿轮修形能够有效改善重载齿轮的啮合状况,提出一种齿廓修形设计的新方法,建立了修形齿廓的参数方程;基于Romax软件对齿轮进行轮齿接触分析,对修形前后齿面载荷分布情况及传动误差进行了分析。结果表明,修形后的齿轮传动误差明显减小,齿面载荷分布更加均匀,改善了齿轮的啮合特性。     

修形斜齿轮啮合特性计算机仿真研究

齿面修形是提高齿轮副啮合性能的重要手段。主要研究修形的小斜齿圆柱齿轮与渐开线圆柱齿轮的啮合特性。通过计算机仿真了在装配误差存在条件下传动误差和啮合印痕在齿面的分布状况。分析表明在仅存在轴夹角误差的情况下,啮合印痕在两齿面上沿齿向分布在靠近中线的位置,传动误差为不连续的分段直线。     

修形斜齿轮啮合辅牲计算机仿真研究

齿面修形是提高齿轮副啮合性能的重要手段。主要研究修形的小斜齿圆柱齿轮与渐开线圆柱齿轮的啮合特性。通过计算机仿真了在装配误差存在条件下传动误差和啮合印痕在齿面的分布状况。分析表明在仅存在轴夹角误差的情况下，啮合印痕在两齿面上沿齿向分布在靠近中线的位置，传动误差为不连续的分段直线。     

含齿向修鼓的掘进机直齿轮齿面包络数学模型及动力接触分析

运用齿条刀具与被加工直齿轮的共轭啮合理论,推导了齿向修鼓直齿轮的齿廓曲面方程,编写了修形直齿轮的参数化建模程序,可自动生成含齿向修鼓的直齿轮的精确齿面;而后根据工程实例的齿轮参数,建立了含齿向修鼓的直齿轮副实体模型及有限元模型,采用三维动力接触有限元法,对比分析了修形前后齿轮副的动态啮合性能。分析表明,啮合初期齿轮副接触力波动较大,而后逐渐平稳;修形齿轮副等效应力曲线的波动较修形前明显减小;适当的齿向修鼓可避免边沿效应出现,缓解齿宽两端应力集中现象。     

矿用减速器双压力角弧齿锥齿轮轻量化设计与制造

矿用减速器的结构对整机轻量化影响很大,优化弧齿锥齿轮的结构尺寸能有效减少减速器齿轮、轴承座和箱壳的质量。针对矿用减速器的工作状况,提出在工作齿面采用大压力角,在非工作齿面采用标准压力角的非对称弧齿锥齿轮。对双压力角非对称弧齿锥齿轮的啮合传动原理、齿轮副齿面方程进行了推导,分析非对称设计对工作齿面压力角变化范围的影响,对减速器弧齿锥齿轮齿形进行计算,对比了对称和非对称弧齿锥齿轮主动轮和被动轮。设计并制造了非对称单面刀盘和双面刀盘,加工出双压力角非对称弧齿锥齿轮,通过解析法、有限元法及封闭式齿轮实验台对非对称弧齿锥齿轮承载能力进行计算、仿真和实验。结果表明非对称弧齿锥齿轮轻量化效果明显,轻量化后的非对称弧齿锥齿轮能够替代原减速器对称齿轮。     

变速箱齿轮齿面接触应力改善研究

为改善齿轮箱齿轮齿面接触应力分布,提高齿面接触疲劳强度,以某变速箱一级齿轮副为研究对象,介绍了齿轮齿廓及齿向修形原理,在此基础上采用Kisssoft仿真软件对减速箱一级齿轮进行了齿廓及齿向修形仿真分析。通过齿廓修形,得到了修形前后齿轮传动误差及接触应力的变化情况,通过计算多组不同齿向修形参数,得到了不同修形量对齿轮齿向载荷分布系数Khβ的影响规律。分析结果表明:适当的齿廓修形可使齿面接触平滑;适当齿向鼓形修形,能有效改善齿向载荷分布,优化接触斑点分布,降低齿面接触应力。     

基于Romax的人字齿轮拓扑修形及仿真

齿轮拓扑修形能改善矿用传动机械的性能,基于Romax与齿轮啮合原理,针对人字齿轮的特点,提出了刀具齿廓方向正弦曲线修形及人字齿轮齿向方向鼓形修形的拓扑修形方法,推导齿廓修形量的求解方法,确定修形参数,分析了压力角误差与螺旋角误差对传动线性误差、轮齿接触温度、轮齿最大接触应力的影响。仿真结果表明,此拓扑修形方法对误差的灵敏度低,为人字齿轮进一步研究提供了依据。     

变载荷工况下齿轮齿面的啮合性能研究

为解决吊车回转臂架齿轮副断齿率高的问题,在前期齿轮副恒定载荷工况性能研究的基础上,选用与实际工况相吻合的变载荷谱,针对轻载、中载、重载和满载等变载荷工况,提出一种全新的修形分区方法,即对小齿轮采用螺旋线和鼓形修形相结合的方式进行分区,通过 KISSsoft 软件优化小齿轮的齿面分区和齿面修形量,修改后,齿面应力得到改善,齿面受载更加均匀,偏载现象得到解决,并且啮合性能得到提高,有效地降低了吊车回转臂架齿轮副的断齿率。     

直齿圆柱齿轮齿面接触特性分析及齿向修形研究

采用齿向两端梯形修薄和鼓形修形的方式,对某运输机减速器输出端直齿圆柱齿轮齿面进行修形。对修形前后齿轮的接触应力分布、瞬时接触温度和润滑油的油膜比厚进行比较分析,得到了两端梯形修薄和鼓形修形对齿面接触的影响规律,实现了运输机减速器齿轮接触设计优化。结果表明:适当的齿面修形可以减小齿向载荷分布系数,降低齿面接触应力,并能使齿轮瞬时接触温度降低,润滑油的油膜比厚增大,提高齿轮的承载能力。     

基于效率最优原则的行星减速器优化设计

以矿用提升绞车中的NGW型行星减速器为优化对象,按照力矩平衡条件,得到其功率平衡方程,采用啮合功率法得到2K-H型行星齿轮传动效率,以效率最大为目标函数,建立包含配齿条件、齿面强度等的优化模型。采用MATLAB软件对模型进行优化,结合配齿条件组合出4种优化方案,经对比分析得到的最终方案比优化前效率提高3‰。满足了行星减速器的优化设计要求,为行星减速器优化设计提供理论指导。     

高速动力头齿轮副啮合特性分析及微观齿廓优化

基于Romax Designer建立由‘齿轮-轴-轴承-箱体’组成的高速动力头齿轮副啮合性能分析模型,从系统的角度开展啮合特性仿真分析、微观齿廓优化等。结果表明:由于系统变形、间隙、制造和加工误差使得齿轮副啮合性能较差;通过提出的轮齿优化方式和优化量可以有效改善轮齿载荷分布,降低啮合冲击,增强齿面抗胶合能力,提高动力头寿命。研究对松软煤层钻机用高速动力头的设计及动态特性优化具有重要指导意义。     

摆线针轮行星传动减速器摆线轮参数化设计

在分析现有摆线轮齿形修形理论的基础上,根据摆线啮合副的啮合原理和摆线轮的加工实践,采取5种修形方式优化组合,对三环摆线针轮行星传动减速器摆线轮齿形进行修形,为摆线针轮啮合副齿廓设计提供了理论基础。通过Visual Basic对Solidworks进行开发,实现了摆线轮模型的参数化设计。     

直齿锥齿轮修形特性研究

为了获得高性能、疲劳寿命长的直齿锥齿轮传动系统,以某型直齿锥齿轮传动系统为研究对象,分析齿轮修形原理,运用有限元传动仿真软件Romax建立直齿锥齿轮修形仿真模型;研究了修形对其动态啮合力、综合啮合刚度及传动误差的影响。研究结果为直齿锥齿轮传动性能的提高、振动噪声的减小提供理论依据。     

基于KISSsoft的齿轮修形与传动性能研究

吊车臂架的回转机构通常采用大齿圈和小齿轮的啮合来实现其回转运动。利用KISSsoft建立回转机构组件及齿轮副模型,在考虑齿轮轴组件受力和变形对齿轮副啮合的影响下,以降低齿轮副间隙差值和齿向载荷分布系数,以及提高齿轮的传动性能为目标,对啮合的小齿轮首次采用了固定的鼓形修形值和变化的螺旋线修形值相结合的方式进行修形。并提出了全新的迭代试凑法来确定螺旋线修形值,使得齿轮副齿面峰值应力下降,缓解了应力沿齿宽方向分布不均现象。解决了大型回转机构齿轮副的断齿问题,减小了偏载对齿轮传动的影响,不仅提高了齿轮的传动性能,延长了使用寿命,还具有很好的工程参考价值。     

基于fgoalattain函数卷扬机减速器齿轮的多目标优化

以电传动卷扬机二级齿轮减速器为研究对象,以低速级两啮合齿轮齿根弯曲疲劳强度为目标,同时实现减速器轻量化,建立以齿轮模数、齿宽、齿数为设计变量,以齿轮强度作为约束条件的多目标优化设计数学模型。运用MATLAB软件中fgoalattain函数对设计变量进行数值优化。优化结果表明:两齿轮齿根弯曲应力差从77.5 MPa降低为5.41 MPa,使得结构更加合理;质量减少了约31.6%,实现了轻量化。     

新型渐开线少齿差行星齿轮减速器的设计

NN型双偏心曲轴少齿差行星齿轮传动减速器,是一种新型的用双偏心曲轴代替单偏心套的渐开线少齿差行星减速器结构。笔者采用封闭图法选取了该减速器的内啮合齿轮副的变位系数,运用ANSYS Workbench软件对新型减速器三维模型进行模态分析,完成了NN型减速器的结构设计。由分析可知,系统固有频率远大于输入频率时不会产生共振。     

鼓形齿联轴器齿形及齿面接触特性研究

鼓形齿联轴器是应用在矿山、冶金及轧钢等领域的重要基础件之一,其鼓形齿齿形及啮合特性直接影响鼓形齿联轴器传动性能的优劣。根据齿轮啮合原理,由齿条刀具推导鼓形齿齿面方程,采用解析法对鼓形齿齿形(鼓形齿半径和曲率)进行分析。由鼓形齿齿面方程建立其三维模型,并根据鼓形齿联轴器的工作特点,采用有限元法分别对对中和非对中状态下的鼓形齿轮副接触特性进行了研究,为优化鼓形齿参数、提高承载能力和传动性能提供理论依据。     

基于MATLAB的交错轴斜齿轮传动齿面数字化接触模型

在建立交错轴斜齿轮传动副标架、准确推导齿面啮合方程的基础上,利用MATLAB强大的科学分析计算功能和函数可视化功能绘制出2个完整的接触齿面,探索出一种能快速、准确地绘制交错轴斜齿轮传动齿面三维数字化接触模型的方法,对于进一步分析研究交错轴斜齿轮传动啮合性能提供了理论基础。     

开式齿轮齿廓修形原理及方法的研究

针对大型齿轮不易修形的难题,笔者提出了通过对刀具进行修正,实现在加工过程中对齿轮齿廓进行展成修形的方法,并详细分析了大型齿轮的修形原理和修形刀具的设计方法。笔者采用齿轮啮合理论,推导了修形刀具加工大型齿轮的齿面方程。以?4.8 m×105 m回转窑开式大齿轮为研究对象,采用MATLAB软件对加工过程进行仿真分析,从而验证了理论分析的正确性和设计方法的合理性,为精制修形滚刀的设计提供理论支持,对改善大型齿轮的传动特性,提高承载能力和可靠性具有重要的意义。