应用有限元法(FEM)验证在直齿轮和斜齿轮内采用ISO和AGMA标准的齿根强度的比较分析

在工程界现在普遍的趋势是要求重新研究各不同的标准以确是其在工业内最好的实践.本文介绍采用在ISO和AGMA标准对齿根强度估算方法的比较分析,并用开发的有限元和模型仿真进行证实.本分析(1)介绍了采用齿条和齿轮刀具制造的广大范围的直齿和斜齿轮,而(2)是齿轮主要几何学(齿轮设计),制造(齿条和齿轮刀具)和性能参数的不同组合,以及对每个齿轮进行齿根强度分析的有限元方法(FEM).FEM的结果与用ISO和AGMA标准计算的相比较.对不同的设计、制造和性能参数组合的比较分析用图解说明和简要讨论.该结果将许可在现代工程实际中应用标准所存在的限制有一个很好的了解,并为改进和统一标准提供一个基础.     

插齿刀参数对内齿轮齿根应力的影响

随着行星传动的广泛应用,内齿轮强度计算尤显重要,目前,无论是ISO还是其它标准均把内齿轮齿形视为无限多齿数的齿条齿形,并借助外齿轮图表查出齿形系数Y_(Fa)和齿根应力集中系数Y_(Sa),即把Y_(Fa)和Y_(Sa)两参数看成与内齿轮及插齿刀无关的常数来计内齿轮的齿根强度.作者用边界元法计算表明:这样的近似处理在刀具齿尖圆角半径小的情况下其计算值小于实际值,致使内齿轮在实际工作过程中达不到设计寿命.因此有必要建立插齿刀的合理选择方法.     

刀具齿廓形状的设计对齿根过渡曲线的影响

本文详细介绍了机械加工中常见的几种齿根过渡曲线,为了提高齿根弯曲强度根据建立的各种刀具刀顶圆角半径方程通过实例进行了几种过渡曲线的比较。最后通过齿轮刀具(齿轮型刀具和齿条型刀具)齿廓参数和齿条刀具齿廓参数推导出齿根过渡曲线方程,便于在有限元中建立准确的过渡曲线。     

基于高弯曲承载能力的齿轮加工关键技术研究

齿根过渡曲线是影响齿轮弯曲承载能力的重要因素,它由刀具齿顶圆弧共轭形成,因此研究齿轮加工方式及刀具刀顶形状对于提高齿轮弯曲承载能力具有十分重要的意义。针对渐开线圆柱齿轮弯曲承载能力,考虑不同的齿轮加工刀具及齿高系数和变位系数等因素,建立相应的齿根过渡曲线模型,通过折截面法探究齿轮加工方式及刀具刀顶形状对齿轮弯曲承载能力的影响,并通过有限元分析对理论结果进行验证。研究表明:当齿轮基本尺寸不变时,对于不同使用要求,高变位时用齿条型单圆弧刀具加工的齿轮弯曲承载能力高于齿条型双圆弧刀具和齿轮型刀具;角变位且小齿轮变位系数为零时,用齿轮型单圆弧刀具加工的齿轮弯曲承载能力高于齿条型刀具。     

自升式平台齿轮齿条参数优化研究

基于有限元软件ANSYS对某自升式平台齿轮齿条的强度进行了分析。从齿条齿宽和齿轮齿条齿根圆角半径2个方面研究探讨了提高齿轮强度的方法,并对齿条齿宽和齿轮齿条的齿根圆角半径进行了优化。研究结果表明,适当增大齿条齿宽可以减小齿轮齿条的接触应力,增大齿轮齿条的齿根圆角半径可以提高齿轮齿条的齿根弯曲强度。     

自升式平台齿轮齿条参数优化研究

基于有限元软件ANSYS对某自升式平台齿轮齿条的强度进行了分析。从齿条齿宽和齿轮齿条齿根圆角半径2个方面研究探讨了提高齿轮强度的方法,并对齿条齿宽和齿轮齿条的齿根圆角半径进行了优化。研究结果表明,适当增大齿条齿宽可以减小齿轮齿条的接触应力,增大齿轮齿条的齿根圆角半径可以提高齿轮齿条的齿根弯曲强度。     

ISO与AGMA锥齿轮强度计算标准比较

分析和比较了国际标准化组织(ISO)与美国齿轮制造协会(AGMA)标准关于锥齿轮传动的强度计算方法的差异,采用分类比较和实例对比的方法分析了两种标准修正系数的含义和差异,以及齿轮参数变化对强度计算结果的影响。研究表明,齿轮参数和修正系数的取值不同是导致两标准计算结果差异的原因,其中载荷、几何参数材料特性与表面状况类因数为主要影响因数,AGMA标准的接触强度计算偏向保守,而ISO标准的弯曲强度计算偏向保守。     

基于Matlab及UG的偏心共轭非圆齿轮的设计

依据齿条刀具范成法加工非圆齿轮的原理,建立齿条刀具和非圆齿轮节曲线数学模型,模拟齿条刀具加工中齿廓形成过程,在Matlab中计算出包括齿根、齿根过渡曲线、齿顶及渐开线在内的非圆齿轮的全部齿廓点数据.将齿廓数据导入UG,生成齿廓样条曲线,完成非圆齿轮的三维建模.设计结果表明,利用Matlab和UG建立的非圆齿轮的三维模型...     

齿轮润滑设计与防损措施

齿轮润滑的设计要点关于动力传递用的齿轮强度设计(齿面、齿根弯曲强度),有许多设计标准。如ISO、AGMA、JGMA等标准。有关其适用说明也不少。但是,即使有几种相同的说明,由于没有验证设计齿轮损伤状况的结果,因此,也不能放心地用于实际设计。本文作者从设计、使用的立场出发,推荐介绍一种实用润滑设计方法。在齿轮强度设计中,下述两点非常重要:     

非正交斜齿面齿轮弯曲强度计算方法研究

关于面齿轮弯曲强度计算尚未见到解析计算方法与公式的相关文献。为此,基于齿面接触分析原理,推导弯曲力臂长度计算公式,参考锥齿轮弯曲强度计算标准(ISO 10300(3):2014),提出非正交斜齿面齿轮齿根弯曲强度解析计算方法。以某一参数面齿轮传动副为例,利用Abaqus有限元软件进行齿根弯曲强度计算,提取非正交斜齿面齿轮齿根弯曲应力值,将有限元结果与解析计算的结果进行对比,两者误差为8. 5%左右,表明提出的非正交斜齿面齿轮齿根弯曲应力计算方法正确可行。研究工作解决了面齿轮弯曲强度计算尚无解析计算公式问题,在进一步细化完善后,有望形成基础的面齿轮弯曲强度设计计算公式。     

齿轮单面啮合测量技术的发展及其应用

齿轮单面啮合测量技术历经了八十多年的发展,因突出的特点而在齿轮测量中占有特殊的位置。在简述单面啮合测量原理的基础上,本文对具有代表性的两种信号处理方法(分频比相测量法、数字计数测量法)进行了详细分析,并介绍了切向综合偏差的评定方法,包括基于国标的评定和FFT评定。通过图示齿廓形状与综合偏差曲线的关系,进一步张显了单啮测量的优越性。评点单面啮合测量技术的几个应用领域和典型问题后,介绍了两种基于新的测量方法的齿轮单面啮合测量仪,最后指出了齿轮单面啮合测量技术的一个主要发展方向。     

液压齿轮马达的发展及展望

液压齿轮马达作为重要的执行组件,其性能的好坏影响到系统的使用性能及其应用发展。文中概述了液压马达的发展及齿轮马达的发展,论述了普通液压齿轮马达的优点,并分析了新型液压齿轮马达——复合齿轮马达的性能及应用,对液压齿轮马达的今后发展作了简述。     

齿轮齿廓误差的检测与分析

齿轮的齿廓误差是影响齿轮传动平稳性及产生传动噪声的主要因素。在检测齿轮齿廓误差的基础上,分析研究了齿轮的齿廓误差对齿轮传动平稳性和传动噪声的影响,提出了齿轮副综合齿廓误差的概念,认为影响齿轮传动平稳性的是齿轮副的综合齿廓误差。     

齿轮噪声与齿轮修形

研究齿轮噪声产生的各种因素，提出齿轮修形是降低齿轮噪声的重要方法．并介绍齿轮修形的概念及种类。     

液压挖掘机回转减速机的特点及其开发

本文主要是介绍了液压挖掘机回转机构的特点及其开发中解决的问题。     

现代齿轮先进切削理论及方法

根据齿轮切削理论,分别针对展成法、成形法和包络铣削法3类齿轮加工方法,阐述了高效率的强力车齿技术、高精度的成形磨齿技术、高柔性的包络铣齿技术的国内外研究现状和应用情况,对掌握国外先进齿轮加工技术的发展方向和促进中国齿轮制造具有重要的现实意义。     

代用滚刀的选用与计算

介绍了粗加工齿轮时代用滚刀的选用方法,分析了代用滚刀引起误差的原因,并给出了误差值的计算公式。     

齿轮特征线统一模型及在齿轮三维误差评定中的应用

表征渐开螺旋齿轮的特征线有多种,广为熟知的是几何意义明确的渐开线和螺旋线。其实齿面上还有法向啮合齿形、接触线等工程价值突出的其他特征线。但特征线增多带来了两个问题,一是复杂的特征线方程彼此不关联,数学上缺乏统一性;二是除了渐开线和螺旋线,其他特征线没有测量手段,缺乏可测性。据渐开线齿轮传动的特点,将齿面特征线映射到啮合平面里,发现齿面上各条特征线在啮合平面里都有各自对应的二维直线,以此建立直线模型统一表达了齿面各种特征线;基于齿轮三维误差测量数据和特征线统一模型,提出了各种特征线偏差的提取方法,应用于测量实践,通过与通用齿轮仪器测量的渐开线偏差和螺旋线偏差作比对,证明了特征线统一模型及特征线偏差提取方法的有效性和实用性,解决了齿面复杂特征线的可测性问题。同时,齿轮特征线统一模型在齿轮工艺误差溯源、传动性能预报等方面也有重要应用价值。     

孔内键槽与齿有方位要求的量具设计

通过对零件结构及用途进行分析,设计了一套简单易操作的孔内键槽与齿有方位要求的量具。在生产实践中,进行划线、对刀、检验,效果良好。     

Acetal gear wear and performance prediction under unlubricated running condition

Tests have shown that the acetal gear wear rate will be increased dramatically when the load reaches a critical value for a specific geometry. The gear surface will wear slowly with a low specific wear rate if the gear is loaded below the critical condition. The sudden increase in wear rate may be due to the gear operating temperature reaching the material melting point under the critical load condition. Gear surface temperature has been investigated in detail by studying three components: ambient, bulk and flash temperatures. Through extensive experimental investigations and modelling on gear surface temperature variations, a general relation has been built up between gear surface temperature and gear load capacity. A new design method for acetal gear has been proposed based on the link between polymer gear wear rate and its surface temperature. The method has been related to test results under different operating ambient temperature and gear geometries. Good agreements have been achieved between the proposed method predictions and experimental test results. The maximum torque the acetal gears can transmit is 9 Nm for both the driver and driven with a 2 mm module, 30 teeth and 17 mm face width. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.