弧齿锥齿轮的齿面主动设计

齿面印痕和传动误差对齿轮传动的性能起着决定作用,针对齿面印痕和传动误差,提出弧齿锥齿轮点啮合齿面主动设计的方法。该方法突破了传统齿轮设计的局限性,采用“局部共轭原理”和“局部综合法”,并依据弧齿锥齿轮的加工原理,使齿轮设计人员能够按照要求的传动性能来设计齿面的形状,并可在摇台结构的铣齿机进行加工。齿面主动设计能保证齿面在整个啮合过程中满足预先设计的传动误差和齿面接触路径的要求,从而达到对齿面啮合质量的全程控制,它为弧齿锥齿轮副设计提供新的方法和途径,这对于高速和重载齿轮以及有特殊要求的齿轮的设计具有十分重要的意义。     

航空弧齿锥齿轮接触印痕主动设计与试验验证

以某航空发动机弧齿锥齿轮箱为研究对象,提出了一套锥齿轮接触印痕主动设计的方法。首先,基于弧齿锥齿轮宏观参数和GEMS软件,进行齿面设计,得到齿轮副精确齿面;其次,考虑传动系统受载变形、轴承游隙和加工误差等因素的影响,建立弧齿锥齿轮系统级接触印痕仿真分析模型,得到锥齿轮在工作状态下的接触印痕和振动响应;然后,将上述设计齿面应用于加工,设计试验,将试验得到的接触印痕和振动响应分析结果与理论分析进行对比,验证了仿真分析模型的可靠性;最后,基于该仿真分析模型对上述齿面进行接触印痕优化设计,得到了满足强度和动态性能要求的齿面,形成了弧齿锥齿轮接触印痕主动设计方法。     

高齿弧齿锥齿轮的设计性能试验

为降低弧齿锥齿轮的噪声,增加其重合度,采用高龄了制借助优化设计方法,在不根切、齿顶不变尖以及刀具符合规格的前提下,使弧齿锥齿轮的重合度达２．２～２．６。当中点螺旋角大于２５°时,在中等载荷下,可保持实际的双齿对传动。台架和装车试验表明,这种弧齿锥齿轮不仅噪声低,而且强度高,可在国内现有机使用标准系统刀具加工。     

弧齿锥齿轮的高重合度设计

针对航空和汽车弧齿锥齿轮对强度、动态性能和可靠性的特殊要求，提出了高重合度弧齿锥齿轮的设计方法。这种设计是通过增加工作齿高和调整齿面啮合路径方向以及优化加工参数实现的。结合弧齿锥齿轮的实际工况，提出了在不同载荷和安装误差下，实际重合度的综合分析方法，达到了既提高重合度又控制齿面啮合质量的目的。     

基于实际工况的航空弧齿锥齿轮齿面主动设计技术

在实际工况下,直升机减速器中的箱体、轴承、轴系和齿轮的变形以及安装误差、制造误差和随机误差的存在,加之温度、振动等因素的影响,形成主减速器中弧齿锥齿轮错位,破坏了理想的啮合条件,齿面印痕必将偏离理想状态,同时传动误差曲线也要发生变化,引起齿轮副运转不平稳、振动、冲击等不利因素。因此,根据齿面印痕的偏移,识别相应的当量错位,将其反馈到齿面设计中,对于提高齿轮副实际工况下的啮合质量具有重要的工程意义。     

弧齿锥齿轮齿面拓扑结构设计

随着高端装备对低噪声、高强度弧齿锥齿轮(包括渐缩齿弧齿锥齿轮和延伸外摆线等高齿锥齿轮)传动性能的要求日益提高,通过齿面拓扑结构设计提高弧齿锥齿轮啮合刚度及承载能力、减小振动噪声、降低安装误差敏感性是当前的一个研究热点。简要介绍弧齿锥齿轮齿面拓扑结构设计的发展状况,论述了最新的齿面设计基本原理,分析了各自特点,对高性能弧齿锥齿轮的齿面设计提供了可以借鉴的方法。     

弧齿锥齿轮数控加工主动控制方法研究

以弧齿锥齿轮数控加工原理为基础,阐述了齿面啮合需要满足的一阶接触条件和二阶接触条件,建立了以工件齿轮转角为参数,表示铣齿刀盘中心运动与工件齿轮旋转运动关系的切齿加工运动函数。将该运动函数运用于自主开发研制的弧齿锥齿轮数控铣齿机中,实现了对弧齿锥齿轮数控铣齿加工的主动控制。最后通过实例验证了这种控制方法的可行性和有效性。     

接触区域可控的弧齿锥齿轮齿面建模方法

首先建立格里森制螺旋锥齿轮齿面上齿线方向上一个曲线簇的曲线方程,再结合球面渐开线方程,构建表达螺旋锥齿轮齿面的网格状的曲面模型。在此模型的基础上,根据局部共轭原理,对小齿轮进行修齿计算,得到修齿后小齿轮齿面的曲面离散数据,以满足不完全共轭的啮合要求。将数据导入Pro／Engineer建立齿轮模型,并在Pro／Engineer中进行运动仿真对接触区域进行检验。上述方法简化了建模和修齿过程,并能够简便地调整接触点位置。     

基于真实齿面的直齿锥齿轮加载接触分析研究

基于某发动机直齿锥齿轮真实齿面测量数据,反求直齿锥齿轮加工参数,重构直齿锥齿轮真实齿面的数学模型及几何模型,进一步采用ANSYS软件对直齿锥齿轮进行加载接触仿真分析,得到基于真实齿面的直齿锥齿轮接触印痕,仿真结果与着色试验结果基本一致。此分析方法可为后续该直齿锥齿轮是否能满足装机要求判定提供指导。     

一种弧齿锥齿轮安装误差变动范围的确定方法

提出一种接触印痕位置参数分析法,用于确定弧齿锥齿轮安装误差的可变动范围。根据设计要求的啮合性能,采用局部综合法,设计弧齿锥齿轮加工参数,得到弧齿锥齿轮副齿面。在齿面参考点处的压入深度为0.006 35 mm的条件下,计算小轮驱动力矩。在此力矩作用下,进行安装误差状态下的轮齿加载接触分析(Loaded tooth contact analysis,LTCA),获得描述承载齿面接触印痕的位置参数。以接触印痕边界点到齿面边界的距离为设计目标,分别以不同类型的单因素安装误差为设计变量,采用优化设计方法确定接触印痕在齿面有效边界内变动时,对应的安装误差的变动范围。以某航空发动机附件传动系统中的弧齿锥齿轮为对象,依据上述方法,确定出不同类型安装误差的可变动范围,验证上述方法的有效性。所提出的方法为合理确定弧齿锥齿轮副安装误差的变动范围提供一种参考。     

螺旋锥齿轮点接触齿面生成法

提出一种能直接生成点接触,满足啮合配对要求的齿面方法,该方法利用齿面接触分析设计齿面,为齿轮ＮＣ加工运动计算提供新的途径。     

MATLAB在弧齿锥齿轮轮齿接触分析中的应用

简要介绍了MATLAB软件在弧齿锥齿轮轮齿接触分析中的应用 ,充分利用MATLAB强大便捷的数学运算和图形显示功能 ,简化了TCA过程中的运算及编程 ,并提高了计算精度。     

弧齿锥齿轮的齿面主动设计及试验验证

齿面印痕和传动误差对齿轮传动的性能起着决定作用,根据齿面印痕的位置、方向及传动误差幅值的要求,在齿面上设计三个啮合点,通过对这三个啮合点的控制,达到对齿面啮合质量的全程控制。在此基础上,为了满足不同的加工要求,又提出按照给定的垂直轮位的值对齿面进行再设计,保证传动误差的幅值不变且接触迹线仅有较小的改变,为弧齿锥齿轮副设计提供了新的方法和途径。最后在磨齿机上加工了一对齿轮,通过印痕检测验证了本文设计方法的正确性。     

弧齿锥齿轮接触特性的概率分析

弧齿锥齿轮齿面接触特性受到传动系统中许多随机因素的影响,概率分析可对齿面接触中的随机特性进行量化描述。本文针对某航空发动机弧齿锥齿轮传动系统,将传递功率、转速、转子不平衡量及支承刚度等作为基本随机变量,通过对系统进行动态概率计算,获得了齿轮安装基点变形的统计规律。将概率分析引入齿面接触分析技术中,研究了在齿轮安装基点随机变化过程中齿面接触域和传动误差的概率特性,计算了齿面稳定接触的可靠性。     

基于齿面3阶接触理论的曲线齿锥齿轮副的低噪声、低安装误差敏感度的传动性能设计

提出了一种基于齿面3阶接触理论的曲线齿锥齿轮副的低噪声，低误差敏感度的传动性能设计方法。作者通过对齿轮副传动函数的研究，揭示了齿轮副2阶接触特性、3阶接触特性与传动函数，冲击、噪声的关系，同时从3阶接触特性中选择了和齿轮副误差敏感度相关的参数，并给出了它们作为3阶优化目标时的赋值原则，最后，给出了一个算例。     

弧齿锥齿轮齿面偏差的测量

提出了在齿轮测量中心上对弧齿锥齿轮齿面偏差进行测量的方法。依据切齿加工过程,建立齿面模型并规划齿面测量网格区域,计算得到被测点的理论坐标及法线方向;在国产齿轮测量中心上对真实齿面测量后,利用曲面匹配及相关补偿理论,得到实际齿面在法线方向的真实偏差;验证了测量方法的可行性和正确性,为弧齿锥齿轮的数字化闭环制造技术奠定基础。     

弧齿锥齿轮弯曲应力计算

提出了一种计算弧齿锥齿轮弯曲应力过程的应力影响矩阵方法。此方法应用应力叠加原理,将二次插值得到的接触迹线应力影响矩阵与载荷分布矩阵相乘,建立齿根弯曲应力影响矩阵,从而得到随载荷过程而变化的齿根过渡曲面上的弯曲应力过程。只需一次有限元计算,便可获得整个啮合周期的齿根过渡曲面上弯曲应力分布变化过程。该方法计算精确且极大地简化了计算过程。     

弧齿锥齿轮的接触特性研究

根据弧齿锥齿轮的加工原理，建立了弧齿锥齿轮的切齿共轭方程，在考虑误差和支承刚性的条件下，对锥齿轮的接触特性进行了研究，并分析计算了误差及支承刚性对齿轮副的接触印痕和运动曲线的影响。