交错轴渐开线锥形齿轮副啮合原理研究

基于空间啮合理论,在对共轭齿轮副与公共齿条之间啮合关系进行分析研究的基础上,推导了交错轴传动在不同布局形式下,齿轮副安装距、轴间夹角、中心距及公共齿条分度平面上齿线倾斜角等几何参数的计算公式,提出了保证安装参数的锥形齿轮设计方法,为交错轴传动渐开线锥形齿轮副的几何设计打下了理论基础。理论与试验结果表明,推导得到的计算公式,不仅适合于交错轴传动在各种布局形式下的锥形齿轮副设计,同样也适用于平行轴、相交轴等传动类型。最后,通过测试齿轮及实际产品的设计、加工,验证了该研究结果的正确性和实用性。     

动力传动圆锥渐开线齿轮的设计、制造和应用Ⅱ

圆锥渐开线齿轮（斜面体齿轮）被用于交叉或倾斜轴变速器和平行轴自由侧隙变速器中。圆锥齿轮是在齿宽横断面上具有不同齿项高修正（齿厚）的直齿或斜齿圆柱齿轮。这类齿轮的几何形状是已知的,但应用在动力传动上则多少是个例外。ZF公司已将该斜面体齿轮装置应用于各种场合：4WD轿车传动装置、船用变速器（主要用于快艇）、机器人齿轮箱和工业传动等领域。斜面体齿轮的模数在0．7mm-8mm之间,交叉传动角在0°-25°之间。这些边界条件需要对斜面体齿轮的设计、制造和质量有一个深入的理解。在锥齿轮传动中为获得高承载能力和低噪声所必须进行的齿侧修形可采用范成法磨削工艺制造。为降低制造成本,机床设定和由于磨削加工造成的齿侧偏差可在设计阶段利用仿真制造进行计算。本文从总体上介绍了动力传动变速器斜面体齿轮的研发,包括：基本几何形状、宏观及微观几何形状的设计、仿真、制造、齿轮测量和试验。     

双级NGW型行星轮系的优化设计

按各级径向尺寸协调和外啮合接触强度相等的原则对双级NGW型行星轮系的总传动比进行优化分配 ,将双级行星轮系的优化设计转变成单级行星轮系的优化设计。以太阳轮、行星轮和内齿圈体积之和最小作为优化目标 ,建立了优化数学模型 ,应用复合形法求解数学模型择取最优参数方案。通过实例计算 ,取得了满意的结果     

高速船舶推进系统减速器

本文介绍了上目前使用的各种高速船舶和它们的推进系统,并给出了对高速船舶推进系统的减速器设计有影响的参数。这里集中讨论柴油机用的船用圆柱齿轮减速箱,介绍了各种船用减速器的形式。首先是标准的平行轴线带倒车减速器和各种形式的输入、输出法兰,可看出其它结构均可从该标准结构衍生出。本文指出各种不同的结构被用来适应各种高速船舶的不同需要,未来现代化的船用减速器设计将考虑诸如取力器、加力器和拖钓等特殊要求。     

双圆盘变截面摆线传动啮合原理

利用变截面摆线行星啮合副实现无侧隙啮合的新型双圆盘摆线轮行星传动装置。根据微分几何和齿轮啮合原理,采用运动学法建立了平行轴内啮合行星传动的齿廓啮合方程,给出了已知内齿轮齿廓条件下与之共轭的行星轮齿廓方程的一般表达式。论证了变截面摆线行星传动针齿齿廓半径沿轴向变化时所对应的系列短幅摆线互为等距线。针对变截面摆线传动,给出了针齿半径沿轴向线性变化的锥形摆线轮和非线性变化的鼓形行星轮的设计实例。     

新形蜗杆砂轮无轴向进给磨削圆柱齿轮技术原理

在分析空间相错轴螺旋齿轮传动实现瞬时线接触共轭的条件与方法基础上,新建立了一种齿面直线接触的蜗杆传动方式。提出了以这种蜗杆为砂轮实现无轴向进给磨削圆柱齿轮的原理与方法。论述了运用这种蜗杆原理的双蜗杆磨轮磨削圆柱齿轮的结构实现、磨削进给的实现方法等,并推导了磨削速度计算公式。这种磨削加工方法结构简单、无需轴向进给、相对滑动速度大、效率高,可以用于大批量生产中齿轮的磨削加工或者珩磨加工。     

基于空间啮合的内齿轮剃齿干涉分析

用空间啮合理论建立了内齿轮剃齿时展成干涉校核的数学模型,并给出了展成干涉与内齿轮和剃齿刀的齿数差、轴交角以及内齿轮的变位系数间的关系。该模型不仅可用于内齿轮剃齿时的展成干涉校核,也为交错轴螺旋齿轮内啮合传动的干涉校核提供了方法。     

一种分析渐开线齿轮交叉轴啮合的新方法及其应用——异型的渐开线斜齿轮造型原理研究

提出了一种用带传动和等效啮合齿轮概念结合起来分析交叉轴渐开线齿轮啮合的新方法。直观地说明了为实现线接触啮合的异型渐开线齿轮几何造型本质,使其便于精确计算和制造。     

Mathematical model and bearing contacts of the ZN-type worm gear set cut by oversize hob cutters

The ZN-type oversize hob cutter for cutting of worm gears is investigated. The mathematical model of the ZN-type worm gear set is developed based on the cutting mechanism and hob cutter parameters. Influences of oversize hob cutter regrinding, worm-thread number and assembly errors on the bearing contacts and kinematical errors of the ZN-type worm gear set are investigated. A numerical example is given to demonstrate the bearing contacts and kinematical errors of the worm gear set.     

M-DOF dynamic model for load sharing behavior analysis of PGT

A Multi-degree-of-freedom (M-DOF) nonlinear dynamic model for n-pinion Planetary gear train (PGT) is presented in this paper to investigate load sharing behavior of planet gears. In this dynamic model, manufacturing and assembly errors, elastic deformation and time-varying mesh stiffness are considered. Two sets of elastic compatibility equations are proposed to describe compatibility relationship between displacements, errors and elastic deformations. By means of Ishikawa formula, time-varying mesh stiffness of the gear pair is determined. The dynamic motion equations are solved with Runge-Kutta numerical integral method, which yields the displacements and deformations of each component. With the model, dynamic load sharing behavior of planet gears is evaluated. An example of 3-pinion PGT dynamic modeling is included, for which the influence of floating sun gear and adding flexible planet pin on the load sharing characteristics is analyzed.     

非圆齿轮滚切最简数学模型及其图形仿真

推导非圆齿轮滚切加工的最简数学模型并作图形仿真验证。以切削点处工件和刀具的切向速度相等 (即滚刀节曲线和非圆齿轮节曲线保持相互纯滚动 )为基本依据 ,推导出坐标轴联动控制的一组方程式。对该组方程式进一步简化便获得滚切加工的最简数学模型 ,它是一个 3坐标联动的结构。根据最简数学模型 ,利用计算机图形仿真的方法 ,动态地演示出齿形的形成过程及结果。利用图形仿真的结果 ,可以初步分析判断所加工齿轮齿形的各种特征 ,从而为设计和制造的顺利进行提供了有力的支持。     

结构参数对三轴式内齿行星齿轮减速器动力学响应的影响

在建立弹性动力学模型的基础上,分析了轴承刚度,几何尺寸,啮合角,齿轮平均啮合刚度,内齿板质量等结构参数对具有三相内齿结构的三轴式内齿行星齿轮减速器的动力学特性的影响。研究发现:通过减小输出轴轴承的刚度、降低内齿板的质量可改善三轴式内齿行星齿轮减速器的动力学性能。     

三轴式内齿行星齿轮减速器动力学特性的研究

在考虑齿轮啮合刚度、啮合阻尼以及轴承刚度的情况下,使用集总参数法,建立了三轴式内齿行星齿轮减速器的弹性动力学模型,求解出不同内齿板结构下系统的固有频率及动力学响应。研究发现,在相同内齿板厚度、不同安装方式下,系统的固有频率非常接近;不平衡质量引起的惯性力不但会引起弯曲振动,还会引起扭转振动;具有三相内齿板的减速器动力学性能最好。     

变压力角滚刀的设计与应用

变速箱齿轮生产过程中,有些齿轮参数特殊,据此设计出的滚刀齿槽太窄,无法加工。依据齿轮啮合原理,一对齿轮正确进行啮合的条件是两齿轮的法节相等,因此,齿轮和齿条只要两者的法节相等就能正确啮合,这样一来,就有很多齿条可与它相啮合,由此引出了变压力角滚刀加工齿轮的方法。     

Determination of pinion-cutter offsets required to produce nonstandard spur gears with teeth of equal strength

This paper presents a method of designing nonstandard spur gears cut with a pinion cutter so that the static bending stresses in the pinion teeth and in the gear teeth are approximately equal. Consideration was limited to gear pairs which would operate with zero backlash and which could be cut using standard Fellows-type cutters. Design charts are presented from which cutter offsets can be determined for various gear ratios, for changes in center distance, and for a particular diametral pitch and pitch diameter of cutter.     

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.     

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。     

国内基于功率分支技术齿轮箱的发展现状

功率分支主要是指采用行星传动、两分支与多分支传动技术。在高速或者重载或者小空间等严格工况下,通常采用基于功率分支技术的齿轮箱。从齿轮强度计算出发,对基于功率分支技术的齿轮系统进行了简化分析,发现它拥有优于常规平行轴齿轮箱的诸多特点,包括可以大大降低齿轮尺寸、提高轮系承载能力、降低齿轮节圆线速度、提高结构刚性与运转平稳性等等。根据不同轮系结构形式,对目前应用的基于功率分支技术的齿轮箱进行了分类,具体包括行星轮系、中心传动多分支轮系、多级分支轮系、人字齿/双斜齿侧分支轮系、多边边缘传动轮系。并针对每种分支轮系,进行了结构与应用分析。最后,探讨了基于功率分支技术的齿轮箱关键技术——均载技术,详细总结了目前常用的功率分支轮系的均载方法,并对采用胀紧联结套来实现均载进行了介绍。     

交错轴斜齿轮传动变齿厚技术现状与发展趋势

变厚齿轮技术是交错轴斜齿轮传动系统发展的主要方向。介绍了变厚齿轮传动的原理及其在交错轴传动中的应用,在分析国内外交错轴斜齿轮传动研究现状的基础上,探讨了开展交错轴变厚齿轮研究的发展趋势及要解决的关键技术问题,对研究新型交错轴传动形式及非渐开线空间变厚齿轮传动情况下提高系统承载能力、优化系统动态特性具有重要的理论意义和学术价值。     

变齿厚渐开线齿轮的应用和加工

介绍平行轴和相交轴的变齿厚渐开线圆柱齿轮在机械产品中的实际应用和该齿轮在滚齿机上的加工方法。