准双面齿轮强度的非对称设计

提出了在准双曲面齿轮轮坯设计中,摈弃强度的对称设计,修正正转用齿面的压力角的方法;利用有限元和边缘接触分析方法,讨论了上述方法设计出的齿轮副齿根最大拉伸应力、齿根最大压缩应力以及齿面接触应力的变化;由实例计算可以看出,上述设计方法可以实现增加正转用齿面的强度,减少齿根拉伸应力,且齿面最大接触应力变化不大。     

准双曲面齿轮的修正节锥设计方法及切齿试验

为了提高准双曲面齿轮的强度和耐磨性,提高准双曲面齿轮的使用寿命,提出准双曲面齿轮的修正节锥设计方法。在不改变大轮外径和中点工作齿高的的情况下,令大轮的齿顶高系数fa≤ ,从而可以导出新的节锥参数,此时新的节锥与面锥重合或在准双曲面齿轮实体之外。利用齿面接触分析(TCA)、齿面承载接触分析(LTCA)和有限元法(FEM),分析齿轮副的啮合性态、齿面接触应力、齿根最大拉伸应力和齿根最大压缩应力。计算机模拟显示,采用修正节锥设计方法设计的准双曲面齿轮的齿面接触应力、齿根最大拉伸应力和齿根最大压缩应力显著减少,采用修正节锥设计方法设计的准双曲面齿轮在加工过程中可用一般的刀具,不需要特殊的工具。     

齿条型刀具基本齿廓的改进

为提高外啮合渐开线圆柱齿轮的齿根弯曲强度 ,针对齿条型刀具提出了减小刀具齿顶高并同时加大其齿顶过渡圆弧半径的改进方案。确定了在保证齿轮工作时不发生过渡曲线干涉且不改变齿轮有效齿面的前提下刀具的最小齿顶高系数 ,并建议在齿轮刀具标准中增加刀具齿顶高系数系列。     

大顶隙长齿齿轮高弯曲承载能力关键技术研究

顶隙系数、齿高系数等齿形参数是影响齿根过渡曲线形状的重要因素,而不同过渡曲线对应齿根弯曲承载能力不同。为了取得高弯曲承载能力,延长齿轮的使用寿命,从齿轮根部过渡曲线的刀具加工设计入手,分别考虑齿条型双圆弧刀顶、单圆弧刀顶,建立齿轮过渡曲线数学模型,确定齿根局部应力折截面计算模型,探究两种过渡曲线下高弯曲承载能力齿轮的齿高系数及顶隙系数最优变化范围,进而分析齿高系数、顶隙系数对齿根弯曲承载能力的影响,并用有限元对理论分析进行验证。研究表明:在特定的过渡曲线模型下选取合理的齿高系数及顶隙系数,齿根弯曲承载能力有较大提高,这为高弯曲强度齿轮设计提供理论依据。     

自动变速器行星齿轮机构的优化设计

根据自动变速器行星齿轮机构的特点和要求,在保证传动比合理和体积减小等40个约束条件下,以行星齿轮机构中各齿轮强度均等或接近于优化目标,建立齿轮齿面接触疲劳应力差值最小和齿根弯曲疲劳应力差值最小的优化模型,并用MATLAB进行优化计算。与原设计比较,优化设计的行星齿轮机构的齿面接触疲劳应力和齿根弯曲疲劳应力的最大值、应力差值以及整体应力都下降,特别是齿根弯曲疲劳应力最大值减小了12.24%,而且所有齿轮的齿根弯曲疲劳应力几乎相等,优化效果明显。优化设计的行星齿轮机构体积比原设计小3.54%,而且在传动比、尺寸参数和工艺参数方面,优化设计也都有优势。     

非标齿轮高齿根弯曲强度协同设计方法研究

针对非标齿轮设计参数协同关系展开研究,基于齿轮啮合原理,建立非标齿轮过渡圆角半径与齿轮压力角关系方程式,分别研究非标齿轮压力角、过渡圆角半径以及齿顶高系数对齿根弯曲应力的作用机理,获得非标齿轮压力角、刀具过渡圆角半径及齿顶高系数对承载能力的影响关系,提出高齿根弯曲强度非标齿轮参数协调关系曲线及协同设计方法,并通过仿真分析验证了理论研究的正确性,为要求高齿根弯曲强度的非标齿轮设计参数选取提供指导。     

齿顶单圆弧过渡齿条型刀具最小齿顶高系数的确定

针对齿顶单圆弧过渡的齿条型刀具提出了减小刀具齿顶高 ,以提高被加工渐开线圆柱齿轮的齿根弯曲强度的方案。确定了保证齿轮工作时不发生过渡曲线干涉且不改变齿轮有效齿面前提下刀具的最小齿顶高系数 ,为外啮合渐开线圆柱齿轮传动优化设计提供依据。     

齿轮传动设计中压力角、齿顶高系数及齿根圆角半径的选择

齿轮压力角和齿顶高系数及齿根圆角半径也是齿轮设计中的重要参数,本文以渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,提出了在不同工作条件下压力角齿顶高系数及齿根圆角半径的确定,为齿轮参数设计提过参考。     

齿根出现裂纹与轮齿弯曲失效的标志

前言齿轮轮齿弯曲强度的失效标准是什么?有的认为齿根一出现裂纹就算轮齿失效。这是一个值得商榷的问题。齿面的软硬化的程度、交变载荷值大于、等于、还是小于疲劳极限值、在齿根处产生拉伸压缩应力的不同数值以及不同材质所具有的脉动拉伸压缩强度等等——这些都导致     

硬齿面齿轮齿根裂纹扩展特性与剩余寿命研究

为了研究齿根裂纹对硬齿面齿轮疲劳寿命的影响,以某渐开线硬齿面齿轮为研究对象,基于断裂力学方法和疲劳裂纹扩展理论,分析研究了齿轮齿根疲劳裂纹扩展机制;建立了考虑载荷大小、初始裂纹大小以及初始裂纹位置等因素影响的硬齿面齿轮齿根裂纹扩展剩余寿命分析模型,研究了齿根裂纹不同扩展阶段的应力强度因子演变规律与裂纹扩展机制;根据某渐开线硬齿面齿轮副弯曲疲劳试验数据,对所建计算模型进行了分析与验证,证明了模型的准确性。结果表明,与Ⅱ型裂纹、Ⅲ型裂纹相比,Ⅰ型裂纹应力强度因子最大,从齿面到裂纹深度方向,其值逐渐减小;随载荷、裂纹长度、裂纹宽度以及初始裂纹距齿宽中心位置的距离等因素的增大,裂纹扩展剩余寿命都随之减小。     

点线啮合齿轮短期过载的强度计算

参照渐开线圆柱齿轮静强度计算方法,提出点线啮合齿轮短期过载的强度计算方法.在短期过载最大接触应力计算中,提出两种情况下的计算方法.修正了短期过载最大接触应力计算公式,增加了考虑凹凸齿廓接触情况的两个系数(凹凸齿廓接触线长度变化系数和单对齿C点载荷系数).修正了大齿轮的短期过载齿根弯曲应力计算公式,在公式中增加大齿轮弯曲...     

圆柱齿轮的齿根应力及其影响因素分析

利用二维有限元分析方法，考虑齿轮变位及刀具圆角等因素，建立了参数化轮齿通用二维有限元分析模型及其前后处理程序。对圆柱齿轮的齿根应力进行了大量的计算和详细的分析，并且与按国标渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法（ＧＢ３４８０－８３）计算的结果进行了对比。分析了外载荷作用点的变化及刀具圆角的变化对轮齿齿根应力的影响。     

齿轮弯曲强度与沉切量关系研究

滚—磨工艺加工的齿轮,由于磨前滚刀有凸台,齿轮根部就有沉切。沉切量与磨前滚刀结构参数和变位系数及留磨量等参数有关。在磨前滚刀参数一定的条件下,对不同沉切量的齿轮分别用有限元方法计算了齿根拉应力和压应力,结果表明：沉切量与弯曲强度之间存在最佳的对应关系。     

准双曲面齿轮齿面接触应力过程计算

针对准双曲面齿轮疲劳破坏中出现几率最高的齿面接触疲劳强度问题,在齿面接触分析（TCA）和承载接触分析（LTCA）的基础上,采用弹性力学中2个空间曲面弹性接触计算方法,计算了齿轮副在整个啮合过程中齿面最大接触应力的变化过程,指出了最大接触应力所在的齿面位置,这一点与现有的强度计算方法不同,为实际工程中准双曲面齿轮的接触强度设计与校核提供了更为准确的方法。     

微线段齿轮基本齿形参数优化设计

提出了用正交回归法将优化设计的隐式目标函数,转化为显式目标函数的方法,建立了以微线段齿轮基本齿形参数为设计变量,齿根正应力为目标函数,以顶切,齿形畸变,齿顶圆压力角及零点数为约束条件的数学模型,给出了一组应用实例,用复合形法进行了计算,结果证明,效果明显。     

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.     

点线啮合齿轮齿根弯曲应力研究

提出点线啮合齿轮齿根弯曲应力计算方法,修正了大齿轮的齿根弯曲应力计算公式,在公未中增加大齿轮弯曲强度提高倍数.通过有限元仿真和试验验证了点线啮合齿轮齿根弯曲应力计算方法,并得出点线啮合齿轮弯曲疲劳强度比渐开线圆柱齿轮至少要提高15%的结论.     

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。