谐波齿轮传动轮齿润滑研究

本文通过研究谐波齿轮传动柔轮和刚轮在啮合过程中的啮合状态、齿面速度和齿间载荷分布规律,分析计算了轮齿间油膜厚度和润滑状态。结果表明,对于动力传递用谐波齿轮传动减速器,其齿轮能形成正确渐开线啮合的范围很小,在啮合过程的大部分时间内是处于尖点啮合状态。在正确啮合区内有可能形成弹流油膜,但膜厚比一般小于3;在尖点啮合区内则几乎不存在流体润滑或弹流润滑效应。因此,谐波齿轮传动中轮齿的润滑状态主要为边界润滑或混合润滑。台架试验如铁谱分析结果也表明,轮齿润滑确实为边界润滑或混合润滑。     

带式啮合介质齿轮传动接触强度研究

基于Merritt理论,建立了带式啮合介质齿轮传动的简化接触模型,为这种传动金属轮齿与非金属带构成的摩擦副之间的摩擦特性与润滑机理研究奠定了基础。运用接触有限元法,与同参数同工况的普通渐开线齿轮的最大接触应力进行对比,结果表明：由于柔性介质带的存在,带式啮合介质齿轮的接触应力降低。利用有限元方法分析介质带性能参数对齿轮传动性能的影响,结果表明：介质带材料的弹性模量是影响该传动接触强度的主要因素。     

带式啮合介质齿轮传动动力学性能分析

针对带式啮合介质齿轮传动中存在的动力学性能问题,首先建立了考虑齿轮啮合刚度、误差激励、介质带阻尼等参数的带式啮合介质齿轮传动系统简化振动模型,然后利用Solidworks软件对带式啮合介质齿轮传动系统进行了实体建模,最后导入ANSYS有限元分析软件对该模型进行了动力学性能分析仿真。研究结果表明：介质带的存在没有改变齿轮传动过程中的应力变化规律;带式啮合介质齿轮传动相比普通渐开线齿轮传动,其振动幅度减小,振动周期增大,介质带的存在改变了传动系统啮合刚度和啮合阻尼,起到了减振降噪的作用。     

带式啮合介质齿轮传动的磨损仿真分析

带式啮合介质齿轮传动中,齿轮副的接触由高模量的齿轮对接触转化为高模量齿轮与低模量介质带的接触,磨损主要发生在柔性介质带上。应用Archard黏着磨损理论,建立带式啮合介质齿轮传动磨损数学模型,用Solid Works三维建模软件建立带式啮合介质齿轮的实体模型,并对其结构静力学进行分析;根据磨损数学模型和接触应力的分布情况,模拟计算出介质带的磨损量。结果表明:带式啮合介质齿轮传动最大接触应力发生在啮合节点处,弹性应变主要发生在介质带上,啮合节点处应变值最大;介质带的磨损量随载荷和滑动距离的增加而增加,最大磨损量发生在啮合节点处,在齿轮啮合线上不同节点处磨损量略有差距,边缘处磨损量最大。     

内啮合齿轮传动系统的热弹流润滑特性分析

为探究内啮合齿轮传动的热弹流润滑特性,考虑多种齿轮传动类型及不同变位系数和的影响,建立了内啮合齿轮传动的热弹流润滑模型,分析了内啮合齿轮系统的热弹流润滑特性。结果表明,与其他齿轮传动类型相比,对于采取变位的内啮合齿轮传动系统,当实现正传动时,其润滑效果最佳,在啮合轮齿间可以形成较厚的润滑油膜,摩擦因数和油膜的最高温升最小,热胶合承载能力最强;当实现正传动时,适当增加内齿轮与行星齿轮的变位系数之和,可以进一步改善内啮合齿轮齿面的润滑特性,但同时降低了油膜刚度。     

国内外工业齿轮减速器技术的新发展——迎接WTO的挑战与机遇(二)

4　ＤＮＫ、ＤＱＪ系列点线啮合齿轮减速器4 .1　ＤＮＫ系列点线啮合齿轮通用减速器点线啮合传动是一种全新的传动型式 ,是武汉交通科技大学经十多年的研究获得的科技成果 ,1999年9月被列为国家“九五”重点科技推广项目。ＤＮＫ系列点线啮合齿轮减速器 ,是在国内外首次将点线啮合传动技术应用到中硬齿面领域 ,成功地研制开发出的上规模、上档次、高附加值的标准系列产品。(1)产品特点点线啮合齿轮同时存在渐开线凸齿廓接触的线啮合和渐开线凸齿廓与过度曲线凹齿廓接触的点啮合 ,因而这种减速器兼具渐开线和圆弧齿轮两种减速器的优点。①承…     

错联齿轮传动应力及啮合刚度分析

为了对比普通齿轮传动和错联齿轮传动中应力和啮合刚度的不同,在Solidworks中,建立了直齿和错联圆柱齿轮传动模型,将模型导入workbench的瞬态动力学模块进行有限元分析。结果表明错联齿轮比普通齿轮在传动时的啮合刚度大、承载能力强;错开1/2齿距比错开1/3齿距错联齿轮传动啮合刚度更大、应力应变更小的特点。     

谐波齿轮传动齿面润滑计算的研究

本文将摩擦学理论应用到谐波齿轮传动中,针对谐波齿轮传动的啮合原理、运动关系、载荷分布、柔轮及轮齿受载后产生弹性变形等特点,建立了可行的齿面最小油膜厚度计算公式,为谐波齿轮传动齿面润滑状态的分析奠定了基础。     

一种面齿轮传动时变啮合刚度数值计算方法

准确计算时变啮合刚度是齿轮动力学研究的基础。提出了一种面齿轮传动时变啮合刚度数值计算新方法。以直齿圆柱齿轮为例,建立合理的有限元模型,得到直齿圆柱齿轮的时变啮合刚度曲线,并将其与ISO6336方法计算结果进行对比,验证了该啮合刚度计算方法的正确性及有限元模型的精确性。应用该数值计算方法,研究面齿轮传动时变啮合刚度变化规律,得到了精确的面齿轮传动时变啮合刚度曲线。研究结果为面齿轮传动的动力学分析及设计提供参考。     

齿轮基本参数对内啮合效率影响的研究

齿轮基本参数的确定在齿轮设计中具有非常重要的意义.传统的齿轮机构设计以满足强度和寿命理论为原则,忽略了齿轮参数对内啮合效率的影响.对渐开线直齿圆柱齿轮内啮合齿廓啮合过程进行分析,推导出内啮合效率的计算公式,并在此基础上利用MATLAB编程研究齿轮基本参数对内啮合效率的影响.为内啮合齿轮传动机构设计中基本参数的选择提供参考依据.     

空间润滑谐波减速器传动性能正交试验分析

选用XB1-60-150型谐波减速器,采用多因素正交设计法开展了谐波减速器热真空循环试验,选择传动效率作为传动性能的评价指标,考察环境温度、负载、润滑方式和工作时间等因素对谐波减速器传动性能的影响敏感性;研究额定载荷条件下固体润滑和脂润滑谐波减速器在宽温度范围内的传动性能,探讨传动效率与环境温度、工作时间的关系;在波发生器运行总次数1.5×105r后,利用光学显微镜观察了试验后谐波减速器柔轮工作面状态。结果表明,温度是影响空间润滑谐波减速器传动性能的重要因素,润滑和负载影响次之,时间最小;在–40～60℃温度范围内,脂润滑谐波减速器表现出较高的传动效率,固体润滑谐波减速器则表现出较稳定的传动性能;试验后两种润滑状态谐波减速器在柔轮齿面和内壁处均呈现明显的滑动磨痕现象。     

面向啮合线的齿廓数学模型的建立及算例分析

在研究直齿圆柱齿轮啮合原理的基础上,提出了面向啮合线的齿轮齿廓设计方法。建立了面向给定啮合线的齿轮齿廓的数学模型;并以啮合线为椭圆形状的齿轮齿廓设计为例;验证了设计方法的合理性和正确性,最后计算了利用该方法设计出的齿轮的重合度,并与相同参数的渐开线齿轮进行了比较。研究结果表明:通过给定的啮合线形状设计齿轮齿廓比直接给定齿廓形状更容易控制齿轮的啮合性能。     

Mathematical model and meshing analysis of internal meshing gear transmission with curve element

A new internal meshing gear transmission with curve element is put forward in this paper. The mathematical principle of tooth profile generation is described based on conjugate curves theory. For a given spatial curve, the meshing equation and its conjugated spatial curve under the motion law were derived. Considering the equidistant kinematic method, general internal tooth profiles models were established by the conjugate-curve pair. Numerical example of the internal gear pair was developed according to gear parameters and gear solid models were established by MATLAB and UG software. Motion simulation result shows that the gear pair satisfies point contact condition and design requirements. Meshing analysis of tooth profiles using FEA method was carried out. Stress analysis results of tooth profiles with single point contact and two points contact were, respectively, obtained. The conclusions lay the foundation for multi-point contact generation and tooth profile design. Also, further studies on transmission characteristics and manufacturing technology of the new gear drive will be carried out.

     

齿廓方向修形的斜齿面齿轮啮合特性研究

主要研究了修形面齿轮副传动的啮合特性.提出了一种沿齿廓方向抛物线修形的面齿轮齿面结构,对传统斜齿面齿轮和修形的斜齿面齿轮副的啮合进行了比较.计算机仿真表明,修形的斜齿面齿轮传动啮合性能明显改善,接触路径沿两齿面齿长方向分布,有效避免了边缘接触;啮合区域对安装误差较为敏感,特别是轴夹角误差的大小,对啮合印痕在齿面上分布的影响尤其明显,容易导致接触区域向面齿轮的大端和小端偏移.     

齿轮马达的制动机理研究及性能最大化措施

为明晰齿轮马达密闭介质的制动机理及其制动性能的最大化措施,从齿轮副的啮合过程出发,由马达内介质作用的液压转矩等于马达外的负载转矩,推导出负载驱动转速的定量公式,并就制动性能最大化对齿形参数执行最优化设计。结果表明:啮合点的位置不同,负载驱动转速也不同,其中,最小困油位置处的最高,节点啮合处的最低;齿形参数对负载驱动转速的影响很大,案例优化前后的制动性能提高了31.2%~46.1%;负载转矩与马达内客观存在的泄漏途径为驱动转速产生的外因与内因,齿轮较小的宽径比和齿顶高系数能有效控制马达内泄漏等。研究成果为高质量齿轮马达的进一步研究与开发,提供一定的理论依据。     

一种共轭凹凸型非圆齿轮机构的设计

为了设计出传动比函数具有二次不等幅特点的凹凸型非圆齿轮机构,利用自主开发的生成齿廓的软件设计了主动齿轮齿廓,利用CAD软件优化了内凹部分的曲线。提出了新的齿廓生成方法,利用Pro/E软件仿照展成法原理,用主动轮作刀具、从动轮作毛坯生成从动齿轮齿廓。进行了虚拟仿真,提取了齿轮传动比的理论值。完成了齿轮传动试验,并利用高速摄像机测得了齿轮传动比的试验值。结果显示两组传动比的值基本一致,验证了凹凸型非圆齿轮啮合和传动的正确性及该类齿轮在应用中的可行性。     

Stress analysis in worm gears with ground concave worm profile

Stress analysis by a finite element method is carried out in the worm and the gear of a cylindrical worm gear drive with a concave worm profile, ground by a grinding wheel of double arc profile. A computer program, based on finite elements, is developed for the calculation of stress distributions in the worm thread and the gear tooth. By using this program, the influence of the design parameters of the worm gear drive and of the load position on stresses have been investigated. On the basis of the obtained results, by using regression analysis and interpolation functions, equations for the calculation of stresses in the worm thread and in the gear tooth have been derived.     

Parametric analysis of the end face engagement worm gear

A novel specific type of worm drive, so-called end face engagement worm gear(EFEWD), is originally presented to minimize or overcome the gear backlash. Different factors, including the three different types, contact curves, tooth profile, lubrication angle and the induced normal curvature are taken into account to investigate the meshing characteristics and create the profile of a novel specific type of worm drive through mathematical models and theoretical analysis. The tooth of the worm wheel is very specific with the sine-shaped tooth which is located at the alveolus of the worm and the tooth profile of a worm is generated by the meshing movement of the worm wheel with the sine-shaped tooth, but just the end face of the worm(with three different typical meshing types) is adapted to meshing, and therefore an extraordinary manufacturing methods is used to generate the profile of the end face engagement worm. The research results indicates that the bearing contacts of the generated conjugate hourglass worm gear set are in line contacts, with certain advantages of no-backlash, high precision and high operating efficiency over other gears and gear systems besides the end face engagement worm gear drive may improve bearing contact, reduce the level of transmission errors and lessen the sensitivity to errors of alignment. Also, the end face engagement worm can be easily made with superior meshing and lubrication performance compared with the conventional techniques. In particular, the meshing and lubrication performance of the end face engagement worm gear by using the end face to meshing can be increased over 10% and 7%, respectively. This investigate is expect to provide a new insight on the design of the future no-backlash worm drive for industry.