直齿轮传动多工况多目标修形优化设计

针对直齿轮多工况使用情况,研究了小轮修形齿面理论建模方法和直齿轮传动多工况多目标修形优化方法,进行了两种工况下直齿轮传动多工况多目标修形优化设计,并进行了修形和不修形齿轮的齿面啮合仿真,通过对比分析,验证了齿面优化修形后达到了较好的综合性能,两种工况下的承载传动误差波动幅值和最大闪温均明显下降.研究成果为提高直齿轮综合性能的修形设计奠定了基础.     

重载车辆变速箱齿轮齿廓修形技术研究

利用MSC.Marc软件对变速箱齿轮副进行准静态接触有限元分析,得到不同修形方式下齿轮副传动误差、齿面接触应力变化情况.针对重载车辆行驶工况恶劣,齿轮负载变化大、可靠性要求高的特点,提出应以最大限度降低齿面接触应力峰值,且不增加齿轮系统传动误差波动为修形目标.     

基于ROMAX的齿轮修形优化设计与试验研究

以拖拉机变速箱传动系统为研究对象,以ROMAX为平台,对不同工况下传动轴的变形量和齿轮的位错量进行了分析。对修形之后的齿轮的传递误差曲线和啮合特性进行了研究,确定最佳修形量,分析了齿轮产生振动和噪声的机理和影响因素。进行了修形斜齿轮的台架试验,分析未修形齿轮与修形齿轮的振动特性,验证齿轮修形效果的正确性。     

混合动力变速箱齿轮的修形与仿真研究

为了解决混合动力变速箱齿轮副在实际工作过程中出现的偏载现象,针对某混合动力轻卡变速箱减速齿轮副出现的齿轮偏载问题,通过齿轮分析软件Romax对啮合的斜齿轮进行三维建模,在运行设定的混合动力变速箱常用工况下对其中一对齿轮副进行仿真分析,并使用二代遗传算法进行了齿轮修形。修形结果表明,在不同工况下齿轮副的传动误差值、齿面接触载荷以及最大接触应力均有所减小,齿面偏载情况得到改善;齿轮啮合性能以及寿命得到了提高。研究为混合动力变速箱齿轮修形提供了理论参考。     

齿廓修形对传动误差影响的研究

以叉车变速箱内的一对圆柱斜齿轮为研究对象,结合Romax软件分析了不同的修形量在3种负载转矩下的修形效果。结果表明,通过微观修形能显著改善齿轮的传动性能。齿轮的最佳修形量与受到的负载转矩密切相关,应该根据实际负载大小选择合理的修形量。     

轮拖变速箱齿轮修形设计、仿真与试验

以轮拖变速箱齿轮传动系统为研究对象,以ROMAX软件为平台,仿真分析了不同工况下传动轴的变形量和齿轮的位错量,对齿轮副进行几何微观修形设计,对比分析修形齿轮与未修形轮齿的单位长度载荷分布特点。在有限元环境下,分析了不同安装误差下修形齿轮副的接触应力和弯曲应力的分布规律。为了验证齿轮设计修形量的正确性,在轮拖变速箱试验台架上,对未修形齿轮与修形齿轮进行了振动测试,利用MATLAB程序对振动试验数据进行了频谱分析,其结果表明合理的修形量能明显降低齿轮副的振动。     

电动汽车变速箱齿轮修形技术研究

电动汽车变速箱是电动汽车噪声的主要来源。为减小变速箱斜齿轮由于弹性变形和制造误差引起的啮合冲击,使变速箱传动平稳及改善啮合噪声,有必要研究齿轮修形技术。利用Pro/E软件建立斜齿轮的参数化模型并导人到ANSYS Workbench中进行接触有限元分析,并对3种修形方案的接触应力进行比较。结果表明:斜齿轮副采用合理的修形方案可以降低最大接触应力峰值,消除啮合冲击,同时提高变速箱齿轮传动的平稳性。     

基于KISSsoft的齿轮修形优化设计

以风电齿轮箱高速级齿轮传动为研究对象,利用KISSsoft软件进行齿轮修形优化设计。通过对比高速级齿轮原有单一目标齿轮修形设计及多目标修形优化两种状态下的计算结果,得出以提高齿面接触、齿根弯曲强度和齿面抗胶合能力,减小传递误差及改善齿面载荷分布的多目标修形设计可以有效地提高齿轮强度,改善啮合质量,降低齿轮传动振动和噪声。     

船舶斜齿轮动力学分析和修形研究

针对齿轮啮合受到时变负载影响,引起齿面疲劳损失和冲击的问题,对齿轮动力学性能和修形进行了研究,首先利用ADAMS建立了刚柔耦合模型;然后基于不同修行方法,得到了修形前后的时变载荷曲线;最后应用ANSYS Workbench软件对多耦合齿轮传动系统进行模态分析,并利用瞬态动力学模块得到了修形前后齿轮啮合动态应力变化曲线。研究结果表明,在斜齿轮三齿和两齿交替啮合过程中,抛物线长修形传动性能优于圆弧短修形,可为齿轮动力学分析提供有效依据。     

参数化修形的直齿轮副啮合性能研究

齿轮的参数化修形设计可以快速、有效地改善轮齿啮合性能。在UG中建立全参数化的直齿圆柱齿轮模型,针对某一工况进行参数化的齿廓与螺旋线联合修形,在Hypermesh和Workbench中对其进行有限元仿真,获得不同修形情况的齿轮啮合特性。对比仿真结果可知,针对同一工况,选择合适的修形方式、修形参数值可以明显改善啮合效果。同时,通过齿轮台架试验,对比修形前后的齿轮振动数据,发现经过修形的齿轮振动特性明显优于未修形齿轮。结合仿真与试验结果分析可得,螺旋线鼓形修形对于齿面偏载有较好的改善效果;齿廓修形能明显改善轮齿间的载荷分配;综合齿廓与螺旋线修形可以快速得到最佳修形方式及修形量,缩短研发周期。研究为实际工程提供了重要理论参考。     

齿廓修形对汽车传动齿轮齿面振动噪声影响研究

针对汽车传动中齿轮齿面振动引起的噪声的问题,建立了齿轮与齿轮啮合的系统振动模型,同时将模型中的误差量与齿轮齿廓的修形量进行关联,耦合建立出齿轮齿廓在齿顶部分和齿根部分的修形曲线,并搭建齿轮啮合振动系统动态模型的实验平台对振动噪声做进一步分析。通过实验发现齿轮啮合噪声是影响着整体波形的大小和走向的重要因素,修形后的齿轮拟合噪声时域图波形振幅相对于修形前明显减弱,冲击减小趋势显著;同时,对主试箱振动噪声进行实时采集对比修形前后采样的噪声点。验证了系统振动模型和修形方法的可行性,为汽车变速箱降噪的研究提供了参考。     

考虑热变形的直齿齿轮修形方法对其传动特性的影响研究

应用热变形理论分析了直齿轮热变形产生的齿形误差,综合考虑热变形及轮齿修形产生的齿形误差,考察了轮齿动态啮合刚度特性。建立了考虑动态啮合刚度、间隙及齿形误差等非线性因素的齿轮副动力学模型,比较不同的修形量、修形曲线在各种工况下对于直齿轮传动噪声及振动的影响,并分析了修形对于热变形导致的线外啮合冲击的改善情况,通过建模分析结果发现,正确的修形能大幅降低齿轮啮合过程中的振动及噪声。     

基于Romax的轮齿修形与啮合性能分析试验

以某变速箱一级齿轮副为研究对象,通过专业齿轮分析软件Romax对齿轮副进行精确建模,在模拟工况下对轮齿进行啮合性能分析,基于传动误差,齿向载荷的分析结果,利用齿轮修形数学模型确定综合修形量,并以传动误差平稳性,齿向载荷分布均匀性作为评价指标。经过修形,传动误差峰值降低了95%,齿向载荷分布变得均匀,且集中在齿宽中部。有效的改善了齿轮传动的平稳性,提高了齿轮穿的承载能力,达到了降振,减噪的目的。     

渐开线齿形双压力角的实现

为减少汽车变速箱中齿轮的制造误差和受载后轮齿弹性变形等因素对齿轮啮合状况的负面影响,降低整箱噪声,加工中一般会提出对齿向、齿形的修形要求。而齿形修形不外乎齿顶修形、齿根修形、鼓形齿及齿形角修形等。在一些进口变速箱有关齿轮的图样上,经常见一侧齿形上同时存在两种压力角,这正是本     

单级齿轮系统的拍击振动模型

在考虑不平衡质量、主动轴转速波动和齿轮副齿侧间隙的情况下,建立了单级齿轮传动系统的拍击振动模型,模型具有3自由度,1个旋转和2个沿啮合线方向的平移。推导出了相邻两次碰撞之间的映射关系式。根据计算结果,系统的拍击振动周期与激励周期有关;在某一转速下,拍击周期等于激励周期,而在另一转速下,拍击周期是激励周期的两倍。系统处于拍击状态时,齿面碰撞和齿轮正常啮合交替出现。     

盘式刹车与齿轮耦合动力学模型及动力学行为

为研究盘式刹车装置对其固联齿轮的影响建立了二者耦合动力学模型,模型中考虑了对齿轮运行过程有较大影响的时变啮合刚度,齿侧间隙和摩擦力,轮齿拍击带来的刚度摩擦变化,并考虑盘式刹车装置的变摩擦系数.之后以某急刹工况进行仿真,仿真结果显示,刹车过程中齿轮低速状态会出现非正常啮合状态,并会加剧轴端振动.之后使用与仿真模型参数相同的实验台进行同工况刹车实验,实验结果表明急刹过程低速状态时齿轮轴端振动加剧,盘式刹车系统会给齿轮带来影响.     

齿轮系统拍击振动中的高速碰撞和低速接触

针对以往研究齿轮系统拍击振动方法存在的不足，提出了齿轮系统拍击振动中高速碰撞和低速接触的概念。在分析计算基础上给出了区别高速碰撞和低速接触的判断标准，并提出了分析齿轮系统拍击振动的新方法。利用所提出的新方法研究发现，齿轮系统的拍击振动存在3种不同类型，即无回弹的时而啮合时而脱啮拍击振动状态、有回弹的时而啮合时而脱啮拍击振动状态以及完全的脱啮拍击振动状态，而不同类型的拍击状态在振动强度上有很大的区别。     

直齿轮减振修形优化设计

为了提高齿轮副实际齿面啮合性能,设计齿廓修形曲面,与理论齿面叠加构造了直齿轮实际修形齿面,结合TCA、LTCA技术,建立考虑啮入冲击、刚度激励的直齿轮弯扭耦合的多齿对振动模型,以传动误差幅值、啮合冲击、啮合线向相对加速度均方根最小进行多目标优化,设计了最佳修形齿面。研究表明:无修形齿轮的传动误差幅值随载荷增加而增大,修形后随载荷增加重合度逐渐增大,幅值会产生波动,然后保持稳定,修形后直齿轮啮入啮出端载荷明显降低,因此啮合冲击降低;该方法确定的齿轮修形参数精确、有效,能大幅度减小齿轮的振动。     

基于Workbench的齿向修形研究

基于齿向修形原理,介绍了各种齿向修形的方法及最大鼓形量的确定方法;选取某企业某一变速箱的倒档齿轮作为研究对象,用平行度误差模拟齿轮啮合的初始歪斜度,建立节点啮合位置的齿轮有限元模型,对比数值计算和有限元分析的结果,获得齿向上的修形参数。研究结果表明齿向修形可以改善装配误差及轮齿变形造成的应力集中现象,有利于噪音的降低。     

准静态工况下渐开线直齿轮齿面磨损建模与分析

根据Hertz理论和Archard磨损公式,建立面向真实工况的直齿圆柱齿轮准静态磨损模型,并对其齿面磨损特性进行了数值仿真。计算表明,理想工况下直齿轮副齿面沿齿宽方向均匀磨损,其在节圆附近的磨损量最小,而在小齿轮靠近齿根部位的磨损量最大;当存在啮合偏差时,齿面磨损深度沿齿向不再均布。在此基础上,进一步分析了负载工况和磨损循环次数对齿面磨损量的影响。分析表明,负载转矩和循环次数对齿面磨损量影响显著,近似呈指数映射关系。当以减磨延寿为齿轮设计目标时,必须计入负载工况和齿轮役期的影响。最后,分析了齿轮啮合偏差和微观修形对齿面磨损量的影响。研究表明,从改善齿面载荷分布和减缓齿面磨损角度考量,应严控齿轮啮合偏差量,并可通过制定合适的齿面修形策略来减缓齿面磨损失效。