弹性支承条件下中央弧齿锥齿轮传动的接触稳定性研究

为了提高弹性支承条件下中央弧齿锥齿轮的工作可靠性，首先应保证其接触的稳定性。本文针对某航空发动机转子，计算了在转子不平衡量和齿轮啮合力同时作用下，弧齿锥齿轮支承处的变形大小；依据支承变形对齿轮接触特性的影响机理，将变形转化为齿轮安装调整值ΔＨ、ΔＪ和ΔＶ；利用空间啮合理论，建立了弧齿锥齿轮传动的接触稳定性条件以及接触特性分析方法。分析计算了不同转速和不同功率下弧齿锥齿轮的齿面接触印痕和传动曲线，研究了转子共振时齿轮接触的失稳现象，获得了提高弹性支承条件下中央弧齿锥齿轧传动的接触稳定性的措施。     

弹性支承下弧齿锥齿轮实验台设计及其动态特性分析

现代航空发动机大多采用弹性支承,为了掌握弹性支承对弧齿锥齿轮传动的动态特性影响规律,需要开展弹性支承下弧齿锥齿轮的实验研究.设计并搭建了弧齿锥齿轮实验台,采用挠性套筒与刚性套筒相结合实现弹性支承刚度的连续变化,避免了拆卸转子造成的锥齿轮副安装位置的变化.建立了弹性支承下弧齿锥齿轮实验台的振动方程,并对齿轮副啮合刚度进行了数值计算,获得了啮合刚度的回归公式.针对不同外激励频率和支承刚度,计算了齿轮轴心振动位移和振动速度,得出在ω=2 300 Hz时主动齿轮振动最大的结论,为进一步的实验研究奠定了基础.     

具有最佳加载接触性能的弧齿锥齿轮主动设计研究

基于局部综合理论的弧齿锥齿轮齿面接触分析(TCA )和接触性能预控技术可保证弧齿锥齿轮在无载时具有较理想的接触区域和传动误差 ,但无法保证其加载接触性能。本文在柔性多体运动学基础上 ,建立了两弹性共轭齿面运动基本方程。将啮合点弹性变形分解为支承变形、轮体变形和接触变形 ,获得了变形前后齿面几何量的变化规律以及两弹性点共轭齿面间的接触条件。提出了一种在初始设计阶段就可保证弧齿锥齿轮具有预期加载接触性能的主动设计方法 ,并将其用于某航空发动机中央传动弧齿锥齿轮的齿面综合     

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。     

支承刚度对弧齿锥齿轮振动性能影响的实验研究

实验研究了航空弧齿锥齿轮传动中支承刚度对弧齿锥齿轮传动振动性能影响的规律。在齿轮实验台上实测了不同支承刚度及不同转速下弧齿锥齿轮传动系统的振动加速度、位移及噪声等,将实验结果进行了对比分析,结果表明,主动轮在ｎ＜０．６５ｎｃｌ转速下采用前弹后刚的支承方式为好,在０．６５ｎｃｌ＜ｎ＜０．８５ｎｃｌ转速下采用前刚后弹的支承方式,振动性能最优。实验结果为航空弧齿锥齿轮支承方式的设计提供了依据。     

弧齿圆锥齿轮传动的动载荷影响因素分析

航空弧齿锥齿轮往往在高速重载下工作，它的动态特性是齿轮设计和使用中非常重要的依据。作者计算了螺旋角、支承结构、齿轮辐板的扭转刚度和轴向刚度、传动误差幅值以及齿数对齿轮系统动态特性的影响。计算结果表明，恰当地调整参数，进行合理的动态设计，将显著改善齿轮系统的动态特性。     

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。     

航空发动机弧齿锥齿轮加载接触分析

弧齿锥齿轮是一种广泛应用于飞机、舰船、汽车的齿轮传动，由于这种齿轮的齿面方程属于超越函数形式，因此为其切齿及机床调整带来极大困难。为了解决加载情况下弧龃 锥齿轮设计和制造的问题，本文以某航空发动机弧齿锥齿轮为研究对象，针对该对弧齿锥齿轮的工况条件，对该齿轮的加工方法，加工调整参数及载荷作用下的轮齿接触迹、接触区的确定、运动误差曲线的确定进行研究，并确定出轮齿间载荷分配情况，为齿轮进行有限元计算提供     

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。     

具有弧齿锥齿轮啮合的转子振动特性分析方法

研究了在具有弧齿锥齿轮啮合条件下转子振动特性的分析方法。以某传动弧齿锥齿轮啮合的转子系统为对象，研究了螺旋角、齿轮旋转方向、支承刚度等因素对转子及传动锥齿轮的不平衡响应及初始弯曲响应的影响，得到了有指导意义的结论。文中采用的计算方法和程序经过实验和精确解考核，具有较高的精度。     

安装误差对双圆弧弧齿锥齿轮章动传动齿面接触特性的影响

双圆弧弧齿锥齿轮章动传动的齿面接触特性对安装误差极为敏感.为揭示安装误差对齿面接触特性的影响规律,开展了含安装误差的双圆弧弧齿锥齿轮齿面接触分析.推导出章动式双圆弧孤齿锥齿轮齿面方程;借助齿面接触分析(TCA)获得齿轮副的齿面接触迹线和几何传动误差;通过算例分析了内、外锥齿轮锥点误差及齿轮副轴线交角误差对双圆弧弧齿锥齿轮副齿面接触特性的影响规律.研究表明,随着各项安装误差的增大,齿轮副接触迹线沿齿高方向的偏移量增大;凸、凹齿面接触迹线沿齿高方向的偏移量对安装误差变化的敏感程度不同;正的安装误差比负的安装误差对齿轮副传动误差影响更大.为获得理想的啮合性能,应合理控制章动式双圆弧弧齿锥齿轮副的安装误差.     

弧齿锥齿轮技术研究的现状和发展趋势

弧齿锥齿轮是一种广泛应用于航空、航天和汽车机械传动系统中的空间传动齿轮,是齿轮传动中最为复杂的一种。它的理论研究、技术创新是一个国家制造业发展水平的重要标志。从弧齿锥齿轮设计与啮合理论、动力学、加工制造技术等方面综述了国内外弧齿锥齿轮技术的研究进展情况,并对今后的研究作了展望。     

降低弧齿锥齿轮风阻损失仿真

齿轮的风阻损失是齿轮传动机械损失的重要组成部分,而降低弧齿锥齿轮的风阻损失可以提高航空发动机的燃油经济性,很有意义。对弧齿锥齿轮的风阻损失进行仿真分析,研究了4种不同结构导流板对风阻损失的影响,同时考虑了导流板与齿轮间距离以及轮齿线速度的影响,并以某航空发动机中央传动弧齿锥齿轮为例,对导流板的工程应用进行了初步评估。结果表明,应用合适结构的导流板可以有效降低风阻损失约75%。当导流板结构不合适时可能增加风阻损失约25%。导流板与齿轮间距离越小,对风阻损失的影响越大。当轮齿线速度不同时,导流板对风阻损失的影响具有相同的趋势。     

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。     

基于齿面通用模型的不同齿廓内啮合章动锥齿轮建模与接触分析

内啮合章动弧齿锥齿轮齿面数学模型推导过程较为复杂。为了建立不同齿廓章动锥齿轮模型并进行加载接触分析,利用通用法向基本齿廓建立了假想媒介冕齿轮齿面通用数学模型。根据冕齿轮与章动内啮合弧齿锥齿轮的啮合关系,推导得到适于不同齿廓的章动弧齿锥齿轮齿面通用数学模型。再以渐开线与双圆弧为法向基本齿廓,分别建立了渐开线和双圆弧两种齿廓的章动弧齿锥齿轮齿面模型及其三维模型。利用有限元软件分别对高低功率、不同齿廓的章动内啮合弧齿锥齿轮进行了加载接触分析。结果表明,负载大小对渐开线弧齿锥齿轮的加载接触特性影响较大;双圆弧弧齿锥齿轮相对于渐开线弧齿锥齿轮具有承载能力更大、传动更平稳的优点。     

支撑变形下弧齿锥齿轮传动的承载接触有限元分析

转子的变形会对弧齿锥齿轮传动的接触轨迹及传动误差产生影响,从而影响传动的平稳性和可靠性。在传动系统弯扭耦合振动分析的基础上,获得弧齿锥齿轮的支撑变形量,并将其等效为齿轮副的安装错位量。基于加载接触有限元分析原理,利用MATLAB自编有限元程序,给出了考虑支撑变形的弧齿锥齿轮承载接触分析方法。以一对弧齿锥齿轮为对象,研究其在一个啮合周期内小齿轮齿面最大接触应力和齿根最大弯曲应力的变化情况,为高质量弧齿锥齿轮传动提供了一种有效的设计与分析方法。     

考虑系统啮合错位量的弧齿锥齿轮齿面设计

基于考虑系统啮合错位量的齿面接触分析原理,以某航空减速器弧齿锥齿轮齿面设计为例,分析并建立啮合错位量计算模型,计算在制造误差、装配误差及加载变形等影响因素下的系统啮合错位量,开展了考虑系统啮合错位量的齿面设计,获得了齿面接触印痕(简称TCA)、加载印痕(简称LTCA)、传动误差、齿面相对滑动速度、齿面温升及工程应用中的装配印痕和磨合印痕,生成了齿轮副加工参数。实物齿轮通过疲劳试验考核,验证了上述设计方法的准确性,对弧齿锥齿轮的设计、生产和应用提供了一种参考。     

基于诱导法曲率的非对称弧齿锥齿轮多目标优化

为提高非对称弧齿锥齿轮的设计效率及质量,依据微分几何、弹性流体动力润滑理论、弧齿锥齿轮设计理论与方法及可靠性设计理论,建立以齿间最小油膜厚度、可靠性及大小齿轮等强度原则为约束,以齿面诱导法曲率主值最小和锥齿轮传动总体积最小为目标函数的约束多目标优化设计数学模型;借助于粒子群多目标优化算法,利用Matlab编制优化程序,通过范例进行优化设计。根据齿轮啮合原理和现代磨擦学原理分析诱导法曲率主值对齿面接触强度和抗胶合承载能力的影响。研究结果表明,利用粒子群多目标优化算法和得到的设计参数,能有效地提高弧齿锥齿轮传动系统的承载能力,保证传动系统的可靠度,明显降低重量和体积,获得性价比较佳的弧齿锥齿轮传动产品。     

基于Abaqus弧齿锥齿轮动态特性研究方法

以CATIA二次开发建立的弧齿锥齿轮三维模型为研究对象,利用Abaqus软件对弧齿锥齿轮进行仿真分析,仿真了在不同载荷下弧齿锥齿轮的动态性能,进行了接触分析,提取了传动误差曲线。结果表明,随着载荷的增大,齿轮的传动误差波动幅值随之减小,但偏离零线的幅度随之增大,表明弧齿锥齿轮在载荷增大的情况下传动更加平稳,传动精度随之降低。     

直齿锥齿轮与零度弧齿锥齿轮传动特性分析

通过建立一对直齿锥齿轮有限元模型,利用ANSYS/LS-DYNA软件对其进行瞬态仿真分析,验证其仿真方法的准确性。基于此建立一对零度弧齿锥齿轮对比模型进行仿真计算,根据仿真结果,对齿轮接触力、齿面接触应力、齿根弯曲应力、大齿轮振动方面进行比较分析,发现在相同载荷和转速情况下,直齿锥齿轮与零度弧齿锥齿轮的传动特性具有明显的差异性。为两种类型的锥齿轮在航空领域中的选择和应用提供参考。