含误差的直齿轮的齿廓修形

依据齿轮传动载荷与轮齿变形的关系,推导出定载荷条件下,修形直齿轮静态传动误差与齿对综合修形参数的关系表达式。提出含制造误差修形齿轮修形参数的确定原则:理论设计修形齿轮的最大综合修形量应能消除含误差齿廓轮齿在啮入和啮出位置产生的几何干涉,理论设计修形齿轮的静态传动误差应保持最小的变化。给出了合制造误差修形直齿轮修形参数的计算公式,阐述了相应的确定方法。系统动态响应计算表明该方法所获得的修形齿轮具有良好的减振效果。     

一种新的直齿轮双样条修形齿面设计

提出一种针对直齿轮的双样条修形方法,分别采用样条曲线来设计修形后齿面的齿廓线及齿向线,齿面由齿廓样条曲线沿齿向样条曲线扫掠得到.相对于传统复合修形,双样条修形方法的控制参数更多,使得齿面几何改变更灵活,并能实现全齿面点的更高阶次连续.通过有限元分析(FEA),对比分析了双样条修形的优越性,结果表明,双样条修形与传统复合修形相比,可以实现更高啮合性能的齿面设计,其中,啮合传递误差曲线和啮合刚度曲线更平缓,静态传递误差频谱幅值减小.通过加工实验和齿面精度检测,验证了双样条修形方法在齿轮实际加工中的可行性.研究表明,新提出的双样条修形方法是实现高性能直齿轮修形设计的一种有效方法.     

直齿锥齿轮齿廓修形

根据啮合刚度和噪声之间的关系,以修形减振降噪为目的,用旋转渐开线曲线对直齿锥齿轮进行齿廓修形.以减小齿轮传动误差和啮合刚度的波动大小为衡量标准,同时确保载荷变化呈平稳过渡.静态计算结果表明,直齿锥齿轮齿廓长修形具有较好的减振效果.直齿锥齿轮采用冷精锻进行齿廓修形,显著地降低了成本,这为齿轮传动系统的修形、减振、降噪和设计提供了一种新的研究方法.     

基于KISSsoft软件的人字齿轮传动修形设计研究

基于KISSsoft软件对人字齿轮副修形参数设计进行设计研究,以传递误差曲线、法向线载荷和齿面载荷分布等性能指标为修形参数优劣判断依据,给出修形评价指标与齿轮设计参数之间的关系;考虑轴线平行度偏差和转矩等因素的影响,研究人字齿轮齿廓修形和齿向修形参数的设计,给出基于KISSsoft软件的人字齿修形参数设计流程。以1对工业界实际的人字齿轮副参数为对象,针对原修形参数下存在的传递误差大、齿面载荷分布集中和法向线载荷较大等问题,对修形参数进行重新设计,获得优化的修形参数。优化后的修形参数与原修形参数相比,降低了齿轮传递误差、降低了齿向载荷分布集中程度、减小了法向线载荷。研究表明,使用KISSsoft软件优化人字齿轮修形参数避免了传统通过滚检获得接触区域、反复调整修形设计与验证的繁琐复杂的设计制造流程。     

汽车传动齿轮修形优化分析

分析了齿廓误差和齿向误差对齿轮振动噪声的影响,以及齿廓修形和齿向修形的理论方法.以汽车变速箱中一对斜齿轮为研究对象,利用KISSsoft齿轮专业软件,通过设置基本参数,模拟真实工况条件,确定修形优化方案,对齿轮进行传递误差分析》齿面接触力分析》齿面接触温度分析等,研究了鼓形量对齿面法向接触力的影响,不同齿廓修形曲线对传递误差的影响.结果表明,修形可大幅降低最大齿面接触温度,改善胶合;鼓形修形可有效改善偏载现象;齿廓修形可有效降低齿面最大接触应力;修形曲线选择方面长修形曲线优于短修形曲线.为齿轮减振降噪修形研究提供一定的参考借鉴.     

两级星型齿轮传动系统低振动齿廓修形设计研究

针对两级星型齿轮传动系统，为降低系统振动、提升系统性能，开展齿廓修形方法和动力学建模研究。并基于此开展修形参数对系统动态啮合力齿频幅值的影响规律研究，确定齿廓修形参数设计范围。获得齿廓修形参数的非劣解集合，以内外齿轮副啮合频率对应的幅值最小为目标，确定系统齿廓修形参数。开展未修形与修形齿轮系统的动态响应分析，验证了系统齿廓修形设计方法的可行性。结果表明，合理的修形参数可以有效地减小系统的振动。     

圆弧齿廓刀具及齿向鼓形的斜齿轮拓扑修形

齿轮修形是改善齿轮传动特性的一种重要手段。提出了新的齿廓方向刀具圆弧修形及齿向鼓形修形的拓扑修形方案,利用齿轮啮合原理、齿轮接触分析(TCA)技术设计了修形参数,并研究了修形齿轮的误差灵敏度,包括螺旋角和压力角误差对接触印痕及传动误差的影响。研究表明,这种修形方案的误差灵敏度低,而且没有边缘接触,啮合性能较好。研究成果为斜齿轮修形设计提供了理论依据。     

基于最优修形设计的变速器齿轮性能优化

以某款五挡变速器的齿轮传动机构为研究对象,利用Romax Designer软件,建立了该变速器齿轮传动机构的仿真模型,并对修形前4挡齿轮的承载情况、传递误差和齿面载荷分布情况进行了仿真分析。根据齿轮齿向修形和齿廓修形的理论,利用正交试验原理分析4挡齿轮三维修形参数的变量范围,然后利用遗传算法对齿轮修形参数实施优化,得到最优的齿轮修形参数组合,并利用整车试验验证了这一方法的有效性。对比优化前后的结果可知,利用齿轮三维修形技术可以较大程度地降低齿轮承受的应力,降低齿轮传递误差的波动幅值,优化齿轮齿面的应力分布情况,降低振动噪声。同时也能够证明利用此方法可以有效地改善齿轮的啮合情况,是优化齿轮啮合性能的有效手段。     

天文望远镜传动直齿轮齿廓修形设计

采用高次幂、短修形方式设计望远镜传动直齿轮,既满足重合度要求,又可改善齿轮的静传动误差,还能消除齿顶刮行现象,避免应力集中。定义空载传动误差设计曲线为齿廓修形参数,根据虚拟加工过程,建立修形齿廓方程。采用轮齿接触分析理论,结合有限元法,计算了空载传动误差曲线、齿轮承载变形曲线以及静传动误差曲线、并计算了定载荷情况下,考虑齿距误差的齿廓修形方程。结合仿真算例,对比未修形齿轮与修形齿轮的静传动误差以及主动轮齿顶处的应力,表明修形效果明显。     

斜齿轮的齿廓修形的实验研究

本文以一对斜齿轮传动为对象,设计了这对齿轮在传动误差幅值最小时的齿廓修形曲线。作者进一步在齿轮实验台上,实际测量了该对齿轮在修形和未修形时的传动误差波形,与计算波形作了对比,并测量了该对齿轮在实际工况下的相对扭振加速度,证明了齿廓修形方法在齿轮系统减振设计中的突出效用。     

齿轮传动动态性能的优化设计--最优修形曲线的确定

在进行齿轮传动动态性能仿真研究的基础上,研究了直线修形、抛物线修形和正弦修形,并进行了优化设计。通过实例计算,得出了一些有实际应用价值的结论。     

齿轮修形的优化设计与试验研究

通过对齿轮传动动态性能进行仿真研究,以一对直齿圆柱齿轮传动为例,研究了直线修形、抛物线修形和正弦修形,并优化设计了该齿轮传动取优动态性能时的齿廓修形曲线。通过比较修形齿轮和标准渐开线齿轮实测的振动加速度和噪声,证明了本优化修形设计方法对提高齿轮传动动态性能的突出效用。     

齿轮修形参数对变速箱传动特性影响的研究

针对齿轮传动中的振动和噪声问题,以Masta为仿真分析平台,通过对某变速箱主减速齿轮修形的仿真计算,得到了齿顶修缘量、齿形和齿向鼓形量等修形参数的变化对齿轮传动特性的影响规律。在对齿轮传动误差和齿面最大接触应力变化规律研究的基础上,选取了目标机型主减速齿轮的最佳修形参数。噪声试验结果表明,变速箱主减速齿轮修形后,齿轮啸叫得到了明显改善。     

采用碟形砂轮的斜齿面齿轮磨齿技术研究

为了制造出高精度硬齿面斜齿面齿轮和获得抛物线传动误差并改善啮合性能,对采用碟形砂轮加工双向修形的斜齿面齿轮的磨齿方法进行了研究。设计了渐开线失配的碟形砂轮齿面,分析了碟形砂轮磨削斜齿面齿轮的展成原理,根据展成原理和用渐开线失配的碟形砂轮并改变砂轮的运动,推导出双向修形斜齿面齿轮的齿面方程。给出了双向修形斜齿面齿轮的齿面计算和接触分析实例,结果表明:理论齿面的最大齿面误差为5.98×10-4μm,采用碟形砂轮加工双向修形斜齿面齿轮的磨齿方法是可行的,获得了斜齿面齿轮抛物线传动误差,避免了边缘接触并改善了斜齿面齿轮的啮合性能。     

2K-V型摆线针轮减速器的动态回转传动误差分析

利用Pro/E创建参数化实体模型,导入ADAMS建立2K-V型摆线针轮减速器的虚拟样机.通过多刚体动力学仿真分析,获得转角误差曲线,并对比分析摆线轮修形造成的径向间隙等因素对传动精度的影响情况.为深入研究精密齿轮传动系统的动态传动精度,探索精密齿轮传动系统传动精度主动控制的方法和新传动结构设计提供了有效方法.     

An investigation on the influence of modification parameters on transmission characteristics of planetary gear system

A new gear tooth modification model of planetary gear system was established by considering the characteristics of tooth longitudinal crowning modification and tooth profile modification. Using this model, the influences of modification parameters on the time-varying mesh stiffness, transmission error, contact spots and dynamic response of the planetary gear system were analyzed through numerical analysis. The results show that tooth profile modification can effectively restrain the mesh stiffness sudden variation in the single and double tooth alternation of both the internal and external mesh pairs, and significantly decrease the transmission error fluctuation. However, longitudinal crowning modification has no marked influence on mesh stiffness sudden variation or transmission error fluctuation. The tooth profile modification can significantly reduce the sudden variation of tooth surface load during gear mesh course. Longitudinal crowning modification can make the tooth surface load evenly distributed in tooth width direction. When the external meshing pairs are modified at the tooth profile individually, the magnitude values of main response resonance peaks of internal meshing pairs have a great reduction, but those values of external meshing pairs change slightly. In the case of tooth profile modification of the internal meshing pairs, the phenomenon is reversed. By contrast with tooth profile modification, longitudinal crowning modification has little influence on the resonance peaks of internal and external meshing pairs.

     

人字齿轮直线型对角修形设计及成形磨原理

为了降低承载传动误差波动产生的振动激励，提出了成形磨人字齿轮直线型对角修形优化设计。根据ISO对角修形定义，计算齿顶、齿根修形起始线在旋转投影面上的螺旋角，将修形曲线设计为直线型，给定最大修形量，确定对角修形的齿面方程。利用齿面接触分析和轮齿承载接触分析，以工作载荷下人字齿轮承载传动误差波动量最小为优化目标，采用遗传算法优化对角修形参数。确定以目标修形齿面法向偏差的平方和最小的目标函数，以螺旋角、模数、压力角为设计变量，采用遗传算法分别对齿顶和齿根修形区域进行逼近，从而实现对角修形的成形磨加工。结果表明，人字齿轮直线型对角修形可以将承载传动误差波动量降低到36.65%；采用三截面砂轮成形磨的理论误差控制在1μm以内，获得较高的齿面精度；试验人字齿小轮齿的检测结果控制在4级精度以内，并进行了齿轮副的滚检试验，从而验证该方法的有效性。     

齿轮动态性能的结构参数与齿形的优化研究

在进行齿轮传动动态性能仿真研究的基础上，根据齿数、模数、齿宽、齿形、负载和转速等因素对齿轮传动动态性能的影响规律，以一对直齿圆柱齿轮传动为例，对于直线修形、抛物线修形和正弦修形，优化了齿轮传动动态性能的突出效用。     

Statistical modification analysis of helical planetary gears based on response surface method and Monte Carlo simulation

Tooth modification technique is widely used in gear industry to improve the meshing performance of gearings. However, few of the present studies on tooth modification considers the influence of inevitable random errors on gear modification effects. In order to investigate the uncertainties of tooth modification amount variations on system's dynamic behaviors of a helical planetary gears, an analytical dynamic model including tooth modification parameters is proposed to carry out a deterministic analysis on the dynamics of a helical planetary gear. The dynamic meshing forces as well as the dynamic transmission errors of the sun-planet 1 gear pair with and without tooth modifications are computed and compared to show the effectiveness of tooth modifications on gear dynamics enhancement. By using response surface method, a fitted regression model for the dynamic transmission error(DTE) fluctuations is established to quantify the relationship between modification amounts and DTE fluctuations. By shifting the inevitable random errors arousing from manufacturing and installing process to tooth modification amount variations, a statistical tooth modification model is developed and a methodology combining Monte Carlo simulation and response surface method is presented for uncertainty analysis of tooth modifications. The uncertainly analysis reveals that the system's dynamic behaviors do not obey the normal distribution rule even though the design variables are normally distributed. In addition, a deterministic modification amount will not definitely achieve an optimal result for both static and dynamic transmission error fluctuation reduction simultaneously.