太阳轮偏心误差对人字齿行星传动动态特性影响

以人字齿行星齿轮为研究对象,考虑人字齿轮实际结构,基于集中参数理论,建立计入各个构件轴向振动的人字齿轮行星传动广义动力学模型,建模中考虑制造偏心误差和齿廓误差、轴承支撑刚度、轮齿时变啮合刚度和陀螺效应等影响因素.该模型可用于具有不同类型制造误差和任意数目行星轮的人字齿行星传动振动性能分析.采用数值算法求解系统受迫振动响应,分别分析了时域和频域动态响应.以太阳轮制造偏心误差Es为例,着重研究Es对人字齿行星传动动态特性影响规律.结果表明:制造误差Es增强了人字齿行星传动系统中的动态响应以及动态啮合力的波动.     

含有浮动组合内齿圈的人字齿行星齿轮系统静态均载特性

基于集中参数法,建立含有浮动组合内齿圈的人字齿行星齿轮传动系统静态均载计算模型,并针对其进行静态均载特性行为的理论研究。考虑时变啮合刚度、各构件偏心误差激励、中心构件浮动等影响因素,并利用傅立叶级数法求解系统载荷平衡方程,定性地分析各构件偏心误差、中心构件浮动方式及浮动量、柔性内齿圈扭转刚度等参数对系统静态均载特性行为的影响。研究结果表明:系统均载系数随着偏心误差的增大而增大,构件偏心误差共同作用对均载系数的影响比构件偏心误差单独作用时的影响大;柔性内齿圈扭转刚度的改变对太阳轮、内齿圈的浮动量及系统的均载系数均有影响;含有浮动组合内齿圈的人字齿行星齿轮系统较一般人字齿行星齿轮系统有更好的均载效果。     

安装误差对提高人字齿轮加工精度的影响及补偿

单斜齿轮倾向于产生显著的轴向载荷,而人字齿轮具有轴向载荷小的优点。但人字齿轮的不对称齿偏差将导致轴向跳动并可能导致噪声、振动和动态轮齿接触载荷。研究提出一种通过消除齿轮安装误差的影响来提高人字齿轮精度的简单方法。根据渐开线齿轮的数学模型和侧面铣削包络原理,利用开发的软件来生成刀具位置(CL)数据,建立安装误差下齿轮的数学模型。提出并研究了基于多体理论的补偿方法。通过切削实验验证,结果表明该方法可以将人字齿轮精度从8级提高到6级且对称性明显提高,对于人字齿轮更好的啮合性能具有重要意义。     

考虑制造误差的人字齿行星传动均载特性

以人字齿行星齿轮传动系统为研究对象,基于齿轮系统动力学理论和牛顿运动定律,考虑各构件制造偏心误差和齿廓误差、时变啮合刚度、轴承支承刚度以及陀螺效应等因素,运用集中参数法建立考虑人字齿轮实际结构特点的该型传动弯-扭-轴耦合动力学模型;通过计算在不同浮动方式下的系统均载系数,获得太阳轮偏心误差以及齿廓误差与系统均载系数关系曲线,进而分析在不同浮动方式下制造误差对人字齿行星传动均载特性的影响;同时对比分析在有太阳轮浮动和非浮动情况下,太阳轮的径向浮动能力。研究结果表明:制造误差和构件浮动对人字齿行星传动均载性能有显著的影响,构件浮动可以明显地改善系统均载特性,并且系统均载系数随制造误差的增加而增大;与非浮动情况相比,浮动太阳轮时太阳轮中心径向位移量明显较大,提高了太阳轮浮动能力。     

基于人字齿轮啮合特性的滑动摩擦功率损失

以空间多重共轭啮合理论为基础,利用人字齿轮副轮齿接触特性与承载接触特性,提出一种计算人字齿轮滑动摩擦功率损失的方法。首先,利用人字齿轮副轮齿接触分析(TCA),获得人字齿轮齿面接触路径和印痕。然后,利用人字齿轮副承载接触分析(LTCA),计算得到啮合齿面瞬时椭圆长轴(接触点)上离散点的法向载荷和瞬时接触点的传动误差,把所得到的离散点载荷和传动误差分别转换成齿面瞬时接触点的法向载荷和相对滑动速度,二者与摩擦因数相乘得到人字齿轮瞬时接触点的滑动摩擦功率损失。最后,对人字齿轮齿面所有瞬时接触点的滑动摩擦功率损失进行拟合并积分,最终获得1对人字齿轮轮齿从啮入到啮出的滑动摩擦功损。     

人字齿轮修形设计与轮齿接触分析

首先,通过改变刀具切削刃的形状,以三段抛物线代替齿条的直线齿廓,推导出了刀具齿面方程.提出小轮齿廓修形量的计算方法,为实际加工提供了依据.其次,针对人字齿轮的啮合特点,建立了人字齿轮啮合的坐标关系,基于斜齿轮轮齿接触分析,提出了人字齿轮轮齿接触分析的方法.最后,以一对试验人字齿轮为例,通过对小轮齿廓修形量和齿面印痕的比较,验证了该方法的正确性.     

偏心误差对微线段齿轮的传动性能影响研究

微线段齿轮作为一种新型齿轮,具有承载能力强、耐磨性好、传动效率高等特点。为了进一步提高微线段齿轮的应用性,文章重点研究了偏心误差对微线段齿轮传动性能的影响。根据微线段齿轮齿廓的成形原理,建立了其齿廓的数学模型;基于该数学模型,结合微线段齿轮离散型齿廓的特点,将离散化齿面接触分析(tooth contact analysis,TCA)方法引入到微线段齿轮啮合分析中,对考虑偏心误差的微线段齿轮传动误差计算方法进行了研究,并编制了相应的程序;基于该程序,对比分析了偏心误差对渐开线和微线段齿轮传动误差的影响。结果表明,偏心误差会导致微线段齿轮在每个啮合周期产生不断波动的传动误差,其基频幅值比渐开线齿轮的要小,但是随着偏心误差增加,传动误差中高频部分的影响越来越明显。为了设计高性能的微线段齿轮,可以通过提高微线段齿轮孔和轴的加工及安装精度来减小偏心误差带来的传动性能影响。     

提高齿轮加工精度的方法

在滚齿机上加工齿轮时，由于有几何偏心和运动偏心，就会产生被加工齿轮的齿距误差和齿距累积误差，影响齿轮传动的准确性和平稳性。     

MAAG60BC加工齿轮的测试特点

在用MAAG60BC磨齿机加工高精度齿轮的试验研究中,通过工艺测试发现该机床有许多特点,其中最明显的是:1.用几何偏心抵消运动偏心来减小齿轮切向综合误差的办法会削弱加工齿轮齿形精度高的优点;2.由于运动偏心向几何偏心转化,因此,只要严格控制几何偏心,会使加工齿轮切向综合精度指标大大提高,同时,可以通过测量齿圈径向跳动间接检查切向综合误差的大小;3.由前述,该机床提高加工齿轮精度的最根本的途径是严格控制几何偏心。     

人字齿轮小轮轴向窜动的多目标复合修形优化

为了改善人字齿轮左右齿面载荷不完全对称引起的齿面偏载和振动问题,研究了人字齿轮小轮轴向固定和轴向窜动对齿面载荷分布的影响,提出了一种人字齿轮复合修形设计方法。根据齿面偏载情况,通过齿向补偿修形优化实现左右齿面载荷均匀分布;在齿向补偿修形的基础上,叠加拓扑修形构建复合修形齿面,以承载传动误差幅值最小和齿面闪温最低为优化目标,采用NSGA-II算法确定最佳拓扑修形量。算例结果表明,仅小轮轴向窜动,虽然能使左右斜齿轮副载荷基本相等,但不能完全改善单个斜齿轮齿面偏载的状况。齿向补偿修形后,能够改善每一个斜齿轮齿面的载荷使其均匀分布。复合修形改善了齿面载荷分布,避免了边缘接触,大幅降低了承载传动误差幅值和齿面闪温。     

基于电子齿轮箱非圆齿轮齿距误差补偿研究

文章针对非圆齿轮滚齿加工难以获得较高精度的问题,对非圆齿轮滚齿加工误差及其补偿方法进行研究。推导非圆齿轮滚齿加工数学模型,构建非圆齿轮滚齿加工电子齿轮箱运动控制模型,并从几何角度分析推导电子齿轮箱展成控制误差所引起的非圆齿轮齿距误差;根据构建的非圆齿轮齿距误差关系式,建立电子齿轮箱非圆齿轮齿距误差补偿控制器,添加到电子齿轮箱运动控制模型中,并通过仿真实验分析对比补偿前、后的控制效果。研究结果表明,该文方法能够有效地降低非圆齿轮齿距误差。     

F-1300钻井泵人字齿轮设计制造方案决策分析

在对F-1300三缸单作用泥浆泵人字齿轮的无退刀槽、有退刀槽和拼装三种不同的设计制造方案分析比较的基础上,对三种设计制造方案进行了齿轮强度计算、工作寿命推算和成本计算分析。结果表明,当采用齿轮工作寿命与其加工成本价格比为衡量指标时,无退刀槽人字齿轮刨齿加工的方案指标最高,方案最优。最后,考虑到影响方案评价的其他三个因素,应用价值工程理论中加权评分法进行了综合分析,其结果进一步证实了上述结论。     

齿轮误差分析与应用

分析了安装偏心和运动偏心转化为齿轮误差的规律，提出了在生产实践中利用误差补偿规律提高加工精度的方法。     

基于啮合特性的人字齿轮动力学建模与分析

利用人字齿轮啮合特性的分析结果,准确计算人字齿轮轮齿时变啮合刚度激励和误差激励。根据齿轮啮合冲击模型,计算人字齿轮啮入冲击激励。根据人字齿轮的均载传动特性,综合考虑上述3种激励,利用集中参数理论建立人字齿轮12自由度弯曲—扭转—轴向变形耦合的三维空间动力学模型。应用牛顿第二定律,建立系统的振动方程,对方程进行消除刚体位移和量纲归一化处理。采用变步长四阶龙格库塔法(Runge-Kutta)求解,得到系统的振动响应和动态特性。结果表明:人字齿轮动力学模型的建立、求解和分析为其动态设计奠定了基础。     

平面刀具数控加工面齿轮与齿面偏差分析

为了面齿轮的切削、磨削刀具通用化,研究了格林森平面刀具加工面齿轮的数控方法。在获得平面刀具理论运动规律的基础上,简述了格林森数控机床系统的运动自由度,建立了数控系统的坐标系,通过坐标变换、运动等价要求及啮合方程建立了数控系统的运动规律和面齿轮数控加工模型,为降低原理性和数控齿面综合偏差,进一步建立了减小齿面误差的敏感矩阵模型,以修正机床运动规律。齿面仿真结果表明算例中平面刀具加工面齿轮的原理性误为-1.052mm,相对平面刀具的理论加工方法,数控加工齿面偏差为-12.77μm,修正机床运动规律后,综合齿面偏差降低到了-626.3μm.因此应用敏感矩阵法有利于降低平面刀具加工面齿轮的综合齿面误差和优化机床运动规律。     

错齿双圆弧人字齿轮的刚度计算

对错齿双圆弧人字齿轮的啮合刚度进行了分析和定量计算 ,并对比了错齿后和未错齿时的刚度变化值 ,为分析错齿双圆弧齿轮的振动特性奠定了基础。结果表明 ,双圆弧人字齿轮发生错齿后与错齿前相比 ,刚度阶跃值减小 1/ 2 ,相对值减少 10 % ,这有利于减轻振动和冲击 ,并可降低噪声。     

错齿双圆弧人字齿轮的刚度计算

对错齿双圆弧人字齿轮的啮合刚度进行了分析和定量计算，并对比了错齿后和未错齿时的刚度变化值，为分析错齿双圆弧齿轮的振动特性奠定了基础。结果表明，双圆孤人字齿轮发生错齿后与错齿前相比，刚度阶跃值减小1／2，相对值减小10％，这有利于减轻振动和冲击，并可降低噪声。     

圆柱齿轮加工误差分析

从加工误差来看，影响齿向方向接触精度的主要因素是齿向误差，影响齿距累积误差的主要因素是齿轮的几何偏心，就齿轮坯基准面误差及齿向误差及齿距累积误差所产生的影响进行分析，并找出齿轮坯基准面跳动值的一种确定方法，并对加工齿轮改进方法进行探讨。     

基于坐标测量的准双曲面齿轮齿形精度控制

建立了表达准双面齿轮齿形精度的几何模型,计算分析了各加工误差独立存在时对准以面齿轮齿形精度影响的主次及相关性,利用齿面坐标测量值诊断齿轮加工参数误差,并确定误差补偿参数及其修正量。齿轮的补偿加工表明本方法可提高齿形加工精度。     

考虑错位角的人字齿星型轮系传动性能分析

以传动效率超高的某涡扇发动机人字齿星型轮系为研究对象，建立含有错位角的人字齿轮模型，采用ROMAX软件研究错位角对人字齿轮副所受轴向力及其动态性能的影响。结果表明：错位角对人字齿轮副所受轴向力的影响随周节偏转变化而周期性变化；在星型轮系中错位角对太阳轮和内齿圈所受轴向力的影响可以忽略，而对星轮所受轴向力影响较明显，这主要是因为太阳轮和内齿圈与多个星轮啮合而出现多齿均化效应。尽管错位角会产生轴向力，但选择合适的错位角会减小人字齿轮啮合综合刚度的波动，从而使人字齿星型轮系动态啮合力更加平稳。