圆柱齿轮设计参数对啮合效率的影响

从现有的研究成果来看,圆柱齿轮的啮合损失几乎全部为齿面滑动摩擦损失,该损失的大小与圆柱齿轮设计参数息息相关。在分析圆柱齿轮啮合过程的基础上,根据齿轮设计参数绘制可直观反映齿轮啮合过程的图形,依照图形对啮合效率进行计算,提出基于图形的直齿、斜齿圆柱齿轮啮合效率计算分析方法,并应用该方法分析圆柱齿轮设计参数对啮合效率的影响。     

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.     

直齿圆柱齿轮啮合效率的计算与分析

研究了直齿圆柱齿轮传动啮合效率的计算方法,从消耗功率方面推出直齿圆柱齿轮外啮合传动效率计算函数,引入了变化的平均摩擦因数代替假设恒定的摩擦因数,得到更加精确的渐开线外齿轮啮合效率的计算式。结合Matlab软件进行仿真分析,得到了齿轮啮合效率与齿轮基本参数的相关关系,对提高齿轮传动效率提供相关方法有一定的作用。     

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。     

面齿轮传动安装误差特性研究

对渐开线直齿圆柱齿轮和面齿轮的啮合传动的安装误差范围进行了研究。建立了面齿轮齿面方程,应用微分几何和啮合原理形成了齿面啮合迹;通过分析齿面啮合点处的弹性变形与其曲率的关系,得到了面齿轮上的齿面啮合域;最后分析了安装误差对传动误差和啮合域的影响,并确定了满足设计啮合域要求的安装误差变动范围。     

渐开线圆柱直齿轮结构参数对啮合效率的影响分析

以渐开线圆柱齿轮机构啮合效率为研究对象,基于齿轮副间接触反力的概念,分析了接触齿面间摩擦因数的影响因素,借鉴已有摩擦因数研究模型,分析了直齿和斜齿传动的啮合特点,推导出直齿齿轮传动的瞬时啮合效率和平均啮合效率的数学求解式;以直齿齿轮传动为例,在不同传动比、摩擦因数、压力角情况下分析了齿轮机构的啮合效率。结果表明,摩擦因数与齿轮啮合效率成反比,较大的压力角和传动比能提高齿轮的啮合效率,增速齿轮传动比减速齿轮传动的啮合效率高。     

基于ADAMS多体动力学的轮齿动态载荷仿真分析

齿轮啮合过程中的轮齿动态载荷是齿轮研究领域的一个重要问题。文中介绍了直齿圆柱齿轮啮合传动特性以及ADAMS多体动力学分析中的接触碰撞模型;建立了基于ADAMS的直齿圆柱齿轮副多体动力学分析模型;通过动态仿真分析,获得齿轮啮合过程中的轮齿动态载荷历程,以及不同转速时轮齿的动载系数变化规律,为进一步研究直齿圆柱齿轮齿顶修形设计提供理论依据。     

基于UG内啮合珩齿的仿真加工分析

内啮合珩齿是一种齿轮精密加工的工艺方法,由于其斜齿内珩轮与直齿圆柱齿轮属于交错轴齿轮副,齿面之间存在着微量的干涉。通过去除干涉量可得到鼓形齿,而鼓形齿对于降低噪声,增强齿轮传动的平稳性都有极大的益处。由于交错轴齿轮副的啮合情况非常复杂,轮齿之间的干涉量解析计算也难以实现。为此利用三维建模软件UG/NX实现了对圆柱内斜齿轮和直齿圆柱齿轮参数建模和装配,通过模拟齿轮的啮合运动,成功将干涉部分切除加工出鼓形齿。最终得到单个齿上的干涉量。     

基于UG的渐开线齿轮参数化设计系统的开发

基于设计知识建立了渐开线齿轮的统一参数化模型,通过改变统一模型的锥角和螺旋角能够生成直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮和斜齿圆锥齿轮,并在统一模型的基础上基于UG二次开发技术开发了渐开线齿轮参数化设计系统.     

渐开线弧齿圆柱齿轮及其啮合特性

阐明了渐开线弧齿圆柱齿轮的主要几何参数，利用微分几何理论推导出渐开线弧齿圆柱齿轮的齿面方程、共轭齿面方程以及齿轮副的啮合线、齿面接触线表达式，并通过计算机编程对弧齿圆柱齿轮的齿面、共轭齿面、啮合线及齿面接触线实现图形绘制，直观地揭示了弧齿圆柱齿轮在传动过程中的啮合特性。渐开线弧齿圆柱齿轮具有较长的齿面接触线和较大的啮合重合度，齿轮副啮合平稳性好。     

单级齿轮减速机双重优化设计方法

齿轮基本参数的选择是齿轮设计中的一项非常重要的内容.传统的齿轮设计方法忽视了所选择的基本参数对啮合效率的影响,从而造成了能源浪费和经济损失.首先从减少体积出发对圆柱齿轮结构参数进行优化,然后在此结构参数的基础上,基于啮合效率,进行再次优化,得到既减少体积又提高啮合效率的系列结构参数.     

齿轮啮合冲击噪声的定量预估

从齿轮啮合原理的角度出发 ,分析了齿轮的加工误差和弹性变形对于齿轮啮合冲击的影响 ,得出了冲击速度和冲击作用时间的表达式 ,结合声学理论计算了齿轮啮合冲击时所产生的噪声声压和声辐射功率等声学特性参数 ,从而可用于对齿轮冲击加速度噪声进行估算     

齿轮系统动力学模型内部激励参数的优化设置研究

时变啮合刚度与齿侧间隙是齿轮传动系统的主要内部激励源,决定了齿轮系统动力学的基本特点和性质。啮合刚度的时变性影响齿轮系统的稳定性、引起系统的参数共振,齿侧间隙则引起系统强烈的非线特性。考虑时变啮合刚度、齿侧间隙等激励源,建立了齿轮系统非线性动力学模型,从模型参数设置合理性的新角度阐述时变啮合刚度、齿侧间隙对系统动态特性的影响。结果表明:在低速工运行况下,过度简化时变啮合刚度会扼杀由单双齿交替啮合而产生的振动冲击响应;此时齿轮处于单侧啮合状态,在建模时可以不考虑齿侧间隙的影响,以达到简化模型、提高求解效率的目的。而在较高速运行状态下,齿轮处于单边冲击或双边冲击状态,齿侧间隙引起系统强烈的非线性特性,建模时必须考虑齿侧间隙。     

变风速运行控制下风电传动系统的动态特性

基于齿轮系统动力学的方法对风电传动系统进行研究。运用基于自回归模型的线性滤波法(Auto-regressive,AR)建立的风速模型对实际风场的随机风速进行模拟;根据风力发电机在实际情况中的运行控制策略获得风力发电机齿轮传动系统的时变输入转矩激励;综合考虑风力发电机齿轮传动系统中各个齿轮副的时变啮合刚度、各个滚动轴承的刚度、各个轮齿综合啮合误差等内部激励,采用集中参数质量法建立风力发电机齿轮传动系统的耦合动力学模型;在此基础上建立风力发电机齿轮传动系统的动力学微分方程并进行仿真计算,分别求解风力发电机齿轮传动系统的固有频率、振动响应、动态啮合力和滚动轴承动态轴承力。研究结果为风力发电机传动系统的动态性能优化设计和可靠性设计奠定了基础。     

渐开线锥形齿轮滚削原理

基于空间双自由度包络运动理论 ,对渐开线锥形齿轮的滚削原理进行了深入的研究。首先通过分解滚切运动 ,由空间任意点相对速度的啮合接触条件 ,分析了滚刀作平移运动所包络出的产形齿条齿面 ,并求解了其主要参数。进而通过对滚刀、产形齿条及锥形齿轮三者之间空间几何关系的分析 ,从理论上阐明了锥形齿轮的滚齿加工原理并推导了机床调整参数的计算公式。理论和试验的结果表明 ,利用有径向进给运动的通用滚齿机可以实现渐开线锥形齿轮的正确加工     

直线共轭内啮合齿轮副啮合特性分析

对直线共轭内啮合齿轮副的啮合特性进行了全面分析 ,包括共轭齿形的求解、啮合过程分析和重合度计算及齿轮参数对重合度的影响等内容。     

齿轮传动的阻尼减振技术研究

主要研究了各种阻尼减振形式对齿轮传动轮体振动的影响,通过有限元软件ANSYSY计算得到一对齿轮传动周期性变化啮合力,对齿轮进行简化,将计算得到的啮合力作用到齿轮轮体上,比较齿轮轮体在添加阻尼前后的振动情况.结果表明对于单腹板齿轮,约束阻尼层的减振方式优于非约束阻尼层的方式,可以有效地降低腹板振动,减小噪声.     

齿轮接触安定分析

以Hertz理论为基础,建立齿轮的接触模型.针对齿轮接触表面层变曲率的特点,构造出局部坐标下残余应力应变场的分布状态,分析在此残余应力场分布状态下,齿轮接触的静力安定和机动安定的条件.采用应力应变释放的算法和不同啮合点局部坐标之间的转换法则,模拟齿轮在重复啮合过程中残余应力应变的累积过程,求解安定状态下残余应力的分布状况,确定齿轮接触的安定极限与摩擦因数和齿轮啮合位置之间的变化情况.     

Modeling and Analysis of High-Load and High-Speed Involute Spur Gear Systems in Adverse Lubrication

This article presents a mathematical model for the meshing of involute spur gears in mixed lubrication. The model is formulated by integrating a gear meshing model with a thermal tribofilm mixed lubrication model. The resulting model can produce a number of important meshing variables from which the gear meshing performance and the tooth surface damage may be assessed. The model is used to analyze the performance of a high-load and high-speed gear system under various degrees of mixed lubrication. The results show a stronger desire to use low-module and high-pressure-angle gears than that suggested in earlier studies under good lubrication conditions. The results also show the high importance of enhanced heat transfer design of the system to prevent or reduce the possibility of the gear system migrating into temperature-induced unfavorable lubrication conditions. Although the model is developed for spur gears and results are obtained around a nominal system, the relations of the gear meshing tribology to the meshing loss and tooth surface damage behind these results should be fundamentally the same as those in other high-load and high-speed gear systems of different sizes and types. Therefore, the results and analysis may serve as qualitative guidance for the design considerations of high-performance gear systems in general.     

CVT封闭的2K-H型差动轮系啮合效率分析

针对封闭式无级变速器内部容易发生功率循环而造成效率降低的问题,以输入耦合CVT(Continuously Variable Transmission)传动系统为研究对象,简单地介绍了其基本结构及工作原理,在无能量损失的理想状态下详细推导了该传动系统实现功率分流的充分条件。其次,在该充分条件下简化了输入耦合CVT传动系统中起汇流作用的2K-H型差动轮系啮合效率表达式,得到了影响啮合效率的输入构件结构参数和运动状态等因素,求证了其获得最大值的条件。最后,通过实例验证了所得到的2K-H型差动轮系啮合效率最大条件的正确性。结果表明,该条件从设计的角度保证了2K-H型差动轮系啮合效率最大,是一种行之有效的设计方法。