轴线不平行度对人字齿轮齿面啮合性能的影响分析

人字齿轮传动由于加工安装误差、轴承支撑布置无法对称等条件,不可避免会产生轴线的微量不平行。因人字齿轮齿宽较大、啮合刚度高、标准渐开线齿面线接触等特点,微量的轴线不平行度就会导致严重的齿面偏载,影响齿轮传动的平稳性和可靠性。因此,采用了小轮较大轴向浮动的轴承支撑结构,并研究了小轮轴向浮动的人字齿轮齿面承载接触仿真(LTCA)方法,通过大、小轮轴向固定和小轮轴向浮动两种不同轴承支撑结构的仿真比较,说明小轮轴向自位浮动可以有效改善齿面偏载,为人字齿轮传动系统的设计提供了参考。     

近似面齿轮传动的齿面拓扑修形主动设计

为了提高面齿轮的磨齿效率,采用不做齿向进给运动的大半径盘形砂轮磨齿得到的面齿轮具有近似齿面,然而该近似面齿轮与双向修形小轮的啮合性能不够理想.因此进一步通过啮合理论重新构造小轮齿面,并根据预设的啮合性能对该新构造的小轮齿面进行拓扑修形设计,以控制近似面齿轮传动的啮合性能.小轮的拓扑修形齿面采用盘形砂轮局部点共轭法磨齿加工,建立了小轮拓扑修形齿面与加工参数之间的线性方程.用实例说明了所提方法的应用,齿面接触分析结果与给定的啮合性能基本一致.     

面齿轮齿面均匀腐蚀后性能分析

用于处理核废料的沉浸在硝酸中的面齿轮将会被酸性溶液腐蚀,因此,在检修寿命期内,被腐蚀后的啮合、承载及其强度性能能否保证其安全性显得非常重要。首先基于面齿轮的啮合原理和齿面修形方法建立了齿面方程,然后建立了小齿轮和面齿轮的有限元模型,应用齿面接触、承载接触和应力过程分析等方法对均匀腐蚀后的面齿轮传动性能进行了考察。计算结果表明腐蚀后的齿面能够正确啮合,但对安装误差较为敏感,通过应用双向修形齿面可以降低安装误差的敏感性,面齿轮最大接触应力、弯曲应力分别为417 N/mm2和48 N/mm2,小轮最大弯曲应力为36 N/mm2。     

网络法求解相啮合齿面接触迹线的研究

通过研究本文提出了一种以网络结点为基础,在齿面上的活动标架里,计算出齿轮处于不同啮合位置时的接触点,以求得接触迹线的新方法,同时可校核在接触点之外,两齿面是否相交干涉。由于以齿面网络结点的离散数据描述齿面,这种方法可用来研究有误差或产生变形的真实齿面的形状和接触迹线,以便进行齿面的接触分析。     

人字齿行星齿轮传动系统振动特性研究

通过对人字齿行星齿轮传动系统多重啮合间相位关系的分析,给出了考虑啮合相位的时变啮合刚度计算公式。考虑误差激励和时变啮合刚度激励,在行星架随动坐标系中建立了人字齿行星齿轮传动系统的平移-扭转耦合动力学模型。针对两组不同啮合相位的行星齿轮传动系统,采用傅里叶级数法求解其动力学模型,得到频域解和时域解,且分析啮合相位对人字齿行星齿轮系统振动特性的影响。     

航空圆弧齿面齿轮啮合特性分析

基于啮合原理和微分几何的理论,推导出了弧齿面齿轮啮合传动的齿面方程和啮合轨迹方程,通过对啮合轨迹方程的仿真研究,得出了影响弧齿面齿轮啮合轨迹的主要参数为基本齿廓上任意点的压力角和基本齿条的法截面到端截面的垂直距离.     

点接触齿面啮合分析的基本公式及其应用研究

建立了一个包含四个安装参数和一个转角参数在内的点接触齿面副啮析的数学模型,并导出了一组基本公式。这些公式适用于齿面啮哈的任何接触点。利用这些公式一方面能够计算分析已知点接触齿面副的啮合性能,而且比用ＴＣＡ要方便快速得多,另一方面也能够根据对啮合性能的要求设计点接触齿面副。     

基于高阶接触啮合理论的新型人字齿同步带传动设计

人字齿同步带因具有降噪、传动误差小、承载性能高等优异性能,在带传动领域备受关注。本文基于等共轭曲率高阶接触啮合理论,对具有高阶接触曲面特性的同步带与带轮齿廓进行研究,提出邻域间隙具有2阶无穷小的同步带与带轮齿廓的主要参数,并建立齿廓三维模型,为新型人字齿同步带制造、传动性能研究奠定基础。     

面齿轮的齿面接触特性分析

研究了正交面齿轮传动中的齿面接触特性,在不考虑误差影响的点接触正交面齿轮传动接触特性分析中,推导了接触点方程,对接触点进行了可视化仿真;得出了圆柱齿轮和正交面齿轮接触点处主曲率的变化规律;推导了正交面齿轮上接触特性方程;得到了接触特性的变化规律,并对接触斑点进行了可视化仿真.     

点啮合失配齿面传动性能及接触区形状的预控

本文首次将弹性力学的接触问题与啮合原理紧密地结合，提出考虑齿面弹性接触变形的点共轭齿面失配传动性能预控方法。     

齿廓方向修形的斜齿面齿轮啮合特性研究

主要研究了修形面齿轮副传动的啮合特性.提出了一种沿齿廓方向抛物线修形的面齿轮齿面结构,对传统斜齿面齿轮和修形的斜齿面齿轮副的啮合进行了比较.计算机仿真表明,修形的斜齿面齿轮传动啮合性能明显改善,接触路径沿两齿面齿长方向分布,有效避免了边缘接触;啮合区域对安装误差较为敏感,特别是轴夹角误差的大小,对啮合印痕在齿面上分布的影响尤其明显,容易导致接触区域向面齿轮的大端和小端偏移.     

非耦合安装误差对斜齿轮与面齿轮传动的啮合迹灵敏度研究

对渐开线斜齿圆柱齿轮和面齿轮的啮合传动进行了研究,从齿面的几何计算入手建立了斜齿轮和面齿轮的齿面方程,并在此基础上形成了数值齿面。本文还研究了系统的安装误差,并把系统的安装误差分解为偏置距,径向误差,轴线夹角误差。在此基础上利用计算机编程仿真的方法,重点研究了一对齿轮在两项误差为零的情况下,其中一项误差对啮合迹线在齿面上的位置的影响。     

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。     

基于小轮连续变位修形的面齿轮副啮合特性研究

在环面渐开线齿轮加工原理的基础上,将基于连续变位的齿向修形方法应用于面齿轮传动中的圆柱齿轮,得到一种修形面齿轮副。首先,利用微分几何学与空间啮合理论推导出修形面齿轮副的齿面方程。然后,对其进行齿面接触分析(TCA)和曲率干涉检验。算例分析表明,该修形面齿轮副具有如下特点:可避免偏载现象的发生;可降低接触轨迹对安装误差的敏感程度;在啮合点处不会发生曲率干涉。最后,基于有限元方法,利用ABAQUS对其进行加载接触分析(LTCA)。     

双啮合角卵形齿轮副设计与性能分析

为提高卵形齿轮副的承载能力,对应用于单向连续传动场合的卵形齿轮副设计其双啮合角齿廓。基于范成法加工原理,推导双压力角非对称齿条中线沿卵形节曲线的纯滚动数学模型,结合三维软件的二次开发技术,实现双啮合角卵形齿轮副的数字化模型创建,并对所设计的卵形齿轮副进行运动学和力学特性分析。结果表明,双啮合角卵形齿轮副满足传动要求并具有良好的力学性能,对其他类型非圆齿轮副的承载能力提高具有良好的借鉴意义。     

基于啮合特性的人字齿轮副动态效率计算分析

推导了人字齿轮接触线时变长度的计算公式,分析了人字齿轮副动态啮合过程,建立了人字齿轮副三维空间弯曲-扭转-轴向耦合的动力学模型。应用牛顿第二运动定律,建立了系统的振动微分方程,在基于弹流润滑摩擦计算的基础上计算了人字齿轮副动态啮合效率,分析了结构设计参数对效率的影响。     

变位面齿轮副小轮双向修形轮齿接触分析

建立了变位面齿轮的加工和啮合坐标系,推导了变位小轮和变位面齿轮的齿面方程,将变位小轮理论齿面与修形曲面叠加构造了精确的修形齿面,对齿面进行了仿真并可视化,并对变位面齿轮副中小轮双向修形后进行了齿面接触分析,计算了不同安装误差下的啮合轨迹和几何传动误差,算例表明,修形后获得了开口向下2阶抛物线几何传动误差,降低了接触印痕对安装误差的敏感性,变位面齿轮副传动啮合性能得到改善。     

斜齿轮传动中啮合冲击数值研究

斜齿轮传动是一种应用广泛的机械传动形式,其啮合过程中存在冲击现象。使用MSC．Nastran的非线性仿真(SOL600)功能建立了斜齿轮啮合三维接触有限元分析模型,计算出冲击激励。使用瞬态响应分析法得到了斜齿轮在啮合冲击激励下的动力学特性,为斜齿轮传动系统的优化设计提供参考。     

斜齿轮差动轮系啮合效率的分析与仿真

在以2K-H型斜齿差动轮系为原型的基础上,通过分析其转化机构的传递效率,在实际啮合区间内进行分段积分,得出了在实际啮合段中内啮合与外啮合斜齿轮啮合效率。并结合理想机械的概念,在考虑斜齿轮轴面重合度和磨擦啮合功率损失的基础上,推导出了斜齿轮差动轮系传动效率的计算公式。利用所给算例数据,计算出该轮系效率的理论值,再运用ADAMS与MATLAB联合仿真得出仿真结果,分析两者表明运用所推导效率公式得出的计算结果与仿真结果相吻合。所述的分析方法亦可以推出其他类型差动轮系效率。