基于ROMAX的斜齿轮齿面修形优化设计

针对建筑用施工升降机减速器输出轴齿轮出现齿面偏载而导致振动噪声过大的现象,以某建筑用施工升降机为研究对象,考虑综合因素对输出轴斜齿轮副偏载现象的影响,通过理论计算确定修形量范围,然后基于ROAMX用全因子法以齿向修形量、螺旋线修形量及齿顶修缘量为设计变量,以齿面接触载荷分布系数和齿根弯曲载荷分布系数为优化目标进行参数优化设计,经计算得到最佳修形量组合结果。对修形后的齿轮进行动力学仿真分析,结果表明：经过修形的齿轮齿面接触载荷和齿根弯曲载荷分布更均匀,齿面最大单位长度载荷降低了58.2%。对修形后的齿轮动力学性能进行评估,结果表明：修形后的齿轮传动误差激励减小了75.5%,箱体表面的加速度响应最大降低了47.8%。     

螺旋锥齿轮离散齿面数字仿真加工方法研究

基于螺旋锥齿轮HFT加工方法,建立了螺旋锥齿轮的仿真加工模型,通过编制仿真加工程序,获取了螺旋锥齿轮齿面离散点,在此基础上实现了螺旋锥齿轮齿面的NURBS表示,并通过实例验证了该方法的可行性.     

格里森制摆线齿锥齿轮齿面失配分析与轮齿接触仿真

为了能够对格里森制摆线齿锥齿轮啮合性能进行综合评判,提出集齿面失配分析、齿面接触仿真和齿面加载接触仿真于一体的系统性评价方法。构建刀盘数学模型和刀倾法切齿加工数学模型,获得理论齿面。研究与大轮齿面完全共轭的小轮基准齿面及齿面Ease off拓扑计算方法。在此基础上,基于齿轮啮合数学模型,研究齿面接触分析解析计算方法,构建齿面加载接触分析有限元仿真流程。最后以一对格里森制摆线齿锥齿轮为例进行了齿面失配分析和轮齿接触仿真,算例仿真结果与格里森软件一致,验证了齿面接触仿真算法的正确性,同时也表明采用有限元方法进行齿面加载接触分析在啮合性能评价方面具有较大的直观性。     

基于误差的摆线锥齿轮动态加载接触分析方法(下)

基于摆线齿锥齿轮轻载接触分析，考虑齿轮副弹性变形、支承系统变形、制造安装误差及机床调整参数误差等因素，建立起一套在载荷作用下考虑误差的针对摆线锥齿轮副的加载接触分析方法，可以求解齿轮副承载传动时的真实接触区、运动误差曲线、载荷分配等关键指标，并进行了仿真实例计算。     

基于误差的摆线锥齿轮动态加载接触分析方法(上)

基于摆线齿锥齿轮轻载接触分析，考虑齿轮副弹性变形、支承系统变形、制造安装误差及机床调整参数误差等因素，建立起一套在载荷作用下考虑误差的针对摆线锥齿轮副的加载接触分析方法，可以求解齿轮副承载传动时的真实接触区、运动误差曲线、载荷分配等关键指标，并进行了仿真实例计算。     

螺旋锥齿轮实体建模及齿面形状评价方法研究

提出了一种基于点阵计算的螺旋锥齿轮实体建模方法,可准确描述共轭齿面和过渡曲面的形状,通过改变点阵密度,可创建齿面精度可变的齿轮实体模型。针对常用的单点评价方法随机性大的问题,提出了一种基于接触椭圆尺寸分析的共轭齿面形状精度评价方法,在齿面上选定测量点后,以圆球切入齿面形成接触椭圆。采用诱导法曲率和短程挠率公式,计算测量点两个主曲率和主方向,沿主方向测量接触椭圆半径并计算评价结果。根据评价结果调整点阵密度,从而获得齿面形状精度满足接触分析要求的齿轮实体模型。     

弧齿锥齿轮齿面数学建模方法

弧齿锥齿轮的精确3D几何模型是虚拟装配、接触性能分析和精密测试的基础.由于弧齿锥齿轮齿面属于复杂曲面,形状和结构较复杂,当今的齿面成型技术还不成熟,以至于齿面无法精确成型.为提高齿面成形精度,研究一种快速精确的齿面成形方法.以齿轮啮合原理为理论依据,MATLAB为主要运算工具,精确输出齿面点三维坐标;采用3D建模软件SolidWorks进行三维建模.结果表明:该方法可以提高齿轮齿面的精度.     

弧齿锥齿轮机床运动误差对齿面误差的影响北大核心

依据弧齿锥齿轮齿面数学模型,对齿面进行了离散化处理,结合旋转投影原理,确立了弧齿锥齿轮齿面离散点三维坐标的计算方法,进行了齿面离散点三维坐标实例计算;并采用NURBS方法建立了弧齿锥齿轮齿面三维模型,分析了弧齿锥齿轮机床运动误差对齿面误差的影响,并通过弧齿锥齿轮齿面离散点误差计算和分析对其影响规律进行了研究,可以为弧齿锥齿轮齿面误差补偿及弧齿锥齿轮加工机床精度设计提供理论参考。     

面齿轮齿面方程及其轮齿接触分析

以面齿轮传动理论为基础,从微分几何、啮合原理出发,研究面齿轮的啮合方法、几何特性.论述了面齿轮齿面方程的建立及其齿面方程的限制条件;同时,讨论了面齿轮在啮合过程中的齿面接触情况.给出了基本公式及相关的计算实例.     

MATLAB环境下的弧齿锥齿轮啮合接触分析

论述了弧齿锥齿轮齿面建模与啮合接触仿真的基本原理,在MATLAB环境下实现了一对弧齿锥齿轮的啮合仿真,给出了齿面接触区域图和传动误差曲线。接触区域为规则的四边形;传动误差曲线为对称的抛物线。     

基于平底铣刀的螺旋锥齿轮齿面加工轨迹规划

针对当前螺旋锥齿轮采用专用机床及刀盘加工时,设备价格高昂且通用性不强的问题,提出采用平底铣刀在通用五轴机床上进行螺旋锥齿轮加工。通过齿轮啮合原理和包络加工原理构建螺旋锥齿轮参数化模型,规划出采用平底铣刀端铣的粗加工轨迹,以及采用平底铣刀侧铣凹凸两侧面的半精加工及精加工轨迹,并对获得的刀具轨迹进行齿面加工仿真。结果表明加工表面相对均匀,能够实现在五轴机床上加工螺旋锥齿轮,提高了大规格或单件小批量齿轮加工的通用性和经济性。     

螺旋齿圆柱齿轮齿面结构的数字化模型研究

螺旋齿圆柱齿轮与螺旋齿面齿轮进行啮合传动时,其传动性能优于直齿面齿轮和斜齿面齿轮传动副.提出基于啮合原理构建螺旋齿圆柱齿轮齿面结构的方法,研究了螺旋齿圆柱齿轮的切削成形理论,建立了螺旋齿圆柱齿轮的切削模型,并构建了螺旋齿圆柱齿轮齿面结构的数字化模型.     

成形法螺旋锥齿轮硬齿面高速铣削的可行性研究

由于成形法螺旋锥齿轮的大轮具有直齿廓且齿数多,磨齿加工的效率低,因此,考虑对其采用高速切削加工的方法.经论证表明,选择合适的夹具、机床与刀具可以实现成形法螺旋锥齿轮硬齿面的高速铣削,实现＂以铣代磨＂,可提高加工效率.     

螺旋锥齿轮齿顶线数学建模方法

在螺旋锥齿轮齿顶倒棱加工中,刀具按照一定的轨迹运动,首先要明确齿顶线的数学模型。从螺旋锥齿轮齿面的加工原理出发,得到了螺旋锥齿轮齿面的数学模型,然后与齿轮外圆锥面方程按照曲面求交的方法得到了齿顶线的数学模型,为螺旋锥齿轮齿顶倒棱加工提供理论支撑。     

考虑啮合错位的斜齿轮复合修形优化研究

为了减少斜齿轮传动因啮合错位导致的齿面偏载、传递误差增大、啮合冲击增大,研究考虑啮合错位的斜齿轮复合修形方法,讨论修形前后不同错位量下齿面啮合性能的变化规律。该方法考虑了啮合错位对齿轮啮合性能的影响,基于斜齿轮啮合接触计算模型,以齿面载荷分布、传递误差、啮合冲击等性能指标为评价依据,进行了“螺旋角修形+齿廓鼓形修形”的复合修形。结果表明：基于多目标的“螺旋角修形+齿廓鼓形修形”复合修形能有效改善因啮合错位造成的齿向偏载,且在降低传动误差峰峰值和改善啮合冲击方面显著优于单一的螺旋角修形,能较全面地改善斜齿轮的啮合质量。     

基于分形理论的粗糙齿面齿轮动力学研究

为研究齿面微观误差对齿轮动力学特性的影响,基于分形理论对粗糙表面进行分形表征。结合时变啮合刚度、静态传递误差以及齿面摩擦等因素,建立计及粗糙齿面的齿轮非线性动力学模型,研究齿面粗糙度、齿面摩擦及工况对齿轮动力学特性的影响。结果表明：粗糙度增大时,齿轮传动系统的动态传递误差增大,振动稳定性降低,动态性能逐步恶化;齿面摩擦会使齿轮副的动态传递误差和振动位移都增大,且摩擦对垂直啮合线方向的振动特性影响更明显;粗糙度对齿轮动力学特性的影响随工况变化而改变,结合工况合理地进行齿面精度设计,有利于进一步平衡加工成本与传动质量之间的问题。     

轧机鼓形齿联轴器齿面啮合及载荷分配研究

分析了轧机用非共轭鼓形齿联轴器的齿面啮合特征,并在此基础上进一步研究齿间周向载荷的分配规律,给出一种分析非共轭鼓形齿联轴器工作倾角对其齿间载荷分配影响的有效方法.按所述方法,对宝钢2 050 mm轧机精轧主传动使用的某鼓形齿联轴器进行数值分析,得出的结论为鼓形齿联轴器的设计制造及其在实际轧钢生产中的应用与维护提供了依据.     

螺旋锥齿轮齿面加工偏差的敏感性分析

螺旋锥齿轮齿面复杂,为了研究机床几何误差对齿面偏差的敏感性,在建立螺旋锥齿轮齿面加工偏差模型的基础上,分别采用局部敏感性分析方法和Sobol全局敏感性分析方法,研究输入参数范围变化对输出结果的影响,确定了影响齿面偏差的关键几何误差。从输入参数和输出结果两个方面比较了两种分析方法的特点。明确了敏感性分析方法的选取原则：对于输入参数的分布范围不明确或者分布情况相似的线性或非线性不强的模型,可以考虑采用局部敏感性分析;对于输入参数的分布范围复杂、准确性要求高的非线性模型,适于采用全局敏感性分析方法。     

剃齿加工中径向剃齿刀齿面拓扑修形量计算及分析

剃齿加工中存在的主要问题是加工齿轮时被剃齿轮齿形在节圆附近会出现中凹现象,即产生齿形畸变。为分析剃齿过程中剃齿刀与被剃齿轮的几何关系,以便能表述剃齿刀的全齿面齿廓,通过标准渐开线齿面与法向修形曲面叠加的方式来表示剃齿刀的修形齿面,提出了径向剃齿刀拓扑齿面齿形的计算方法。首先,根据齿轮啮合原理设计并计算出径向剃齿刀的修形齿面方程;再次,通过反算法向修形曲面,计算出加工修形圆柱齿轮的径向剃齿刀齿面修形量;最后,通过算例对比分析剃齿刀齿数及安装轴交角、中心距误差对剃齿齿面修形量的影响,为设计制造同类径向剃齿刀提供了一定的理论依据。     

面齿轮齿面检测路径规划方法研究

针对面齿轮齿面检测,根据检测过程中路径规划的原理,提出采用3种不同方法(常规方法、纵向法、横向法)规划路径,分别计算其相对应的测头测量总行程,并在三坐标测量机上进行齿面检测试验.比较理论计算的结果及试验结果,表明常规方法和横向法在实际检测试验中都是可行的,但后者更为快速、高效.