基于啮合效率下斜齿圆柱齿轮设计参数的选择

斜齿轮因具有传动平稳和承载能力高等优点而被广泛用于高速、重载传动中。目前对于斜齿轮的设计多以满足齿面接触强度、轮齿弯曲强度和齿面抗胶合承载能力为准则,未考虑设计参数对啮合效率的影响,易造成能源浪费和经济损失。在影响齿轮啮合效率的因素中,滑动摩擦功率损失占主要地位。因此,本文从计算斜齿轮滑动摩擦功率损失入手,通过计算啮合点处的滑动摩擦功率损失并沿啮合线积分,得到斜齿轮啮合效率的表达式,从中揭示出设计参数对啮合效率的影响规律,进而提出在满足齿面接触强度、轮齿弯曲强度和齿面抗胶合承载能力的前提下斜齿轮设计参数的选择原则。     

电动车高速轮边齿轮传动动态特性分析与优化

针对某电动汽车高速轮边减速器振动大、噪声强度高等关键问题,建立该减速器齿轮传动系统动态啮合分析模型,对额定功率、最高转速与最大转矩3种工况的各级齿轮副的啮合特性与动态响应进行计算,分析系统振动结构噪声幅值及其分布规律,研究关键重合度设计参数对系统动态啮合性能的影响,基于MASTA提出传动系统宏观几何参数优化方案。研究结果表明:各工况下输出级齿轮副的传动误差峰峰值偏大,高速输入轴轴承处的结构噪声最大;与轴向重合度为非整数设计工况相比,当齿轮副的轴向重合度接近整数时,齿轮副接触线长度变化率较小,啮合过程中接触载荷波动较小,啮合刚度变化率明显降低,齿轮箱各轴承处结构噪声得到明显降低;宏观几何参数优化方案使得各齿轮副动态性能得到一定的提升。     

大功率船用齿轮箱结构优化

综合考虑齿轮啮合力及箱体重力作用,采用有限元法建立大功率船用齿轮箱的有限元静力学模型,分析计算4种工况下齿轮箱的承载能力,并对原齿轮箱的强度和结构刚度进行分析评价.基于等强度原则,将优化设计与可靠性设计理论相结合,建立齿轮箱优化模型.在满足齿轮箱结构安全的条件下,对齿轮箱进行优化设计.优化后的齿轮箱重量减轻1.06 t,并且强度分布趋向均匀,结构变得更加合理,具有一定的理论和工程实用价值.     

基于复合—遗传算法斜齿轮减速器优化设计

针对标准复合形算法在设计变量较多时容易陷入局部最优的缺点,提出了复合形—遗传算法.建立了两级斜齿圆柱齿轮减速器的结构参数优化模型,并开发了相应的计算程序.以齿轮中心距之和为优化目标,在所确定的约束条件下,采用复合形—遗传算法对两级斜齿圆柱齿轮减速器进行结构参数优化设计.结果表明,减速器原方案并不是最优方案,尚有较大的优化空间,同时优化结果也证明该优化设计方法的可行性.     

基于复合一遗传算法斜齿轮减速器优化设计

针对标准复合形算法在设计变量较多时容易陷入局部最优的缺点,提出了复合形一遗传算法．建立了两级斜齿圆柱齿轮减速器的结构参数优化模型,并开发了相应的计算程序．以齿轮中心距之和为优化目标,在所确定的约束条件下,采用复合形一遗传算法对两级斜齿圆柱齿轮减速器进行结构参数优化设计．结果表明,减速器原方案并不是最优方案,尚有较大的优化空间,同时优化结果也证明该优化设计方法的可行性．     

胶印机齿轮传动系统动力学建模及优化设计

为了提高胶印机高速印刷条件下的动态特性,针对胶印机齿轮传动系统动力学问题,建立了多级平行轴齿轮传动系统动力学模型,并对其进行动态优化设计.首先,描述了齿轮传动系统的时变啮合刚度、静态传动误差、啮合阻尼、动态啮合力和滚动轴承刚度表达式,并利用集中参数法建立了多级平行轴齿轮传动系统动力学模型;然后,运用Runge-Kutta法对齿轮传动系统动力学方程进行数值求解;最后,采用序列二次规划法对齿轮系统进行参数优化,并对其进行齿廓修形.数值计算结果表明,优化后齿轮系统的动态特性在啮合刚度、单齿载荷、动态啮合力、动态传动误差和滚筒相对滑动速度方面都有提高,为解决胶印机高速印刷条件下动态特性不良问题开拓了一条新途径.     

输出型式对星轮减速器承载能力的影响

为了研究输出型式对星轮减速器承载能力的影响,对提高星轮减速器承载能力的有效途径和方法进行研究,分析2种输出型式星轮传动轮系的结构和工作原理,推导其传动比及变位轮齿啮合传动重合度、齿廓干涉检验等计算公式。通过SolidWorks建立2种输出型式星轮传动轮系的三维模型;基于ABAQUS有限元软件,对2种输出型式星轮传动轮系载荷响应特性进行数值仿真和对比分析。研究结果表明:这2种输出型式星轮传动轮系均具备多齿接触弹性啮合传动特性;在同样载荷作用下,星轮减速器采用行星轮输出型时其承载能力比内齿轮输出型的高,其轮齿啮合效果比内齿轮输出型的好。     

注塑小模数聚甲醛斜齿轮与蜗杆啮合传动的设计计算方法

为了提高工程塑料斜齿轮与蜗杆啮合传动付的使用寿命及降低噪声，本文论述了采用分离啮合传动的必要性及提出了这种啮合传动设计的计算方法；并将其应用于汽车微电机的减速器上，效果良好，减速器寿命显著提高，噪声降低。为了得到七级精度注塑小模数聚甲醛斜齿轮，本文研究了注塑聚甲醛斜齿轮齿形收缩规律及提出了注塑斜齿轮的模具——齿圈设计的计算方法。     

提高连轧机齿轮承载能力的初步探讨

在不改变齿轮传动中心距和总速比的前提下,对本钢1700热连轧机齿轮传动啮合参数进行优化和研究,使齿轮承载能力有较大提高,最大接触安全系数增加56.9％,最大弯曲娄全系数增加66％,这对正在使用的大型齿轮减速机改造颇有现实意义。     

一级圆柱齿轮减速器的优化设计

遵循减速器设计的一般步骤,按级间等强度和求最大强度进行优化,建立了一个实用的一级圆柱齿轮减速器的优化设计程序。经优化设计后可明显提高承载能力。程序通用性较强,计算速度快。     

论重迭系数与齿轮承载能力的关系

对齿轮啮合传动中重迭系数与齿轮承载能力的关系进行了初步的探讨和分析,并推导出用齿轮基本参数直接表达的重迭系数方程和提出了“重迭系数圆整设计法”的概念。这种设计方法是在不改变主要设计参数的基础上,通过调整齿轮宽度,实现重迭系数的圆整,提高齿轮承载能力,延长使用寿命。     

大型双圆弧齿轮传动的优化设计

为提高鞍钢第一初轧厂24″连轧机5000kW主减速器的承载能力、延长使用寿命,本文提出以先进的双圆弧齿轮代替单圆弧齿轮,并通过电子计算机对该双圆弧齿轮传动进行了优化设计。为鞍钢重大机械装备提供了切实可用的优化设计方案。     

双外啮合行星齿轮减速器齿轮齿数的计算

本文给出在已知传动比条件下,由最小轮廓尺寸条件计算双外啮合行星齿轮减速器齿轮齿数的方法,并给出了采用该方法计算齿轮齿数的结果。     

基于曲线优化提高齿轮弯曲强度的方法

为了提高渐开线齿轮齿根的承载能力,结合啮合原理和APDL语言对齿条型刀具展成的齿轮进行了参数化有限元建模。采用有理二次Bezier曲线替代齿轮原有的齿根过渡曲线,应用ANSYS内嵌的优化方法寻求有理二次Bezier曲线权因子的最优解使齿根弯曲拉应力最小,通过悬臂梁模型对优化结果进行解析计算并对啮合齿轮进行三维有限元接触应力分析。研究结果表明:对于给定参数齿轮,优化齿轮相对未优化齿轮齿根弯曲拉应力降低了约21%,解析计算结果与数值仿真结果基本一致,验证了优化结果的准确性;三维接触分析的等效接触应力基本不变而接触应力稍有减小,由于加载位置和有限元模型的不同,齿根弯曲拉应力降低的百分比有所减小。但综合来看,在齿面接触强度稍有提高的情况下,优化的齿轮比未优化的齿轮表现出较高的齿根弯曲强度,对齿轮的传动非常有利。     

混凝土钻孔机传动装置优化设计

针对谐波齿轮传动的特点,该文提出一种用谐波齿轮传动代替机器的一般齿轮传动的方案。这种方案能够改善混凝土钻孔机中传动系统的稳定性,同时也可以达到减轻其减速器的质量、减小体积的目的。文中对谐波齿轮传动的啮合参数进行了优化设计。     

同轴双输出行星减速器振动分析及噪声预估

应用自主开发的齿轮三维动力接触有限元分析程序计算了齿轮啮合时变刚度激励、误差激励和啮合冲击激励,用I-DEAS软件建立了同轴双输出行星齿轮减速器有限元模型,并对减速器的固有特性及内部动态激励下的动态响应和结构噪声进行了仿真分析.计算表明不会出现齿轮箱固有频率与传动轴转频或齿轮啮合频率合拍的现象,结构噪声的最大值均出现在齿轮啮合频率附近.     

三环减速器齿环板的有限元分析

齿环板是三环减速器的重要传动零件,既是平行四边形机构的连杆,又与输出轴上的外齿轮互相啮合,其结构和受力情况都比较复杂.对齿环板受力进行了分析,计算了7种工况下齿环板所受的载荷力,应用ANSYS软件对其进行有限元分析求解.结果表明最大应力和最大位移都出现在()=120°时的工况位置,且出现在受啮合力轮齿的齿根处.计算结果表明三环减速器齿环板的强度满足要求,这对三环减速器的设计计算和结构优化具有重要的意义.     

双曲柄环板式针摆行星传动的齿形优化及运动仿真

基于VisualC++6.0,编制程序对摆线齿轮的齿形进行优化设计,改善了摆线齿轮的啮合状态,并计算出摆线齿轮和环板的多齿啮合情况、齿面接触状态等;可以初步判断减速器基本尺寸的合理性,提高了设计效率,实现了传统的机械设计不能完成的设计计算,减少了样机制造成本,同时本系统利用OpenGL丰富的图形API接口,模拟了传动的动态运动情况,直观动态地观察行星传动的啮合情况及运动情况·     

同轴双输出行星齿轮减速器运动学及动力学分析

为了设计高性能同轴双输出行星齿轮减速器,建立了减速器装配模型及运动学、动力学分析模型,应用齿轮三维动力接触有限元分析程序计算了齿轮啮合时变刚度激励、误差激励和啮合冲击激励,对减速器进行了运动仿真分析、模态分析和动态响应分析,得出各构件的转速曲线、减速器的固有频率以及箱体表面的振动位移、振动速度和振动加速度曲线;仿真结果表明了减速器满足传动要求,在正常工作情况下不会出现减速器固有频率与传动轴转频或齿轮啮合频率合拍的现象。     

混合润滑状态下滤波减速器的啮合冲击分析与修形方法

针对滤波减速器的啮合冲击问题,综合考虑转速、负载和真实齿面粗糙度等因素的影响,建立了反映减速器实际工况的混合润滑数学模型,给出了混合润滑状态下摩擦因数的计算方法,并对不同转速下齿轮啮入点的润滑状态进行了数值计算。在此基础上,提出了针对减速器实际工况的齿廓修形方法,建立了减速器有限元模型,并分析了齿面摩擦、齿廓修形及润滑状态对减速器啮合冲击的影响。结果表明:在混合润滑状态下,齿面摩擦因数随转速增大而减小;相比无摩擦接触,齿面有摩擦接触可明显降低齿轮的啮合冲击,改善齿轮的接触状态,因此在滤波减速器的啮合冲击研究中,齿面摩擦因素不可或缺。有限元分析结果显示:输出齿轮修形量为46μm、双联齿轮修形量为30μm是改善减速器动力学性能的最佳修形量,而过小或过大的修形量都不能有效降低齿轮的啮合冲击;齿面润滑状态对减速器修形后的啮合冲击有较大影响,与转速相比,齿面摩擦的影响不明显,较高的转速可导致滤波减速器产生较大的啮合冲击。