弧齿锥齿轮啮入冲击理论分析

为了改善弧齿锥齿轮的振动与噪音,基于弧齿锥齿轮啮合传动特点,应用机械动力学理论,建立考虑轮齿受载变形的弧齿锥齿轮啮入冲击数学模型,结合齿面接触分析(TCA)和承载接触分析(LTCA)分析计算初始啮合点的位置,并根据齿轮受载变形和载荷分配系数拟合出啮入点的啮合刚度;进而推导出啮入冲击,并分析了齿轮副的负载和输入转速对啮入冲击的影响.研究结果表明:齿轮副的负载和输入转速都会对啮入冲击产生较大的影响;在不发生边缘接触的情况下,随着负载的增大,初始啮入点逐渐向主动轮齿根移动,冲击速度逐渐增大,啮入冲击也逐渐增大;输入转速的增大会直接增大冲击速度,进而使得啮入冲击增大;与负载相比,转速对啮入冲击的影响更大.     

修形渐开线斜齿轮啮入冲击计算

为更精确计算修形渐开线斜齿轮的啮入冲击力,提出了一种修形渐开线斜齿轮啮入冲击力的计算方法。基于齿面接触仿真,建立了综合考虑齿面修形和负载变形引起的基节差条件下未发生边缘接触时的齿轮副齿面-齿面接触仿真模型,以及发生边缘接触时的齿轮副顶点-齿面接触仿真模型,计算了修形斜齿轮啮入冲击位置随负载在修形齿面齿廓和齿向两个方向上的变化结果,并根据轮齿接触瞬时的能量守恒原则来求解啮入冲击力。基于提出的啮入冲击力计算方法和遗传优化算法建立了齿面修形优化设计模型,结合算例完成了啮入冲击力最小的齿面修形优化设计。研究结果表明:转速和负载对啮入冲击力产生较大的影响,在设定的载荷范围内,修形齿轮副啮入冲击力得到了有效减小;齿轮副边缘接触会导致啮入冲击力迅速增大,修形设计中应避免。     

双圆弧齿轮弯曲动应力有限元分析

基于有限元及瞬态响应特性分析理论,将ANSYS和Pro／Engineer软件相结合,利用数据表对双圆弧齿轮进行斜坡式施加动载荷,并对产生的复杂弯曲动应力进行仿真分析,得出了特定工况下齿根及齿腰等效弯曲动应力的分布区域和变化规律．研究表明：当凸齿开始进入啮合时,啮入端齿根及齿腰的等效弯曲动应力最大;适当加大主动轮齿啮入端修薄量和齿轮重合度尾数,可提高齿轮的弯曲强度,但在啮出端不必进行齿端修薄．     

渐开线圆柱直齿轮的啮合冲击及修形

本文分析了渐开线圆柱直齿轮产生啮入冲击和啮出冲击的原因,指出修形量应与载荷相适应,而且确定修形量时应考虑轮齿法节误差及轮齿啮合刚度的变化,针对不同情况作不同的计算。     

弧齿锥齿轮传动内部动态激励数值仿真

建立了弧齿锥齿轮传动的三维几何模型及有限元静力和动力接触分析模型.采用ANSYS软件对静力分析模型进行接触分析,得出弧齿锥齿轮传动的啮合刚度激励;采用LS-DYNA软件计算轮齿的啮入位置及主、从动轮的相对转速,对其啮入冲击特性进行数值仿真;用半正弦函数模拟误差激励曲线.综合考虑齿轮刚度激励、误差激励及啮入冲击激励得到弧齿锥齿轮传动的内部激励曲线.仿真分析得出负载对冲击有较大影响;冲击时间与冲击速度无关,冲击力与冲击速度成正比;齿轮侧隙及轴交角误差将导致冲击时间滞后,同时引起冲击力增大;侧隙对冲击时间滞后影响较大,轴交角误差对冲击力大小影响较大.     

二级分流式双圆弧齿轮减速箱结构特性对其振动性能的影响

二级分流式双圆弧齿轮减速箱结构参数对其振动特性有一定的影响。减速箱轴承阻尼对轴承所处的轴的振动状况影响显著,对齿轮的振动特性影响较小。增加齿轮的啮合阻尼是降低减速箱系统振动响应峰值的有效措施。轮齿的啮合点分布状况对减速箱的振动性能有较大的影响,对齿轮轮齿啮入侧修形可以降低减速箱的振动响应。     

二级分流式双圆弧齿轮减速箱结构特性对其振动性能的影响

二级分流式双圆弧齿轮减速箱结构参数对其振动特性有一定的影响。减速箱轴承阻尼对轴承所处的轴的振动状况影响显著，对齿轮的振动特性影响较小。增加齿轮的啮合阻尼是降低减速箱系统振动响应峰值的有效措施。轮齿的啮合点分布状况对减速箱的振动性能有较大的影响，对齿轮轮齿啮入侧修形可以降低减速箱的振动响应。     

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。     

圆弧齿轮弦齿厚测量尺寸的计算

为方便圆弧齿轮的测量和提高计算效率,从圆弧齿轮的齿面方程入手,推导出圆弧齿轮弦齿厚测量尺寸的计算公式.根据圆弧齿轮的成形特点,进一步导出圆弧齿轮弦齿厚的近似计算公式,并举例计算圆柱双圆弧齿轮弦齿厚测量尺寸.两种计算结果比较表明,近似公式的误差仅为0.001mm,完全满足工程要求的精度.近似公式计算简单方便,大大提高了计算效率.     

基于Workbench的齿轮啮合振动分析

齿轮的振动能快速、全面地反映其运转状态,有限元法能更为准确模拟轮齿啮合过程,求解啮合刚度进而研究其振动响应。联合利用Hypermesh和Workbench对啮合齿轮模型进行有限元仿真,得出齿轮啮合时变刚度。利用MATLAB求解齿轮系统动力学模型得到动力学响应。通过机械式封闭功率流试验台对仿真结果进行试验验证。试验结果表明仿真分析得到的结果与试验结果基本相符。利用有限元方法求解啮合刚度进而研究振动响应有更高的可靠性和准确性,为齿轮振动的研究及改善提供方法参考。     

新型滚动式球面包络点啮合环面蜗杆传动啮合方程与效率

提出了一种新型滚动式球面包络点啮合环面蜗杆传动;运用活动标架和回转运动群对其啮合方程和啮合效率进行了分析研究;推导了啮合效率的计算公式,计算了这种滚动式球面包络点啮合环面蜗杆传动的可实现性。     

啮合刚度及阻尼对人字齿轮振动特性的影响研究

为研究啮合刚度和阻尼对人字齿轮振动特性的影响,建立了人字齿轮弯-扭-轴耦合动力学模型,推导出相应的运动微分方程,利用Matlab求解获得了系统的动态响应。结果表明,齿轮啮合线上的振动加速度和轴向振动加速度大于齿轮横向振动加速度,是引起齿轮振动和噪声的主要原因。啮合刚度对横向、轴向和啮合线方向振动均有影响,刚度波动量主要影响横向和啮合线方向的振动,啮合阻尼主要影响啮合线方向上的振动。故增大啮合刚度、减小刚度波动量或增大阻尼可有效降低人字齿轮传动的振动和噪声。     

网络密度对车辆碰撞仿真的影响与计算效率

在车辆碰撞仿真实际应用中，计算的精度和时间是一对不可调和的矛盾，而网格密度的划分对这两者有着极为显著的影响，笔者以有限元显式中心差分法为理论基础，定量分析了有限元网格密度划分对计算精度的影响，并推导了计算效率随网格密度的变化关系，说明网格划分并非越细越好，最后通过一个实际模型的仿真计算加以验证结论的正确性，这些结果对于汽车及其零部件的磁撞仿真研究具有较大的指导意义。     

基于轮齿剥落故障的齿轮动力学特性及特征提取方法研究

齿轮在啮合过程受到交变载荷的作用,会在齿面产生剥落等故障,严重影响齿轮啮合的稳定性和可靠性。推导了轮齿剥落故障时齿轮啮合刚度计算公式,研究了时变刚度计算方法,建立了轮齿剥落故障的齿轮啮合动力学模型;并利用试验验证了动力学模型的有效性。同时研究了缺陷尺寸和输入转速对齿轮振动特性的影响,引入包络谱信息熵的方法对缺陷时齿轮的振动特性进行了研究。为进一步研究齿轮故障分类等方法提供了理论依据和实践支撑。     

齿轮传动的动态啮合刚度

本文提出齿轮传动的静态啮合刚度和动态啮合刚度概念.导出了这两种啮合刚度的计算式,讨论了齿轮误差和转速对动态啮合刚度的影响.用模拟计算,分析了各种刚度模型对动态性能的影响.结果证明,本文提出的动态啮合刚度模型比其它刚度模型较合理.     

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。     

基于几何耦合模型的多齿轮系统载荷均匀性分析

基于几何耦合模型和齿轮结构的刚度特性,建立多齿轮同步驱动内啮合齿轮系统的齿圈几何中心位移与各啮合对的位移扰动量之间映射关系;分析弯扭耦合作用引起的齿轮啮合中心距、原始啮合角以及中心线产生的偏斜角的变化特性,并给出由此而产生的附加啮合力的数学表达式.同时,以某型盾构机回转系统的多齿轮驱动系统为例,分析了弯扭耦合载荷作用下各啮合对的载荷传递的均匀性.结果表明：不同的小齿轮安装位置,使弯扭耦合载荷作用下各齿轮对的附加啮合力在变化初期呈现出正弦或余弦规律的波动,但其相位角不同步;不同的电机排布方式,使系统的总附加啮合力不同,合理布置电机位置,可有效地减少载荷不均匀性所造成的堵转或断轴事故的发生.
     

渐开线齿轮动态啮合力计算机仿真

为了获得渐开线齿轮啮合传动过程中的动态啮合力,提出了一种在MSC-ADAMS平台上的计算机仿真方 法．考虑了齿轮高速、大转矩啮合传动以及渐开线齿轮工作过程中齿廓啮合点位置不断变化的实际情况,基于 Hertz弹性接触理论,建立了仿真用齿轮刚度系数的计算公式及渐开线齿轮啮合传动的仿真模型,并以某车用变速 器的一对渐开线齿轮为研究对象,应用机构动力学仿真分析软件,计算得到了在3种不同工况下的齿轮动态啮合 力．研究结果表明:渐开线齿轮在啮合传动过程中含有明显的动载荷,动载荷的波动并非对称循环,其均值大于静 载荷;随着传动速度的增大,动载荷及其作用时间所占比例均增大．