微型齿榫纵向接合的初步试验

<正> 一、前 言 微型齿榫接合通常是指齿榫长4-15毫米、齿尖厚0.2-0.4毫米、齿距2.5-4毫米的齿榫接合,原理与一股齿榫(大齿)接合相同。微型齿榫由于齿长缩短, 具有一系列优点:(1)可以节约木材、胶料、刀具材料,减少切削齿榫时的动力消耗;(2)缩小对接部分,得到高于一般齿榫(大齿)的接合效率;(3)适用范围大,适用于大断面材、小断面材以及纵向接长和角度接合;(4)由于齿数多,故可用较高端向压力接合,减小胶合误差,同时不易产生一般齿榫接合时易发生的齿根部分开裂现象;(5)微型齿榫啮合时,机械接合力大,有利于胶合等工序的操作。     

一种滚齿齿向非对称修形的方法

<正>齿轮修形可以减少初始啮合冲击,平滑啮合,弥补弯曲弹性形变,提高承载能力,一般通过剃齿/磨齿/珩齿来实现。但如果修形量过大,仅靠剃齿/磨齿/珩齿来实现往往会产生根部台阶、齿面硬化层不均匀等问题。本文介绍一种在修形量过大时,在滚齿时就实现齿向非对称修形的方法。一、总体思路DCT齿轮产品齿向要求一边不修形,     

布齿参数对PDC钻头破岩效率影响的试验

PDC切削齿尺寸、后倾角和布齿密度是影响PDC钻头性能的重要设计参数.采用室内钻进试验方法,考察切削齿尺寸、后倾角和布齿密度对PDC钻头破岩效率的影响.结果表明:对可钻性为Ⅲ级以下的岩石,直径19 mm切削齿的破岩效率最高;对可钻性为Ⅳ～Ⅴ级的岩石,直径16 mm切削齿的破岩效率最高;采用直径19 mm和16 mm切削齿时,后倾角为15°左右时的破岩效率最高;随布齿密度增大,破岩效率降低,特别是在可钻性为Ⅲ级以下的岩石中,布齿密度的影响更为明显.     

加工和安装误差对无侧隙蜗杆传动接触线及齿廓的影响

在具有加工和安装误差的情况下,为了研究各蜗杆参数对无侧隙双滚子包络环面蜗杆的齿廓及蜗杆齿面接触线的影响规律,建立了包含加工误差和安装误差的蜗杆传动啮合函数,建立了蜗杆齿面接触线及蜗杆齿廓方程,利用三维建模技术分析了蜗杆、蜗轮轴交角误差,中心距误差,蜗杆轴向窜动误差,蜗轮滚子齿距角误差,砂轮滚子偏距误差,转角误差等对蜗杆齿廓的影响,同时分析了在误差作用下蜗杆齿面接触线发生的变化,并进行了运动学仿真.研究结果表明:转角误差、砂轮滚子齿距角误差达0.5°时对蜗杆齿廓影响较为明显,即容易产生卡死现象;当蜗杆轴交角误差达0.5°时,整个蜗杆齿廓产生了严重变形,且蜗杆轴断面变为椭圆形,极易发生蜗轮轮齿折断现象;其他误差在1 mm以内时对齿廓及齿接触线的影响较小.     

旋挖钻机截齿的破岩机理及优化研究

旋挖钻机成孔的显著优势备受关注,但实际钻孔很难达到理想的破岩效果,揭示复杂地层赋存环境的钻头破岩机理是关键。文中基于Boussinesq问题的求解,得到动力头压力和扭矩作用于截齿时的岩石受力及位移,推导截齿破岩时的侵入力及切削力表达式。建立单截齿破岩的三维数值模型,获得钻头钻进中截齿的侵入力及切削力变化规律,对比理论结果以验证数值模型的可行性。基于旋挖钻机双截齿破岩过程的数值模拟,分析钻进中的岩体力学响应及裂纹演化以揭示截齿的破岩机理,探讨不同截齿布置的旋挖钻机破岩力特征,阐明截齿倾角或偏斜角增大都将不同程度地改变破岩力大小。进一步分析截齿布置方式与不同类型地层组合的破岩效率,结果表明,截齿倾角或截齿偏斜角或截齿间距相等时,由软到硬地层的破碎比功逐渐增大,且钻进某一地层的破碎比功先减小后增大,存在最优的截齿布置使得钻进效率最高。研究成果可为旋挖钻机截齿设计的优化和破岩效率的提高提供理论依据。     

基于轮齿接触分析的数控研齿机运动模型

为了提高弧齿锥齿轮的研齿质量,获得对研齿运动的更好控制,本文根据齿轮啮合理论,采用轮齿接触分析(TCA)的方法对研齿时齿轮运动的V、H、J三轴进行了运动分析,建立了数控研齿机的运动模型,并通过实验进行了验证。该研齿模型与传统的研齿机相比,可以对V、H、J三轴的运动进行精确控制,从而能更好地控制啮合齿面的研齿质量。     

滚筒式采煤机截齿受力的模拟研究

为了探究采煤机滚筒上不同位置处截齿的受力情况,寻找截齿损坏的原因,基于煤岩截割理论,通过受力分析,给出了滚筒式采煤机截割纯煤和硬质包裹体时截齿的受力计算方法,并利用所开发的采煤机滚筒截割载荷模拟系统,求得了国产某种型号滚筒式采煤机端盘上和叶片上单个截齿、不同位置处截齿截割纯煤、叶片上单个截齿截割硬质包裹体时的受力情况,揭示了该采煤机滚筒上截齿的受力特征与变化规律,搞清了端盘外缘截齿损坏的根本原因。研究结果可为了解采煤机截割过程滚筒上各截齿的受力特征、改进滚筒的设计、提高截齿的使用寿命和滚筒乃至整个采煤机工作的可靠性提供理论依据。     

摆线针齿行星传动啮合力的电测与分析

目前,摆线针齿行星传动设计时所用的针齿啮合力公式是以全齿啮合为前提导出的。国内外个别试验表明,此公式与实际严重不符。为了测试针齿啮合力的实际值,以逐步建立符合实际的针齿啮合力公式,也为了对一些装有变态齿形摆线轮的摆线针齿行星减速机的强度作出评价,对BW220—71型装有不同齿形摆线轮时的斜齿啮合力进行了电测,首次求得了速比为71时短摆齿形、干涉齿形以及普摆齿形的针齿啮合力分布,试验结果表明:短摆齿形的最大针齿啮合力是理论值的2.5～3.2倍;干涉齿形最大针齿啮合力低于短摆齿形;而普摆齿形最大针齿啮合力仅为短摆齿形的63％。本文介绍的试验装置采用减速—增速系统在高速端加载可避免直接扭转底速轴造成的附加弯矩。     

基于最大似然估计-Hilbert法的截齿侧向载荷特征识别

为探求镐型截齿旋转截割煤岩侧向载荷的统计规律及时频谱特性,实现其特征参量的定量提取与有效识别,利用多截齿参数可调式旋转截割实验台开展煤岩截割实验。采用最大似然估计法与希尔伯特变换Hilbert法,给出锐齿、棱齿和钝齿侧向载荷统计特征与时频谱特征的内在关联。结果表明:在截齿旋转角为零度、截槽对称的实验条件下,截齿侧向载荷概率密度函数曲线服从正态分布规律,截齿侧向载荷的方向具有明显的不确定性,绕y轴正、负半轴波动。其均值接近于零,不利于截齿的自回转运动。二维时频谱表明截割能量集中在5 Hz以内的低频区域,且可有效识别侧向载荷的时频特征。     

用于齿面扭曲消减的齿向修形曲线设计方法

针对蜗杆砂轮磨消减齿面扭曲时存在成本高、效率低等问题,探讨在设计阶段消减齿面扭曲的途径。首先,基于蜗杆砂轮磨齿时的接触迹分析,给出了一种齿面扭曲的计算方法,分析了鼓形量及螺旋角对扭曲量的影响;其次,提出一种常用鼓形齿修形曲线的改进设计方法,将修形曲线分成三段,分别计算齿向左右两段各处扭曲量。在满足齿轮设计要求的前提下,通过调整三段曲线的比例因子以及各处的鼓形量,实现齿面扭曲量的消减。计算实例表明,该方法可有效消减齿面扭曲现象,减小齿向修形误差。     

冷双曲面齿轮和螺旋锥齿轮设计的统一算法

目的 为使准双曲面齿轮和螺旋锥齿轮几何计算方法达到统一。方法分析了这两种锥齿轮几何方法的特点,并定义两个偏置角系数。同时,进行了两种锥齿轮的算例分析。结果 给出了适合于两种锥齿轮几何计算的统一基本公式和迭代方法。结论 这种统一的方法对锥齿轮的标准化、系列化和ＣＡＤ技术的应用具有一定意义。     

正弦齿条所生成齿轮的根切特性探讨

讨论了基于正弦齿条生成的齿轮的根切特性正弦齿条的几何形状可以认为是由无数个渐开线齿轮的生成齿条所组成,仿照渐开线齿轮的根切特性的讨论方法,推导出正弦齿条所生成齿轮的根切判别依据和无根切最少齿数的计算式。经讨论和仿真证实,正弦齿条所生成的齿轮在一个特定的齿顶高下最容易发生根切,该齿顶高数值只取决于正弦齿轮的设计压力角,相应的无根切最少齿数也仅取决于正弦齿轮的设计压力角,而与齿顶高系数值无关,在相同设计压力角下,正弦齿轮的无根切最少齿数远小于渐开线齿轮的无根切最少齿数。     

大重合度圆柱斜齿轮的优化设计

本文通过对负变位和长齿高的优化．得到一种新的高强度、低噪声圆柱斜齿轮，这种齿轮可用现有材质在原有刀具和切齿机床上加工出来．     

Injection molding and debinding of micro gears fabricated by micro powder injection molding

Micro powder injection molding (μPIM) was investigated for possible mass production of micro-components at relatively low cost. However, scaling down to such a level produces challenges in injection molding and debinding. Micro gears were fabricated by μPIM from in-house feedstock. The effect of injection speed and injection pressure on the replication of the micro gear cavity was investigated. Solvent debinding and thermal debinding processes were discussed. The results show that micro gears can be successfully fabricated under the injection pressure of 70 MPa and the 60% injection speed. Either too low or too high injection speed can cause incomplete filling of micro gears. The same is the case with too low injection pressure. Too high injection pressure can bring cracks. Solvent debinding of micro gears was performed in a mixture of petroleum ether and ethanol. Subsequently, micro gears were successfully debound by a multistep heating schedule.     

封闭差动行星传动系统中心轮动力学浮动量分析

基于集中参数振动理论,建立采用中心轮浮动的封闭差动行星传动系统动力学模型.考虑支撑的弹性变形、啮合齿轮副的时变啮合刚度激励和齿轮误差激励.计算系统两级中心轮的浮动量,获得齿轮误差、支撑刚度与系统两级中心轮浮动量间的关系曲线,分析误差、支撑刚度对系统两级中心轮浮动量的影响.研究结果表明:系统两级中心轮浮动量随误差增大而增大;差动级中心轮的浮动量远比封闭级的浮动量大;差动级齿频误差引起的中心轮浮动量远大于偏心误差引起的浮动量,差动级中心轮浮动量对齿频误差比偏心误差敏感;可以适度减小系统两级中心轮的支撑刚度来提高两级中心轮的浮动能力;为实现差动级中心轮较高的浮动能力,差动级中心轮应采用较小的支撑刚度.     

考虑扭转振动的有阻尼齿轮传动动态性能优化设计

建立了有阻尼齿轮扭转振动数字模型和动态优化数学模型,以振动加速度的均方根值最小为优化目标函数,以其中的连续参数作为设计变量,并对啮合过程中最大动载荷加以限制进行齿轮副的动态性能优化设计。实例优化结果表明,在各种转速下优化目标函数值均比常规设计要小得多,从而为齿轮传动的设计提供了一定的参考价值。     

高齿制准双曲面齿轮的优化设计

提出了一种准双曲面齿轮的优化设计方法。这种准双曲面齿轮采用长齿高制设计,可在现有机床上使用标准系列刀具加工。     

内啮合变厚齿轮副斜向插削工艺研究

为解决内啮合变厚齿轮的加工 ,首次提出了用同一把插齿刀加工一对内啮合厚齿轮副的斜向插削新方法 .通过对斜插后齿轮齿面方程的推导和误差分析 ,论证了该方法的可行性 ,并给出了最佳斜向插削角的计算公式 .这种新加工方法能够保证在国内现有设备上加工出高精度的内啮合变厚齿轮副 .     

基于遗传算法的直齿圆柱齿轮修形优化减振

为了准确地确定齿轮修形参数,在分析传递误差对齿轮振动影响的基础之上,依靠有限元模型模拟了一对修形齿轮的啮合过程,并引入遗传算法,以减小齿轮的传递误差的波动为目标,对齿轮的修形参数进行了高精度的优化设计.研究表明,该方法确定的齿轮修形参数精确、有效,能够避免啮合冲击,并且能大幅度减小齿轮的动态传递误差波动,为无声齿轮的研究指出了新的设计方法.     

斜齿轮三维有限元网格和接触单元的自动生成

提出了一种斜齿圆柱齿轮三维有限元网格自动生成的算法,研究了啮合齿廓面接触单元的自动生成。通过对轮齿端面的合理分割,该算法有效地避免了端面网格中出现大的钝角,改善了单元质量。可方便地调整轮齿不同部位网格密度,以适应弯曲应力和接触应力等不同的分析需要。全部算法和生成过程实现了程序化和参数化,在输入齿轮基本参数后即可生成三维有限元模型数据文件,可直接用于通用有限元软件完成斜齿轮弯曲强度或接触强度的计算。