Gleason螺旋锥齿轮δ——θ_(fmax)曲线及最少齿数和的分析与研究

本文用空间啮合理论和优化方法破译了Gleason螺旋锥齿轮设计标准AGMA209.03中的无根切δ—θ_(fmax)曲线,并结合AGMA209.04计算出各种螺旋角情况下的δ—θ_(fmax)曲线,为螺旋锥齿轮的少齿数设计提供了无根切依据。     

弧齿锥齿轮接触与弯曲强度ISO与AGMA标准比较及有限元验证

齿轮强度标准在行业中贯标率较低,使得基于不同标准得到的齿轮产品设计结果缺乏通用性.以应用较广的ISO 10300-2014和ANSI/AGMA 2003-B97标准为对象,研究弧齿锥齿轮接触与弯曲强度计算标准的差别,探讨两种标准中各设计量与修正系数的定义方法、取值及对轮齿强度的影响.设计多组算例比较两种标准下齿形与工作参数对接触和弯曲强度的作用,并通过有限元接触分析对其进行验证.结果表明,由于参数的定义和取值不同,两种标准计算的接触与弯曲强度差别较大.有限元接触分析与两种标准的计算值比较显示,综合考虑材料的疲劳强度极限与齿轮结构强度,结合接触和弯曲强度的安全系数来评估弧齿锥齿轮的承载能力更为合理.     

泛曲线齿锥齿轮的创新设计与应用的二次开发

曲线齿锥齿轮和准双曲面齿轮（统称为"泛曲线齿锥齿轮"）,是一种十分复杂而应用越来越广泛的传动装置。在设计上为了避免改变轴交角,而采用"零"变位传动（x1+x2=0）设计的齿形制,至今已在各国工业上通用近百年。文章介绍一种"非零"变位传动（x1+x2≠0）设计而又保持轴交角不变的创新齿形制。为了满足生产提出的要求,进行了二次开发。经过第二次创新,能在普通锥齿轮加工机床和刀具上切齿,故极易推广。近12年来,已成功地在工程机械、军品、立式机床、机车、船艇、油田、采煤、水泥等机械上采用,取得高综合强度、高可靠性、长寿命、小体积、低噪声、广泛适应性等优点,可取代（或覆盖）全部以美国Gleason为代表的零传动齿制设计的产品,还可实现某些Gleason所达不到的技术要求,故有广泛的应用前景。     

圆柱齿轮的齿向载荷分布系数

本文根据载荷沿齿向按二次抛物线分布的规律导出了齿向载荷分布系数的计算式,并由此给出了该系数的数值及相应的曲线.用本文导出的计算式计算的结果比ISO齿轮强度计算标准和G.Niemann提出的相应公式更接近于实测值.     

基于可靠度约束的弧齿锥齿轮参数优化

将弧齿锥齿轮的强度应力作为随机变量处理,建立了弧齿锥齿轮传动的优化设计数学模型,并对实例进行了计算。最后将计算结果应用于弧齿锥齿轮传动的设计中,取得了较好的效果。     

齿轮接触线长度和重合度系数

改进了斜齿轮接触线长度的计算公式,并总结了接触线长度随εα、εβ的变化规律及啮合过程的动态统计规律。认为接触强度重合度系数公式及斜齿轮有限元计算均应以动态统计平均接触线长度为依据。同时对ISO6336及AGMA2001 B88中接触强度重合度系数公式提出了商榷,并提出了新的公式。     

大重合度锥齿轮的优化设计

本文提出了重合度大于2的直齿锥齿轮和小螺旋角弧齿锥齿轮的优化设计方法。这种大重合度锥齿轮采用了长齿高制(h*>1)和负传动设计,可在现有的机床上使用标准系列刀具加工。     

圆弧齿圆柱蜗杆传动强度计算方法的研究

本文给出了圆弧齿圆柱蜗杆传动强度设计及强度校核计算公式。考虑到油温升对承载能力的影响,在公式中确定了相应的计算载荷系数。用此公式设计出来的圆弧齿圆柱蜗杆传动机构,无需再进行热平衡计算。     

基于VBA的格里森弧齿锥齿轮计算机辅助设计系统

弧齿锥齿轮几何形状复杂,参数多且计算繁琐。基于VBA开发了一套格里森弧齿锥齿轮的计算机辅助设计系统,可快速实现所有几何尺寸计算、强度计算、参数化绘制零件工作图、切齿参数计算等,大大提高了设计速度和准确性。讨论了系统的总体结构和主要功能。     

非零变位斜交轴锥齿轮传动设计

针对斜交轴锥齿轮传动中的设计问题 ,将非零变位技术引入该类齿轮传动的设计中。推导了有关斜交轴锥齿轮传动的公式及锥齿轮设计的通用简化计算公式。采用文中所述方法 ,对一对轴交角为 1 8°的螺旋锥齿轮进行了改进设计。结果表明 ,采用本文推导的设计公式可简化设计计算 ,同时变位系数的选择具有较大的范围 ,经过改进设计的齿轮具有较好的弯曲强度、接触强度和啮合性能。     

双圆弧弧齿锥齿轮制造工艺和试验研究

本文阐述了切削刃为分阶式双圆弧齿形的双面精切刀盘设计与制造工艺,重点叙述了打磨砂轮及铲磨刀齿的工艺过程。用同一双面刀盘在格里生机床上成功地切出了等高齿双圆弧弧齿锥齿轮副。台架试验表明了双圆弧弧齿锥齿轮不仅有良好的接触区,而且综合强度也有明显的提高,从而为使用此种新型锥齿轮从工艺和性能上提供了可靠依据。     

少齿数弧齿锥齿轮节锥外啮合的变位设计与试验

基于综合变位与节锥外啮合原理,提出了一种高减比、少齿数弧齿锥齿轮设计方法,阐述了节锥外啮合的轮齿几何演变规律。根据等弯曲强度和轮齿几何约束条件,选取了合适的变位系数,完成了齿轮副几何参数计算。以齿数比4∶41的弧齿锥齿轮为例,建立了精确的三维轮齿模型。通过动态有限元仿真,得到了齿面瞬时接触椭圆、接触应力与齿根弯曲应力。最后,通过切齿和滚检试验,验证了节锥外啮合设计的齿数比4∶41的弧齿锥齿轮副在理论和实践上的可行性。     

圆弧等高齿弧齿锥齿轮的设计与性能分析

为了改善齿轮副的对角接触现象,将常规弧齿锥齿轮的渐缩齿改为等高齿齿形,采用0号刀齿铣齿,从理论上避免对角接触。基于齿轮的局部啮合原理、齿面接触分析(TCA)技术和承载齿面接触分析(LTCA)技术,对相同条件下等高齿设计与常规齿轮设计的实际接触区、载荷及应力应变进行了分析。分析与加工试验结果表明:理论与实际接触区位置基本相同,所受力的大小以及应力分布也基本相同。与传统的齿轮设计相比,等高齿弧齿锥齿轮设计保证了齿轮强度、齿轮啮合质量,使其接触区规范且易于调整,有利于提高加工效率。     

冷矫辊式钢板矫正机辊距及辊径的计算方法

设计冷矫辊式钢板矫正机时,首先必须确定它的结构参数:辊距t,辊身长L,矫正辊直径D和辊数n。在这些参数中,t、D为主要参数。但是,迄今对这些参数的确定仍然完全依靠经验或类比的方法进行选择,缺乏建立在理论分析基础上的计算方法。本文根据冷矫辊式钢板矫正机的工作特点和矫正过程原理,结合“咬入条件”,得出计算t与D的公式。按本文公式得出的计算结果,与现在以经验选择为基础的矫正机系列(草案)所提出的数值相比较,绝大部分互相符合,所以,本文得出的计算公式可以做为冷矫辊式钢板矫正机系列化、标准化的依据,以及设计这些矫正机时的参考。     

内啮合双圆弧摆线锥齿轮齿面建模与啮合特性仿真

针对斜航线式双圆弧内啮合锥齿轮副齿面难以高效加工的问题,提出一种端面滚切加工外锥齿轮,进而基于外锥齿轮的平面产形轮产成内锥齿轮的齿面设计方法.首先,以双圆弧齿形作为切削刀刃的基本齿廓,基于端面滚切方法建立双圆弧锥齿轮的平面产形轮.其次,根据平面产形轮与双圆弧内、外锥齿轮的展成运动关系,建立内、外锥齿轮的齿面方程.再次,通过精确求解齿面数据生成齿面"点云",建立双圆弧锥齿轮副三维实体模型.最后,运用ANSYS仿真内啮合双圆弧锥齿轮副的啮合特性.实验结果表明:基于本方法生成的内啮合双圆弧锥齿轮工作齿面接触良好,可以实现正确啮合传动.当前研究可为内啮合双圆弧锥齿轮的高效加工提供理论依据.     

等高齿弧齿锥齿轮的三维精确建模与加工试验

基于格里森制弧齿锥齿轮,运用局部综合法与轮齿接触分析(TCA)技术,研究等高齿弧齿锥齿轮的几何设计、加工参数设计和刀盘参数。通过UG软件,建立该齿轮的三维精确模型,对大、小轮模型进行运动仿真,模拟齿面的接触区情况。该等高齿设计的弧齿锥齿轮,在加工时只需采用0号刀盘,简化了选刀过程,避免了对角接触。此外,该等高齿设计的弧齿锥齿轮能够进行磨齿加工。在GH35铣齿机上进行铣齿试验,试验结果表明:该等高齿接触区规范,易于调整,提高了加工效率。     

微机CAD系列支撑支件及丛书(12)——圆软齿轮传动优化设计及CAD

本软件能够对直齿圆锥齿轮、弧齿圆锥齿轮、零度圆锥齿轮和圆弧齿双曲面齿轮进行优化设计及CAD.该软件的功能和特色如下:(1)直齿锥齿轮传动:适用于不同压力角(如α=14.5°,20°,22.5°,25°)在任意轴交角时的几何尺寸计算,接触和弯曲强度设计.(2)弧线齿和零度锥齿轮传动:适用于各种不同压力角(对弧线齿为14.5°,16°,20°,22°,25°;对零度锥齿为20°,22.5°,25°)不同螺旋角,轴交角为90°的格里森制等顶隙收缩齿的几何尺寸计算,确定刀具参数和设计.(3)弧齿双曲面齿轮传动:适用于轴交角为90°的格利森制等弧齿双曲面齿轮,齿数范围为z1=5～20,z2=30～60,平均压力角为19°,21.25°,     

基于混合离散变量复合形法的弧齿锥齿轮优化设计

以齿数Z1,模数m,齿厚系数ψR作为设计变量,建立弧齿锥齿轮的物理模型,以体积最小、传递功率最大为目标,以齿轮的强度要求等作为约束条件的优化设计模型。由于齿数和模数是非均匀的离散设计变量,齿厚系数是连续变量,因此,借鉴了连续变量和非均匀离散变量的处理方法———一种混合离散复合形法,并引用离散变量搜索优化方法。在混合离散复合形法基础上,探讨了解决有约束非线性混合离散变量的优化设计问题。经实例计算结果表明,混合离散复合形法可用于具有实际应用价值的弧齿锥齿轮优化问题。     

AGMA按均衡滑动率原则选择齿轮变位系数的原理

详细分析了AGMA标准中基于均衡滑动率原则的外(内)啮合圆柱齿轮变位系数的选择方法,并根据齿轮滑动率计算理论对相关计算公式进行了推导.同时讨论了该公式的使用方法并编制了相关程序,最后通过计算实例对程序的有效性进行了验证.     

N式砌块砌体受剪性能试验研究

对30个N式砌块砌体抗剪试件(其中未灌孔试件6个,灌孔试件24个)进行了受剪力学性能试验研究,了解了N式砌块砌体的破坏形态及破坏机理.试验结果表明,灌孔N式砌块砌体的受剪开裂荷载与极限荷载的比值随灌孔率的不同分别为:半灌孔试件77%~82%、全灌孔试件54%~59%.随着灌孔混凝土面积的增大,N式砌块砌体表现出越来越好的延性.未灌孔N式砌块砌体的抗剪强度平均值比砌体规范抗剪平均强度公式计算值高出11%,半灌孔N式砌块砌体的抗剪强度平均值比砌体规范平均强度计算值高出5%,全灌孔N式砌块砌体的抗剪强度平均值比砌体规范平均强度计算值高出74%~106%.