基于少齿数的非对称渐开线齿轮主动设计

为了提高齿轮的传动能力,研究少齿非对称渐开线直齿轮的设计方法.采用齿条刀具的切向变位,设计非对称双圆角齿条刀具,推导包括变位的非对称齿轮全齿廓直角坐标方程和无侧隙啮合条件.分析非对称渐开线少齿数齿轮的根切现象,求解不同齿数的齿轮根切点压力角.采用基于少齿数的非对称渐开线直齿轮主动设计方法计算不同齿数齿轮副啮合的参数以及所能达到的最大传动重合度.研究结果表明:采用主动设计方法,齿轮能达到最大的传动重合度;当小齿轮齿数为4时,大齿轮的最小齿数为7.     

少齿数非对称斜齿轮根切与动态特性的研究

基于齿轮加工原理,建立了非对称齿条刀具法面方程,通过齐次坐标进行矩阵转换,推导了产形轮的齿廓方程.利用产形轮表面根切点的切向量为零,求解出不发生根切的径向变位系数取值范围,为少齿数非对称斜齿轮的参数取值提供依据.根据该齿轮啮合有限元模型,计算出轮齿在完整啮合周期下,齿根节点各向加速度和齿根VonMises应力随时间变化的规律,分析了不同速度和不同载荷对齿根冲击应力的影响.对啮合的齿轮副进行齿顶修形,得到不同修形量时的齿根冲击应力曲线.结果表明:x,y和z方向对非对称少齿数斜齿轮振动的影响都很大,转速比转矩对冲击的影响要大,适当的修形会减小冲击应力.     

小角度交错轴变厚齿轮齿根应力及影响因素分析

为了准确计算小角度交错轴渐开线变厚齿轮啮合过程中的齿根弯曲应力,采用空间齿轮啮合原理和有限单元法,分别建立了渐开线变厚齿轮齿面模型及空间小角度交错轴渐开线变厚齿轮啮合模型,提出了基于齿根及过渡圆弧精确建模的渐开线小角度交错轴变厚齿轮副齿根弯曲应力数值计算方法,对其齿根弯曲应力进行了分析,研究了关键设计参数顶隙系数、扭矩载荷、中心距误差、轴交角误差、小齿轮轴向误差以及大齿轮轴向误差对齿根弯曲应力的影响。结果表明,顶隙系数的增加使得齿根最大弯曲应力减小;轻载下齿宽方向的齿根应力分布较为平坦,重载下齿宽方向的齿根应力呈明显的抛物线状;轴交角误差和中心距误差的存在使得最大齿根弯曲应力增大,最大弯曲应力的位置随误差的正负而分别向轮齿的两端偏移,大小齿轮轴向位置误差对轮齿弯曲应力影响较小。     

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。     

日本渐开线行星齿轮减速机的测绘与剖析

根据对日本渐开线行星齿轮减速机的测绘结果,分析、计算了插齿加工中插齿刀的变位系数对行星齿轮传动,特别是内啮合副中的“过渡曲线干涉”的影响,以及对被切齿轮齿顶圆直径的影响。结果表明,在渐开线行星齿轮传动中采用标准齿轮传动时,只要适当控制插齿刀的变位系数,即使不减小内齿轮的齿高,也不会发生内齿轮齿顶与行星轮齿根的“过渡曲线干涉”;插齿刀的变位系数对被切齿轮的齿顶圆直径影响也不大。     

少齿数齿轮机构相对滑动的研究

建立了少齿数(齿数可少到2)渐开线齿轮副滑动系数的计算公式;通过一个算例,比较了标准齿轮传动、普通变位齿轮传动和少齿数齿轮传动三种情况下对应啮合点滑动系数的大小;为其接触疲劳强度计算时计入相对滑动的影响提供了定量依据。     

少齿数齿轮变位系数的研究

文章对标准滚刀在最小变位系数下加工少齿数配对齿轮的齿顶厚和重合度进行了计算,推导了滚刀刀顶圆角半径与变位系数的关系,通过Ansys的APDL语言对根切和变位齿轮进行了参数化有限元建模及齿根弯曲应力分析。结果表明:采用标准滚刀选择避免根切的最小变位系数,使部分少齿数配对齿轮的重合度变小和齿顶厚变薄,无法满足使用要求;而增大滚刀刀顶圆角后的最小变位系数,既可避免根切保证较高的齿根强度,又能使重合度达到1.2和齿顶厚大于0.25m。     

渐开线齿形链机构的啮合机理

基于齿轮齿条机构的啮合理论，研究了渐开线齿形链机构的啮合机理．分析了渐开线齿形链轮和链条的啮合状态，得出了变位系数的求解公式，发现变位系数与齿数和节距有关，并给出了变位系数的变化曲线．对渐开线齿形链轮的根切状态进行了研究，求解了不发生根切的最小齿数．研究了渐开线链轮的最小变位系数和唯一变位系数，发现链轮节距为9．525mm时，最小齿数应为17．基于包络原理和坐标变换公式，确定了渐开线齿廓和齿根圆之间过渡曲线的方程．求解变位系数和最小齿数的方法可适用于所有节距的齿形链机构．     

少齿数齿轮副的有限元分析

结合渐开线斜齿轮和少齿数齿轮设计理论,对少齿数齿轮副各参数进行选取,建立少齿数齿轮副的三维模型,进行少齿数齿轮副的接触有限元分析,得到了少齿数齿轮副传动过程中接触区域和轮齿接触应力。通过对比两种齿面接触强度计算方法,初步验证了以下界点作为齿面接触强度计算点的合理性,为少齿数齿轮副的优化设计和齿面接触强度公式的建立提供参考依据。     

变位面齿轮副承载特性分析及变位系数优化

为改善面齿轮副啮合性能,采用变位插齿刀对面齿轮进行变位,建立了包含齿根过渡曲面在内的变位面齿轮全齿面理论三维几何模型,进行了承载接触分析(LTCA)和应力场分析,并以齿根弯曲应力、齿面接触应力为两个优化目标,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)优化了变位系数.结果表明:面齿轮副变位对承载传动误差、齿间载荷分配、齿面载荷分布有一定影响,但承载传动误差波动幅值对变位系数并不敏感;负变位可增加重合度,并减小大轮齿根弯曲应力峰值,但齿面接触应力、小轮齿根弯曲应力峰值增大;正变位可减小齿面接触应力、小轮齿根弯曲应力峰值,但大轮齿根弯曲应力峰值增大;优化后的变位系数既提高了齿面接触强度,又使大、小轮弯曲强度趋于接近,有利于提高面齿轮副的承载能力.     

面齿轮插齿加工中过程包络面和理论齿廓的干涉

实现面齿轮加工是面齿轮传动研究的基础,利用齿轮插齿加工方法,对正交非偏置面齿轮插齿加工中过程包络面和理论齿廓的干涉进行研究,目的是为了验证这种加工方法的可行性.根据插齿加工的原理,建立了面齿轮插齿加工坐标系,给出了插刀理论齿廓方程,推导了面齿轮插齿加工理论齿廓方程和加工中过程包络面方程;分析了过程包络面和面齿轮插齿加工理论齿廓的位置关系,仿真计算结果表明面齿轮插齿加工不会引起过程包络面和插齿理论齿廓的干涉;最终,通过面齿轮插齿加工试验论证了上述结果的正确性.     

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。     

齿轮啮合冲击过程分析及评价方法

基于我国首创的齿轮整体误差测量技术,以笔者提出的齿轮副整体误差为手段,从微观上解释了齿轮啮合冲击产生的具体过程,归纳了轮齿交替特性,提出了一种以轮齿交替特性为评价准则的齿轮啮合冲击的评价方法：总结了6种基本的交替形式,给出了各自的判别准则,统一了齿面交替和顶刃交替的判别方法,讨论了各交替形式与啮合冲击的关系;最后,以上述理论为基础,开发了齿轮啮合冲击测评系统并给出了分析实例．研究结果表明。齿轮副整体误差是研究齿轮啮合冲击问题的一种有效工具,以轮齿交替特性为基础的统计学评价方法为批量齿轮啮合冲击的测评和预报提供了一种新的方法和途径．     

滚切修复喷焊齿轮的试验

在40CrNi为基体材料的报废齿轮齿面喷焊镍基自溶性合金后通过几种滚刀滚切出正确齿形,对齿轮进行修复的对比实验,找出了滚刀的磨损规律,摸索出了用不涂层的加长滚刀并采用窜鼠、对中等工艺措施及合适的切削用量能较好地滚切出喷焊齿轮齿形的方法。     

一种新型齿廓曲线的探讨

基于渐开线齿轮的插齿原理,以不同形式的齿廓曲线代替插刀齿廓曲线,包络出与给定齿廓曲线的插齿刀对应的被加工齿轮的齿形,以纯滚动弧长s为参数,利用坐标变换和齿廓共轭原理,根据插刀齿廓,推导出被加工齿轮的齿廓方程,并根据得出的齿廓方程进行了仿真.由仿真结果可以对具有不同齿廓的插齿刀所加工的齿轮进行可行性分析,避免实际加工所造成的浪费.     

斜齿轮精确接触分析有限元建模方法

针对影响齿轮有限元接触分析应力计算精度的关键因素：有限元模型网格质量、接触带网格密度和齿面节点几何精度,提出一种高效的斜齿轮三维有限元精确齿面控制建模方法.优化算法求解接触线方程,规划斜齿轮节点模型潜在接触带节点分布,局部细化接触带单元,映射轮齿表层节点到设计齿面上,实现齿面精确几何建模.数值实验表明整体采用六面体单元映射网格划分结合接触带局部单元细化建模方法,能够有效地解决斜齿轮有限元接触分析计算精度与计算效率之间的矛盾.     

渐开线直齿圆柱齿轮的测绘

齿轮测绘无论是在机械制造和机械设备修配还是机械设备测绘中都具有实际意义。阐述了齿轮测绘中具有实用价值的技巧和方法,尤其对奇数齿齿顶圆直径的测绘方法进行了详细总结。     

齿轮副整体误差及其获取方法

针对传动误差在研究和评价齿轮传动质量中的一些局限性,从我国首创的齿轮整体误差测量技术入手,提出了齿轮副整体误差的概念．依据空间解析几何和齿轮啮合原理建立了齿轮副整体误差的数学模型,应用误差作用原理从微观角度推导了齿轮副整体误差与主、从动轮的齿轮整体误差的关系,定义了齿轮副整体误差曲线的基本组成单元,给出了理论单元齿轮副整体误差曲线的解析方程,在建立的接触面坐标系中推导了单元齿轮副整体误差曲线的基本算法;然后详细介绍了齿轮副整体误差的获得方法和具体计算过程,并在齿轮整体误差测量仪CZ450的硬件基础上开发了齿轮副整体误差测量系统,给出了测量实例;最后在与传动误差比较的基础上,分析了齿轮副整体误差的优点．     

齿轮几何系数线图的解析式

本文用数学知识将齿轮几何系数系数线图转化成解析式。该式在正常的应用范围内的计算误差均小于１％。可以替代依靠查齿形系数，应力修正系数线图获得数据的传统方法．     

齿轮无级变速器

根据内摆线的形成原理,设计出一种齿轮无级变速器。样机分析证明其输出转速可由零变化到最大,实为一种结构简单、用途广泛的新型无级调速器。