基于人字齿轮啮合特性的滑动摩擦功率损失

以空间多重共轭啮合理论为基础,利用人字齿轮副轮齿接触特性与承载接触特性,提出一种计算人字齿轮滑动摩擦功率损失的方法。首先,利用人字齿轮副轮齿接触分析(TCA),获得人字齿轮齿面接触路径和印痕。然后,利用人字齿轮副承载接触分析(LTCA),计算得到啮合齿面瞬时椭圆长轴(接触点)上离散点的法向载荷和瞬时接触点的传动误差,把所得到的离散点载荷和传动误差分别转换成齿面瞬时接触点的法向载荷和相对滑动速度,二者与摩擦因数相乘得到人字齿轮瞬时接触点的滑动摩擦功率损失。最后,对人字齿轮齿面所有瞬时接触点的滑动摩擦功率损失进行拟合并积分,最终获得1对人字齿轮轮齿从啮入到啮出的滑动摩擦功损。     

空间点啮合齿面的接触特性对安装误差的敏感性分析

本文用完全解析的方法,分别导出了空间点啮合齿面的啮合斑点位置和二阶啮合特性对安装误差向量的敏感性矩阵,其中第一个矩阵反映了齿面上接触斑点中心的位置对安装误差的响应特性,第二个矩阵反映了齿面的二阶啮合特性,包括齿面上接触迹线的方向,瞬时接触区的倾角和长度,以及瞬时传动比的导数等对安装误差的响应特性.本文还讨论了这一数学模型部分可能的应用前景.     

螺旋锥齿轮精锻大轮修形齿面设计与接触性能分析

为提高精锻成形的弧齿锥齿轮齿面的接触性能,根据小轮切齿加工参数和相应的齿面模型,构建与小轮齿面符合设定传动关系的完全共轭大轮齿面.以该齿面为基准面,提出一种二阶easeoff齿面构建方法.根据构建的大轮离散目标齿面,采用离散齿面轮齿接触分析的计算方法,以临界干涉法判断啮合状态,得到离散齿面的啮合印痕和传动误差曲线,所得传动误差与预置传动关系基本吻合.分析了二阶ease-off齿面参数对传动误差曲线及齿面接触区的影响,结果表明:ease-off各变量可实现对接触椭圆长度、接触迹线角度、接触区位置的精确控制.     

点接触齿面在控制误差敏感性条件下的二阶参数设计

推导出了点接触齿面接触点位置对安装误差敏感性的计算公式,并通过具体计算实例说明了齿面二阶参数对误差敏感性的影响;所获得的误差敏感性计算公式可作为以主动设计齿面参数进行误差敏感性控制的基础.     

斜齿轮滑动摩擦功率损失的计算

应用齿轮啮合理论,提出了斜齿轮啮合滑动摩擦功损的计算方法.首先,利用轮齿接触分析得到齿轮副的啮合路径和接触印痕:然后,利用承载接触分析求得齿面接触点法向载荷和承载传动误差,通过求解一个周期内所有啮合位置,可以得到一对轮齿从进入啮合到退出啮合所有接触点的法向载荷和承载传动误差,极大减少了计算工作量;最后,将承载传动误差转换成齿面接触点的相对滑动速度并与该接触点处的摩擦力相乘得到该点的滑动摩擦功损,将所有接触点的滑动摩擦功损一起带入功率近似计算公式从而得到斜齿轮啮合的滑动摩擦功率损失.     

面齿轮啮合过程中齿面接触分析

根据面齿轮啮合原理,研究面齿轮啮合过程中的齿面接触特性;运用MATLAB软件编制相应的程序仿真出齿数差⊿ =1～3的圆柱齿轮与面齿轮啮合时面齿轮齿面的接触轨迹、接触区域面积及形状,并通过面齿轮齿面接触检测实验验证其正确性.研究结果表明:圆柱齿轮的齿数差对面齿轮传动的齿面接触区域的面积和位置影响不大,而传动比对齿面接触区域的位置影响较大,传动比越大,齿面接触区域越靠近面齿轮轮齿的中部,越有利于提高面齿轮传动的性能.同时实验表明齿面接触面积和形状受制造精度影响,精度越高,齿面接触区域面积和形状越稳定,传动质量越高.因此,大的传动比和高的制造精度对提高面齿轮的传动性能是有益的.     

蜗杆砂轮曲面与面齿轮齿面的对应关系

研究蜗杆砂轮磨削面齿轮的原理与方法。利用产形插齿刀作为中间曲面,通过计算面齿轮和插齿刀、插齿刀与蜗杆砂轮的接触线,得到蜗杆砂轮和面齿轮处于不同加工位置的接触点计算方法,给出蜗杆砂轮磨削面与面齿轮齿面对应关系模型,在VERICUT仿真软件中对蜗杆砂轮磨削面齿轮的方法进行仿真验证。研究结果表明:利用蜗杆砂轮磨削面齿轮齿面的关系模型可分析加工过程中面齿轮齿面对应的蜗杆砂轮工作曲面位置,为通过修整蜗杆砂轮对面齿轮齿面制造误差进行补偿修正提供技术基础。     

Ease-off拓扑修形准双曲面齿轮齿面多目标优化设计方法

为了提高汽车驱动桥综合传动性能,提出基于ease-off拓扑修形准双曲面齿轮齿面多目标优化设计方法。预置传动误差参数及抛物线修形参数设计小轮法向ease-off曲面,小轮修形齿面表示为大轮的共轭齿面叠加ease-off曲面。结合齿面接触分析(TCA)、齿面承载接触分析(LTCA)方法及齿轮摩擦理论最新进展,得到接触线离散点的滑动速度、啮合承载变形、载荷分布及局部摩擦系数,进而确定齿面瞬时啮合效率和Block闪温。以承载传动误差幅值(ALTE)最小、齿面闪温最小和平均啮合效率最大进行多目标优化,获得最佳修形齿面,并分析齿面滑动速度与综合曲率半径的变化及重合度对啮合性能的影响。算例表明:最优ease-off修形齿面在啮入、啮出端有足够的抛物线传动误差,可有效减小ALTE并降低安装误差的敏感性;在整个齿高方向有一定的齿廓修形且接触迹线角较小时,齿轮副则有较大重合度,且齿顶、齿根载荷向节线附近集中,而节线附近的滑动速度较小,导致接触线平均摩擦系数下降,因此,啮合效率增加,齿面闪温下降;齿面适配量过大时,接触线载荷增加,摩擦功耗增大,啮合效率减小。     

双圆弧齿轮齿面接触分析

应用齿轮啮合原理推导了点接触双圆弧齿轮的啮合关系和接触方程，采用无约束优化法对接触点进行求解，得到双圆弧齿轮齿面的接触迹线，并对各种误差条件下啮合迹线进行分析，实现了计算机模拟双圆弧齿轮的接触情况。     

锥面包络圆柱蜗杆传动可控失配修形的研究

对锥面包络圆柱蜗杆传动（ZK蜗杆传动）进行了可控修形，分析了修形传动的基本原理。提出了通过改变蜗杆齿面接触的位置及曲率修正量来改变传动的齿面接触状态的方法，修形加工可通过改变砂轮的几何尺寸及安装参数来实现。     

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 .     

线接触端曲面齿轮齿面的接触算法

为了研究线接触端曲面齿轮副的齿面接触特性,建立了端曲面齿轮副的传动坐标系,推导出齿轮副的瞬时回转轴及瞬轴面.应用齿廓啮合基本定理,从几何学的角度提出了线接触端曲面齿轮副齿面接触算法,求解出齿轮副的齿面接触印痕与齿廓点.根据齿轮副齿面接触分析结果,确定了端曲面齿轮齿面的修形位置.通过齿轮副对滚实验,验证了线接触端曲面齿轮齿面接触算法的正确性.     

基于啮合角函数的非圆齿轮共轭齿廓直接求解

定义了非圆齿轮啮合角函数的概念,提出了基于啮合角函数的非圆齿轮共轭齿廓的直接求解方法·建立了齿廓求解的运动几何学模型,给出了齿廓方程,给出了齿廓啮合原理的啮合角函数表达式·该方法,给定啮合角函数,无需坐标变换,可直接求解共轭齿廓,简化了非圆齿轮共轭齿廓的求解·该方法亦适用于圆齿轮齿廓,实现了圆齿轮和非圆齿轮共轭齿廓求解的高度统一·为齿轮传动的设计计算提供了一种有效的新途径·     

基于齿面法矢量的直齿锥齿轮齿面曲面求解

直齿锥齿轮齿面曲面求解是极具有挑战性的多项选择问题,针对这一问题,提出了一种基于齿面法矢量的直齿锥齿轮齿面曲面求解方法.通过求解齿面曲面法矢量的方向角和齿面曲面的法线长,可直接求解直齿锥齿轮齿面曲面.该方法是一种通用的求解方法,可求解任意一种齿面曲面,为直齿锥齿轮齿面的主动设计和三维造型提供了一种新途径和新方法.     

直齿圆柱齿轮三维接触应力边界元分析

提供了一种有摩擦的三维弹性接触问题边界元分析方法及其前处理技术，并将此法用于一对处于啮合状态的直齿轮，得到了满意的结果。该程序使用方便，只需输入齿轮的基本参数，即可得到齿轮不同啮合位置的网格、应力分布。     

直线共轭内啮合齿轮副的重合度研究

根据齿轮啮合原理,参照渐开线齿轮定义了直线齿廓外齿轮的基本参数,得出了齿形半角、压力角和最小齿数的关系,得到直线齿形齿轮的齿廓方程,在此基础上对啮合极限点进行了研究。为满足连续传动的要求,推导出直线共轭内啮合齿轮副啮合曲线,并分析了直线共轭内啮合齿轮传动的啮合特性。根据重合度计算理论推导出直线共轭内啮合齿轮副重合度的计算公式,保证在齿形参数设计时满足连续传动的要求。根据齿轮的基本参数和重合度的计算公式,研究外齿轮齿顶高系数、内齿圈齿顶高系数、压力角与重合度的关系。     

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。     

精测曲齿锥齿轮

曲齿锥齿轮的测绘，关键在于精确测定端面模数．背锥坐标法是一种比较精确的测绘方法。本文给背锥公式作了理论证明，并通过实例证实了背锥公式确实大大提高了测绘端面模效的精确性，解决了曲齿锥齿轮难测绘的问题     

大齿轮在机测量中测头控制比例驱动跟踪技术

在分析比较现有大齿轮在机测量仪驱动系统工作原理和优缺点的基础上,开发了测头控制 比例驱动跟踪技术。     

基于VC的非圆齿轮齿形设计

依据非圆齿轮啮合原理，确定轮齿在节曲线上的位置，并推导了轮齿的齿廊，齿顶，齿根的曲线方程，应用VC编程及交互技术实现了非圆齿轮齿形的计算机辅助设计，增强了非圆齿轮设计的直观性，为非圆齿轮的传动模拟奠定了基础。