大重合度弧齿锥齿轮设计与分析

为改善弧齿锥齿轮啮合性能,提出一种接触路径沿齿长方向的大重合度设计方法。预置沿齿长的接触路径和对称抛物线传动误差,以大轮作为假想插齿刀,共轭展成小轮辅助齿面;先计算沿接触路径的齿面修形量,再根据轻载的弹性变形量和接触椭圆长半轴,计算出沿接触线齿面网格点的修形量,将两者叠加到小轮辅助齿面上获得小轮目标齿面;借助遗传算法求解目标齿面所对应的小轮加工参数。通过算例表明,将接触路径设计为沿齿长方向能够获得大重合度,且重合度仅与齿宽有关,沿齿宽中线的接触路径能够获得更好的啮合性能,避免过早发生边缘接触;齿面印痕沿齿向分布,避免内对角接触,减小齿面相对滑动速度,且在安装误差作用下,齿面印痕沿着齿高方向移动。     

弧齿锥齿轮四阶传动误差的设计

为获得给定设计重合度和实际载荷工况下传动误差的不同啮合转换点幅值和最小波动量,提出了小轮采用变性法加工的弧齿锥齿轮四阶传动误差设计方法.通过改变接触迹线方向和参考点位置来获得齿轮副预置重合度和啮合位置对称;预置四阶传动误差的表达式,由逆轮齿接触分析(TCA)方法获得相应的高阶变性系数.算例分析结果表明:调整滚比多项式的前四项系数,可以获得不同啮合转换点幅值的四阶传动误差,并对承载传动误差的波动量及所对应的载荷产生影响;四阶传动误差是通过控制齿面相对修形量来实现的.     

基于刀具齿廓修形的弧齿锥齿轮齿面设计

为避免表面研磨弧齿锥齿轮在重载情况下发生边缘接触,改善齿面应力分布,用弧线刃刀具替换展成齿轮齿面的直线刃刀具.首先,基于刀具的几何结构建立新型刀具的数学模型,并建立了切削刃锥面;然后,基于非齐次坐标变换建立弧齿锥齿轮在数控机床上的加工方法并获得理想齿面;最后,以face-milled弧齿锥齿轮工作面为例,对基于直线刃刀具和新型弧线刃刀具加工所得的齿轮副进行几何齿接触分析(TCA)和有限元分析(FEA).研究结果表明,提出的刀具齿廓修形方法能够明显改善face-milled弧齿锥齿轮的啮合性能.     

双圆弧弧齿锥齿轮齿面方程的推导

双圆弧弧齿锥齿轮是将点啮合制圆弧齿轮传动形式运用到锥齿轮上的成功例子。本文在对双圆弧弧齿锥齿轮进行啮合分析的基础上，首次推导出双圆弧弧齿锥齿轮的齿面方程     

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。     

基于加工的弧齿锥齿轮三维建模

根据弧齿锥齿轮加工机床的实际切齿过程,采用MATLAB软件编程采集齿面点信息,利用三维软件CATIA强大的曲面造型功能,构造出一副具有NURBS曲面的齿面,然后生成弧齿锥齿轮的三维模型,并在虚拟环境下进行装配,为后续进行的运动学分析及有限元分析提供了基础。     

基于精确有限元模型的弧齿锥齿轮承载振动特性分析

根据弧齿锥齿轮齿面加工参数,计算齿面节点坐标,建立精确的轮齿有限元模型.通过轮齿接触分析,计算齿轮副精确的啮合位置,从而建立高精度的弧齿锥齿轮装配有限元模型.通过承载分析,计算齿轮的接触应力和齿面载荷分布瀑布图,求得不同工况下的承载传动误差曲线.研究结果表明:随着负载从10 N·m增加到30 N·m和50 N·m,承载...     

弧齿锥齿轮的测绘

弧齿锥齿轮是成对设计,制造和装配的,齿轮损坏时也要成对更换和配制,且外购周期长、成本高,为尽快恢复生产,必须正确测绘弧齿锥齿轮。测绘的基本要求是准确测绘安装距,以保证齿轮的正确安装。     

弧齿锥齿轮小轮无刀倾切齿齿面修正方法

为了在无刀倾铣齿机上实现弧齿锥齿轮刀倾法小轮的等效加工,提出了一种基于齿面等效失配的小轮无刀倾切齿齿面修正方法。在建立弧齿锥齿轮共轭啮合数学模型的基础上,研究了齿面失配图的构建方法。通过比较小轮刀倾角为0°的齿面失配图与目标齿面失配图,计算出小轮误差齿面与目标齿面之间的偏差,采用最小二乘法对小轮加工参数进行了修正,实现了小轮误差齿面向目标齿面的逼近。以一对弧齿锥齿轮为例,进行了小轮无刀倾切齿参数的修正转化和啮合仿真。仿真结果与滚检结果一致,验证了本文方法的有效性。     

弧齿锥齿轮复合传动误差设计与分析

为了降低承载传动误差高阶谐波引起的噪声,本文提出了弧齿锥齿轮复合传动误差设计。借助优化方法确定了工作载荷下承载传动误差波动量最小和几何传动误差对称性的局部综合参数,从而获得机床调整参数。借助轮齿接触分析方法,通过计算对称抛物线传动误差在5个关键点处的小轮转角和传动误差幅值,确定一个啮合周期内的简谐函数表达式,根据啮合转换点的连续相切条件计算两侧抛物线传动误差曲线系数,进而获得完整的3段传动误差曲线。采用逆轮齿接触分析方法,获得3段传动误差所对应的小轮基本滚比和高阶变性系数。算例结果表明：在轻载条件下啮合转换点处的夹角为180°,可实现啮合齿对的平稳过渡,减小换齿冲击;在工作载荷下能够降低承载传动误差的高阶谐波幅值;通过设置3段高阶变性系数可实现复合传动误差的磨齿加工。     

弧齿锥齿轮波动应力分析

对弧齿锥齿轮推导了计算行波振动应力的方法,采用修改程序的办法使其在通用有限元程序上得以实现。并计算了某型发动机的弧齿锥齿轮的动态应力,讨论了弧齿锥齿轮的重合度ε、模态阻尼比ζ对波动振动应力曲线的影响,最后给出弧齿锥齿轮产生波动振动的条件。     

弧齿锥齿轮齿面和过渡曲面的方程与数值计算

针对用 SGM法加工的弧齿锥齿轮,用矢量法推导了工作齿面和齿根过渡曲面的矢量方程,用牛顿迭代法求解。编制了电算程序,完成了轮齿图形仿真,为弧齿锥齿轮的有限元建模、分析轮齿强度和动态响应提供了精确的几何基础。     

减速器弧齿锥齿轮动态啮合疲劳强度研究

以某型直升机尾减速器的弧齿锥齿轮副为研究对象,基于其非线性有限元接触分析模型,在一个啮合周期内,对该齿轮副进行了连续动态啮合过程的仿真,研究了该型轮齿的动态啮合齿面接触和齿根弯曲疲劳性能.啮合过程仿真得到的齿面接触和齿根弯曲应力的变化规律符合轮齿实际动态啮合规律.疲劳过程仿真得到了疲劳寿命分布云图并判断出轮齿疲劳破坏主要发生在齿根受压侧的倒角区域,进而得到了经渗碳处理前后齿根疲劳破坏节点位置的疲劳寿命值.     

一种弧齿锥齿轮行星传动齿轮箱体的模态分析

通过在CATIA V5 R19中建立新型弧齿锥齿轮行星传动箱体的三维实体模型,利用ANSYS对齿轮箱体仿真模态分析,得出较为合理的齿轮箱体的有限元模型。利用Block Lanczos法计算出箱体前十阶约束模态的固有频率和相应振型,为箱体后继的动态响应分析提供理论依据。运用此方法可以在箱体设计时避开齿轮箱啮合的频率,避免由于机械振动造成的箱体故障,并且为箱体的优化改进提供理论参考。     

双圆弧齿廓弧齿锥齿轮的啮合重迭系数

本文通过分析双圆弧齿廓弧齿锥齿轮的产形面接触弧上点的啮合过程,推导了该齿轮副的啮合重迭系数的计算公式,还提出了双点啮合相对啮合度的概念及其计算公式,从而可以方便地求得这种齿轮同时啮合的齿数及接触点数。     

高速弧齿锥齿轮动频计算

建立了旋转轮盘动力学模型，提出了基于刚度矩阵的离心刚度矩阵修正了模式下的动频求解有限元法，实现了弧齿锥齿传频的数值求解，数值计算与实测值基本一致且由算例得出结论，旋转效应对低阶模态，节径型振型影响较大，本算法对旋转轮盘类的动频计算具有通用性。     

弧齿锥齿轮成形工艺及模具设计

针对弧齿锥齿轮开式模具存在的问题,提出了弧齿锥齿轮闭式挤压新工艺及其模具结构。该模具采用浮动凹模和浮动凸模结构,工件在2个凹模和2个凸模形成的封闭模腔中成形,生产的工件无飞边。工艺试验表明,新工艺可显著降低挤压变形力、材料消耗和生产成本,提高模具寿命和生产效率。     

安装误差对正交弧齿锥齿轮副接触区影响的分析

本文从理论上分析了正交弧齿锥齿轮副的各种安装误差对啮合接触区的单独影响和综合影响,建立了安装误差作用下齿面接触区的数学模型,并通过具体实例讨论了各项安装误差对啮合接触区单独影响和综合影响的程度以及综合影响的“叠加效应”和“互补效应”,提出了满足接触要求前提下降低安装要求的措施.     

基于齿面印痕偏移的弧齿锥齿轮安装错位识别

为计算弧齿锥齿轮副在工况下的安装错位,研究了可导致相同齿面印痕的不同安装错位组合之间的关系.分析表明:它们之间存在等价关系;对于安装错位的识别,只要计算一组等效值即可,无需确定精确解.提取齿面印痕的数值特征,以两接触轨迹曲线的偏差和最小为目标函数,通过优化方法计算当量安装错位.最后以一对弧齿锥齿轮副为例验证识别算法的精度以及当量安装错位的有效性.     

弧齿锥齿轮数控展成运动轨迹规划方法

基于弧齿锥齿轮的数控加工原理,根据产形轮和工件齿轮之间的展成运动,建立了可用于确定数控加工相关参数的弧齿锥齿轮齿面的数控展成数学模型,并论述了切齿加工需要满足的接触条件,在此基础上提出弧齿锥齿轮数控加工的轨迹规划方法,进而将该方法应用于自主研制的弧齿锥齿轮数控铣齿机中.对所提出的展成模型和轨迹规划方法的应用实例研究表明,该轨迹规划方法切实可行、有效,可用于弧齿锥齿轮的数控切齿加工控制.