平行轴渐开线变厚齿轮传动的几何设计与啮合特性分析

基于空间齿轮啮合理论,建立了平行轴渐开线变厚齿轮传动的节圆锥设计模型,提出了平行轴渐开线变厚齿轮传动的几何设计方法。考虑安装误差与变形,建立了平行轴渐开线变厚齿轮啮合分析模型,研究了节锥角、载荷与安装误差对啮合特性的影响规律。结果表明:节锥角增加使接触压力减小、齿轮副传动精度降低,但啮合刚度波动更为平缓;载荷增加使角度传递误差均值与峰峰值均增加,但对啮合刚度均值的影响不大;安装误差中,轴线平行度安装误差对齿轮副的啮合特性影响较大,将导致齿轮副产生边缘接触,而对于相同的轴线平行度误差量,y方向的轴线平行度误差产生的边缘接触更加严重。研究结果可望为平行轴渐开线变厚齿轮传动的工业化推广提供理论依据。     

交错轴非渐开线变厚齿轮齿形误差与齿向误差的分析

很多进口机械中应用了交错轴非渐开线变厚齿轮传动，目前国内在该领域的研究还是空白。为了在国内现有机床上实现交错轴非渐开线变厚齿轮的加工，必须对该种齿轮的齿形误差与齿向误差进行分析，这方面的研究国内外未见报道。该文基于空间啮合理论，利用微分几何方法首次对该种齿轮的齿形误差与齿向误差进行计算，并给出计算实例。计算结果表明，可通过轮齿修形实现该种齿轮的加工。     

交错轴渐开线变厚齿轮传动节圆锥设计

基于空间齿轮啮合原理,建立交错轴渐开线变厚齿轮传动节圆锥设计模型,推导空间点接触到线接触的转变计算条件,提出小轴交角交错轴变厚齿轮传动直接设计法和间接设计法,分析设计参数对啮合主方向角的影响;采用有限单元法分析计算齿轮副的啮合特性,表明节锥角对啮合主方向角影响较大,齿线倾斜角对其影响较小;啮合主方向角的增加使得接触面积减小,角度传动误差增大,啮合刚度减小等结论;最后通过试验验证研究方法和理论计算结果的正确性,对交错轴渐开线变厚齿轮副几何参数的匹配设计及优化具有重要的指导意义。     

交错轴非线性变位变厚齿轮传动接触特性分析

交错轴变厚齿轮传动存在齿面间滑动速度大、承载能力低、易磨损、噪声较大等问题,且一般变厚齿轮的变位系数沿轴向线性变化,因此当齿宽太大时会产生齿顶变尖或根切等现象。本文在传统变厚齿轮线性滚削加工的基础上,通过改变加工路径曲线,提出非线性变位变厚齿轮的加工方法,推导了非线性变位变厚齿轮的齿面方程,分析了不同加工路径曲线对该类齿轮齿面形貌的影响。采用轮齿接触分析方法,建立交错轴变厚齿轮副接触分析模型,讨论了4种加工曲线下齿面接触迹线和接触椭圆的变化规律,并与标准变厚齿轮进行对比,同时采用经仿真得到的啮合印痕图来进一步验证接触椭圆的准确性。研究结果表明,采用小齿轮两端修正的加工路径所生成的非线性变位变厚齿轮在交错轴齿轮传动接触特性上明显优于标准变厚齿轮和采用其他几种加工路径所生成的非线性变位变厚齿轮。     

变厚齿轮轮齿啮合综合刚度确定方法研究

通过将变厚齿轮轮齿简化为沿径向和轴向都为变截面的悬臂梁，推导出了轮齿啮合点变形的计算公式，首次解决了变厚齿轮轮齿啮合综合刚度的计算问题，并编制程序计算出了一对内啮合变厚齿轮轮齿的啮合综合刚度。     

交错轴锥形齿轮副几何设计的研究

在对共轭齿轮副与公共齿条之间空间啮合关系进行研究的基础上，建立了一套完整的交错轴传动锥形齿轮副几何设计方法．理论和试验结果表明，推导得到的计算公式，不仅适合于交错轴传动在各种布局形式下的锥形齿轮副设计，同样也适用于平行轴、相交轴等传动类型．该设计方法包括两个种类：一类是已知锥形齿轮基本参数，需确定共轭齿轮副及机构安装参数的直接设计法；另一类是依照特定的安装参数进行齿轮副几何参数设计的方法．最后，通过测试齿轮及实际产品的设计、加工，验证了该研究成果的正确性和实用性．     

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。     

试论啮合轴

本文导出了普遍情况下齿轮传动的啮合轴存在判定定理;得出了确定啮合轴位置的方法;指出了啮合轴在齿轮加工中的应用.     

再论啮合轴

本文导出并论证了普遍情况下齿轮传动的啮合轴存在判定定理;得出了确定啮合轴位置的具体公式.在螺旋参数P_r=0时的齿轮传动,其瞬时轴必为啮合轴;仅当接触点处的公法线构成一固定平面时,才存在无数根啮合轴.在螺旋参数P_r≠0时的齿轮传动,仅当某一齿面为螺旋面时,才可能存在啮合轴.     

存在误差时双圆弧齿轮啮合的理论分析

圆弧齿轮对于制造误差比较敏感，本文应用空间啮合原理对存在误差时圆弧齿轮的啮合进行了理论分析，首次导出了存在误差时圆弧齿轮啮合参数的求解方程，并在此基础上计算分析了中心距误差对圆弧齿轮瞬时接触区、接触应力分布和轮齿弯曲应力的影响。     

2K—H[C]型中内啮合齿轮的啮合效率计算

研究了行星机构2K-H[C]型的啮合效率问题.分析了行星齿轮在工作过程中的动态情况,用能量的观点解决了行星轮在工作过程中的复杂受力关系.推导出其啮合效率表达式.文中推导的公式,其啮合效率的计算与传统计算不同.     

基于改进能量法的直齿轮时变啮合刚度计算

在现有文献的基础上,将轮齿简化为齿根圆上的悬臂梁,并考虑较为真实的过渡曲线,对现有的能量法计算齿轮啮合刚度作了进一步修正.通过与文献和有限元结果的对比,给出了误差产生的原因,验证了所提出的修正方法的有效性.提出的方法避开了齿数的判断,提高了能量法计算齿轮啮合刚度的通用性.此外,考虑较为真实的过渡曲线方程,保证了轮齿建模的准确性,进一步减小了啮合刚度的计算误差,研究结果可为直齿轮啮合动力学分析提供理论基础.     

考虑温度效应的斜齿轮时变啮合刚度解析算法

以斜齿轮副为研究对象,基于切片法和积分思想,计入齿面接触温度变化引起的齿廓形变,结合轮齿接触、弯曲、剪切、轴向压缩及基体弹性变形,提出了考虑温度效应的斜齿轮啮合刚度解析算法,并通过有限元法验证了算法的准确性.分析了不同摩擦因数、输入转矩、输入转速等工况参数对斜齿轮啮合刚度的影响规律.结果表明,考虑齿轮温升影响后,轮齿从啮入到啮出整个过程的啮合刚度均有所增大;随着摩擦因数、输入转矩和输入转速的增大,斜齿轮本体温度及啮合齿面瞬时闪温升高,单齿啮合刚度和综合啮合刚度均值呈增大趋势.研究结果可为高速重载齿轮系统准确高效的动力学分析提供理论依据.     

弧齿锥齿轮的动态特性分析

应用修改移植的微机MCSAP程序,计算了弧齿锥齿轮的动态特性。其计算结果与实测值相符。并讨论了不同单元对动态计算的影响,最后给出了弧齿锥齿轮工作中的行波共振转速,为分析弧齿锥齿轮动态特性提供了一条有效途径,为进一步分析弧齿锥齿轮行波动力响应打下了基础。     

钢/塑齿轮组合行星传动系统的振动与噪声特性(英文)

为了深入了解钢质行星齿轮传动系统引入塑料齿轮后的振动和噪声特性,建立了钢/塑齿轮组合行星传动的动力学分析模型和实验模型,对4钢/塑齿轮组合行星传动系统的振动与噪声特性进行了理论分析与试验研究,分析了组合方式对行星传动振动特性的影响.数值仿真与实验研究结果表明:塑料齿轮的引入对行星齿轮传动的振动特性影响很大,显著地减小了太阳轮与行星轮和内齿圈与行星轮的啮合动载荷;有效地抑制了行星齿轮传动的齿轮啮合频带振动和高频带振动;组合方式对行星齿轮传动的振动特性影响显著,合理地采用钢/塑齿轮组合行星传动结构可以极大地降低啮合动载荷,从而有效地抑制了传动系统的振动和噪声.研究成果对降低工程机械中传动系统的振动和噪声具有一定的应用价值.     

钢／塑齿轮组合行星传动系统的振动特性

为了解钢质行星齿轮传动系统引入塑料齿轮后的振动特性,建立了钢/塑齿轮组合行星传动的动力学分析模型和实验模型,对4种钢/塑齿轮组合行星传动系统的振动特性进行了理论分析与实验研究,分析了组合方式对行星传动振动特性的影响.数值仿真与实验研究结果表明:塑料齿轮的引入对行星齿轮传动的振动特性影响很大,显著减小了太阳轮-行星轮和内齿圈-行星轮的啮合动载荷,有效抑制了行星齿轮传动的齿轮啮合频带振动和高频带振动;组合方式对行星齿轮传动的振动特性影响显著,合理地采用钢/塑齿轮组合行星传动结构可以极大地降低啮合动载荷,从而显著地降低传动系统的振动和噪声.     

双圆弧齿轮接触有限元分析离散化网格自动生成算法

根据双圆弧齿轮面啮合分析，提出了一种接触有限元离散化网格的自动生成算法，其特点是可以精确计算啮合齿面的初始间隙，实现可能接触区网格的自动调整，不仅可以提高计算效率，而且可以提高齿轮接触问题的分析精度。     

斜齿轮时变啮合刚度算法修正及影响因素研究

针对势能法计算斜齿轮时变啮合刚度精度不足问题,提出一种刚度修正算法.考虑端面重合度大于或小于轴向重合度两种情况下单齿接触线长度的不同表达形式,建立齿根圆与基圆不重合时的变截面悬臂梁模型,采用切片法和积分思想推导并计算了斜齿轮啮合刚度,通过与ISO算法和有限元法对比分析,验证了该修正算法的可行性.在此基础上,探讨了螺旋角、模数、齿数、齿宽和压力角等参数对啮合刚度的影响.计算与分析表明,啮入段的相对时间与端面重合度和轴向重合度大小及比重有关;齿轮基本参数的变化引起重合度和单齿啮合刚度的改变,进而影响综合啮合刚度波动值和均值;当端面重合度或轴向重合度在整数附近时,啮合刚度波动值较小,而总重合度在整数附近时,啮合刚度波动值较大.与传统势能法相比,修正算法提高了斜齿轮时变啮合刚度的计算精度,在斜齿轮刚度激励的准确计算方面具有较强的实用性.