时变啮合刚度作用下直齿与斜齿圆柱齿轮的振动特性分析

作为传递动力与能量的关键部件,齿轮系统在石油石化装备中有着十分广泛的应用。针对常用的直齿与斜齿齿轮传动系统,分别利用能量法与累计积分能量法建立了直齿与斜齿圆柱齿轮齿的变截面悬臂梁模型,对比分析了直齿与斜齿圆柱齿轮系统时变啮合刚度的基本特性。利用集中参数法,分别建立直齿与斜齿圆柱齿轮齿的弯扭耦合振动模型。利用Nemark-β数值积分法对模型进行了仿真求解,对比分析了时变啮合刚度作用下直齿与斜齿圆柱齿轮系统的振动特性。结果表明:直齿圆柱齿轮时变啮合刚度存在阶跃性突变,而斜齿圆柱齿轮时变啮合刚度波动较为平稳。由于直齿圆柱齿轮时变啮合刚度的阶跃性突变,直齿圆柱齿轮的振动幅值与冲击响应要远远大于斜齿圆柱齿轮。本文阐明了直齿与斜齿圆柱齿轮在时变啮合刚度及振动响应上的异同点,从动力学分析的角度揭示了斜齿圆柱齿轮系统传动平稳的内在机理,可为齿轮传动系统的减震降噪及结构优化提供理论基础。     

拱弧齿圆柱齿轮

圆柱齿轮传动是齿轮机构中应用最广的一种。目前 ,它有直齿圆柱齿轮 ,斜齿圆柱齿轮和人字齿圆柱齿轮三种形式。由于结构上的原因 ,上述圆柱齿轮都各自存在一定的缺点。直齿圆柱齿轮啮合传动时 ,两轮齿廊曲面的瞬时接触线是与轴平行的直线 ,所以在啮合传动过程中 ,一对轮齿沿着整个齿宽同时进入啮合和退出啮合 ,因而轮齿上所受的载荷是突然地加上和卸掉的 ,这使得直齿圆柱齿轮传动平稳性较差 ,容易产生冲击、振动和噪音 ,并对制造误差敏感性较大 ,此外 ,由于直齿圆柱齿轮传动的重迭系数较小 ,所能传递的载荷也受到影响。斜齿圆柱齿轮的主要缺…     

对称弧形齿线圆柱齿轮的真实齿面接触分析研究

针对传统的齿面接触分析(TCA)方法在分析宽度较大的重载齿轮时误差较大的缺点,提出了一种基于全齿面整个啮合过程的真实齿面接触分析新方法.通过建立检验真实齿面的干涉判据,利用一系列连续变化的柱面去截取啮合齿面,得到一族瞬时接触线,从而可对整个啮合过程的齿面接触情况进行分析.用此法对弧形齿线圆柱齿轮进行了实例分析,分析结果表明此方法是正确可行的.与传统的TCA方法相比,该方法不仅能更确切地反映真实齿面的实际接触斑点,还能直观地判断是否发生齿面干涉.     

弧齿圆柱齿轮理想几何参数及其加工方法

在分析多种类似弧齿圆柱齿轮的几何形状参数与加工方法后,提出理想的弧齿圆柱齿轮的几何形状参数,分析弧齿齿轮副齿面的啮合特征,并通过对齿面方程和啮合线方程的图形化直观地表达两齿面的啮合状态,得到弧齿圆柱齿轮理想几何参数是：弧齿圆柱齿轮凸齿面与凹齿面弧线半径必须相等,在轮齿的不同径向截面上分度圆处的周向齿厚相等、周向槽宽相等、压力角相等.在此基础上,提出渐开线弧齿圆柱齿轮的加工方法与平行连杆式加工装置.     

共轭曲线齿轮啮合管齿面的几何及接触特性分析

在已有共轭曲线齿轮研究的基础上,对一种新型高性能共轭曲线齿面——啮合管齿面的几何及接触特性进行了分析。基于空间曲线三棱形模型定义了啮合管齿面压力角,并讨论了该压力角对轮齿齿廓及啮合等的影响;利用齿轮几何学原理分析了啮合管齿面不发生根切的一般条件,概述了啮合管齿面诱导法曲率及诱导短程挠率的一般计算方法;提出了新型啮合管齿面避免啮合及曲率干涉的理论及方法;综合考虑齿面啮合的特点及常规方法的复杂性,提出了一种基于共轭曲线计算啮合管齿面滑动率的方法,并论证了啮合管齿面啮合具有共轭继承性,揭示了齿面啮合的本质及规律。研究结果表明,该啮合管齿面具有优良的几何及接触特性。     

数控强力刮齿加工锥齿刀刃形计算

针对强力刮齿加工的锥齿刀刀具刃形设计困难的问题,提出了一种用于加工渐开线齿形的锥齿刮齿刀刃形计算方法.根据交错轴空间啮合理论,建立内齿圆柱齿轮强力刮齿加工数学模型,推导并求解啮合方程式,得到刮齿刀齿面方程;对设计有前角的刮齿刀刃口廓形进行计算,得到锥齿刮齿刀的法面刃口曲线方程;以一种加工内直齿圆柱齿轮的锥齿刮齿刀为例,通过刮齿刀展成运动包络出的齿形和运动仿真分析,检查刀具规避干涉的能力,验证了该锥齿刮齿刀的计算方法准确可行.     

展成直齿圆柱齿轮过渡圆弧的啮合分析

基于展成直齿圆柱齿轮轮齿侧面的啮合分析,本文系统地导出了用齿条刀具展成直齿圆柱齿轮过渡圆弧的有关重要啮合公式,对进一步研究线接触啮合理论具有重要的指导意义.     

渐开线直齿圆柱齿轮侧隙的探讨

在总结分析国内外渐开线直齿圆柱齿轮侧隙和齿厚偏差标准的基础上,以寻求一种新的选择齿轮副侧隙和齿厚偏差的方法。文中最小极限侧隙的计算不仅考虑了啮合轮齿间油膜厚度和齿轮,箱体热膨胀对侧隙的影响,而且考虑了轮齿受载弹性变形对侧隙的影响。并利用弹流理论来研究啮合轮齿间油膜厚度,用有限元法来研究轮齿受载弹性变形。     

齿轮噪声产生机理及控制方法

齿轮传动是目前应用最为普遍的传动方式,渐开线直齿圆柱齿轮齿型加工比较容易,相对加工误差比较小,加工手段和加工方法多样,决定了其应用的广泛性。本文对渐开线直齿圆柱齿轮传动噪音与振动的产生原因以及如何采取相应的控制措施等方面作了分析,对其他不同啮合方式的齿轮传动也提供了借鉴。     

交错轴圆柱端面齿盘共轭齿面的数值计算方法

提出了一种简单且精确的端面齿盘齿面数值计算方法，可用简单的直线和平面曲面段变点的求取，来代替复杂的啮合方程、过渡曲线方程的推导和求解。该方法只需圆柱齿轮参数、偏置距和传动比，就可以同时完成共轭齿面和过渡曲面的精确计算，并得到圆柱齿轮和齿盘啮合的瞬时接触线。通过对瞬时接触线的图形显示和分析，该方法可以优化设计参数，将空间共轭曲面的求解转化为平面曲线的计算，无原理误差，且简明、易于实现。     

关于圆弧齿线圆柱齿轮变位的论证

本文根据啮合理论的知识,首先推导出圆孤齿线圆柱齿轮副与其中间齿条的齿廓啮合的基本方程式,进而导出其传动比表达式,并由此证明了圆弧齿线圆柱齿轮能够变位,但只能采用等量变位     

长齿廓齿顶修形对减速箱振动噪声影响研究

针对高速工况下电动汽车减速箱振动噪声过大问题,考虑长齿廓齿顶修形,并探究修形时长齿廓齿顶线性、圆弧、渐开线和折线圆弧曲线对减速箱整体性能的影响规律。基于扭转振动原理,建立斜齿轮非线性动力学模型,分析了4种典型曲线对齿面载荷、齿轮副时变啮合刚度、时变啮合力和减速箱声功率级敏感性的变化规律。结果表明：齿面载荷、时变啮合刚度和时变啮合力受修形曲线影响较大,各修形曲线均能降低箱体声功率级,其中,圆弧、渐开线修形对齿轮副时变啮合刚度和时变啮合力的波动有抑制作用,满足全频域降噪要求。折线圆弧修形后齿面载荷、特征频率处声功率级和平均声功率级降幅最大,满足减速箱高速工况下的减振降噪需求。     

外啮合渐开线直齿轮传动法隙计算

本对于外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动中心距略变大时非工作齿面法向齿侧间隙（以下简称法隙）的计算,提出了一种新的几何研究。给出了变位和标准两种传动型式此条件下的法隙计算公式,指出了此公式与贝洛格斯特雷塞公式的一致性。     

展成法磨削齿轮渐开螺旋面的理论验证

根据展成法磨齿工作原理和齿轮啮合原理,利用齿形法线法,从齿形方程和渐开螺旋面两个方面对锥面砂轮磨齿机正确磨削斜齿圆柱齿轮渐开螺旋面进行了理论验证,该验证方法及推导过程有助于理解采用齿条形刀具磨削齿轮的原理,同时为该加工方法提供了相应的理论基础.     

可展直纹面面齿轮传动的承载接触分析

为了研究可展直纹面面齿轮的承载接触特性，从而说明其与传统齿面的差异，建立了正交直齿面齿轮的可展直纹面表达式，因其相对传统齿面的偏差为微观量，为满足局部共轭条件，对该直纹面进行了双向修形，并令其与标准渐开线圆柱齿轮啮合；基于齿面接触分析和有限元承载接触分析，对比研究了两种传动比的修形直纹面和传统齿面的主曲率、几何(空载)接触特性、承载接触特性，结果表明：传动比较大时该直纹面与传统齿面具有几乎相同的几何特征与承载特性，传动比较小时边缘接触使得接触和弯曲应力大幅增加。因此，传动比较大时可展直纹面可替代传统齿面，提高其可加工性；将所提有限元法获得的传统齿面结果与文献实验结果进行了对比，结果表明：齿面接触应力、面齿轮齿根弯曲应力、圆柱齿轮齿根弯曲应力误差率分别为2.17%、12.33%、3.97%,满足计算精度要求，证明了所提计算方法的可靠性。     

一种双螺杆多相流混输泵型线的理论分析

对邢子文提出的双螺杆多相流混输泵专用型线的几何性能和密封性能进行了探讨,重点讨论了其啮合线、接触线长度及泄漏三角形面积的计算方法.通过对型线齿型密封性能的综合分析,认为不同齿型双螺杆泵的第2类密封条件可以有不同的表达式;该单头双螺杆多相流混输泵对称型线虽然不满足孟氏第2类密封性定律,但却是严格密封型齿型     

渐开线内啮合圆柱齿轮副的回差控制与补偿

为控制渐开线内啮合圆柱齿轮副的回差,对设计及制造过程中影响齿侧间隙的各误差因素进行分析、归类并量化。在认识各相关误差的形成机理与周期变化规律的基础上,考虑对各误差因素进行控制、补偿的可行性与最低成本控制,提出了齿侧间隙控制与补偿方法。包括基于等效变位齿轮的齿厚偏差补偿方法,齿轮变形协调设计,以及考虑各误差因素的最小侧隙啮合中心距设计计算公式。最后采用模数为1,内外齿轮齿数为45、40,精度等级为7级和6级的两对齿轮进行实验验证,试验结果表明采用该方法可将齿轮副的空程回差控制在3′以内。     

渐开线直齿圆柱齿轮多媒体CAI课件的研制

本研究利用多媒体计算机技术,研制了渐开线直齿圆柱齿轮多媒体CAI课件,在Windows95/98环境下,以Authorware5.0为主开发平台,采用AutoCAD、3DSMAX3.0及Miscrosoft Visual C++ 5.0为开发语言,实现了渐开线直齿圆柱齿轮齿廓范成二维计算机仿真以及参数化渐开线直齿圆柱齿轮内、外啮合传动、齿轮与齿条啮合传动的三维动画设计。课件具有较好的交互性、形象性、易用性、教学性,有助于提高教学效果。     

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.     

双联内锥齿轮和圆柱齿轮传动研究

计算和研究了双联锥形齿轮和圆柱齿轮啮合时的齿面接触线,并分析了啮合时的特点和性能。