微凸体对直齿轮接触特性及疲劳寿命影响分析

齿轮在加载循环过程中,粗糙表面微凸体接触会在齿轮次表面形成应力集中,形成初始疲劳裂纹,降低齿轮使用寿命.为了进一步研究直齿轮表面微凸体曲率半径、高度对表面弹塑性接触特性的影响规律,利用Hertz接触理论和粗糙表面形貌的Greenwood-Williamson理论,建立了粗糙齿面单微凸体法向正接触模型、粗糙齿面弹塑性接触模型和不同粗糙度的粗糙界面接触有限元模型,并验证了模型的正确性.通过模型结果与有限元结果分析得,增大微凸体曲率半径会使接触应力有所降低,微凸体越高所受接触应力越大,且微凸体高度对接触应力的影响大于微凸体曲率半径造成影响.根据模型所得结果利用基于多轴疲劳机理的Smith-Watson-Topper方法预测了不同粗糙表面疲劳裂纹萌生所需的加载循环次数.研究结果进一步丰富了对粗糙表面接触疲劳机理的研究.     

表面波纹度几何特征的分析

本文在分析表面波纹度和粗糙度几何特征的基础上,提出没有必要寻求一个截然分离表面波纹度和粗糙度参数的看法。采用文中提出的模糊数学分析方法,建立表面波紋度隶属函数的數学模式,并按数学模式设计的表面波纹度测量仪,它不仅能获得分离的波纹度成,而且能测得符合实际表面的波纹度值。     

滚齿加工中影响齿面粗糙度的原因及消除方法

系统介绍了在齿轮滚齿加工中，影响齿面粗糙度的各种原因及影响因素，通过对各种影响齿面粗糙度的原因分析，找出了滚齿加工中影响齿面粗糙度的原因及消除方法。     

基于高斯滤波法剪切作用下节理表面形貌演化

选取2类岩石节理试样进行3种法向应力条件下的剪切试验,采用高精度三维激光形貌仪Talysurf CLI 2000获取节理表面三维形貌图,并基于高斯滤波法,将原始节理表面分离为波纹度表面与粗糙度表面,通过计算节理表面粗糙度系数比(S)与表面磨损度(Ds),研究剪切作用下节理表面形貌变化规律。结果表明:起伏体的破坏使得波纹度表面和粗糙度表面的整体粗糙程度均出现明显下降;波纹度表面磨损度随着法向应力的增大而增大,而粗糙度表面磨损度在首次剪切后最大,且大于波纹度表面磨损度;法向应力较低时原始节理表面形貌变化主要取决于粗糙度表面,法向应力较高时节理表面形貌变化则由波纹度表面控制。     

基于齿面波纹度的齿轮啮合噪声分析理论

文章提出一种基于齿面波纹度的齿轮啮合噪声分析理论,通过对齿轮全齿面的拓扑测量、齿面波纹度分析,对比全齿波纹度图、高阶频谱图的阶次振幅大小与三维形貌图中啮合线、波纹线的接近程度,实现对高速低噪齿轮的噪声分析。基于齿面波纹度分析技术,弥补传统齿轮测量在精度一致时无法辨别齿轮啮合噪声的缺点,可在生产周期前期对故障齿轮进行筛选,降低检测成本;基于新能源汽车变速箱,分析输入轴齿轮批次更换时反复出现噪声的原因,对测量的拓扑数据进行波纹度计算。结果显示,齿轮右齿面存在鬼阶和整阶不良,推断在啮合时产生噪声,该分析结果与变速箱台架实验结果一致。     

磨削加工表面粗糙度理论模型修正方法

大多数计算磨削表面粗糙度的理论公式都是基于砂轮表面磨粒与工件表面的几何创成机理建立的.理论公式虽然计算精度较高,但由于对一些磨削条件的简化,特别是假定工件表面全部由切削过程完成而忽略了材料的塑性隆起变形对表面粗糙度的影响,使其计算结果往往小于实际表面粗糙度数值.分析了磨削加工表面塑性隆起对轮廓最大谷底高度的影响,提出了计算磨削表面粗糙度数值的塑性影响系数及其理论修正公式,并给出了理论计算与实验结果.     

催化剂波纹载体薄片的多齿滚压成形

为实现传统催化剂填涂方法在微反应器中的应用,提出一种波纹状的催化剂金属载体结构,并利用多齿滚压成形工艺来实现该载体薄片的快速加工,研究了滚齿和压紧力大小对薄片成形的影响.结果表明:压紧力与滚轮齿距有关,齿距越大,压紧力越小;使用齿距相同的滚轮组进行加工时,不锈钢薄片形成规则的波纹形状,且滚压层表面形成茸状粗糙的结构特征,便于催化剂的附着;利用溶胶涂镀方法可将催化剂紧密地负载在波纹薄片的表面.     

油润滑直齿轮的齿面磨损

高速重载齿轮常常工作在混合润滑状态,为了准确预测齿面的磨损程度,提出一种油润滑齿轮的磨损分析模型,使其能够在微观尺寸上对混合润滑齿面的磨损过程进行准确地描述.依据实测的齿面形貌特征生成非高斯粗糙面,将热-应力耦合分析结果作为混合润滑分析的工况条件和初始条件,研究一定工况下齿面的应力分布、润滑状态及磨损趋势,进而揭示了齿面磨损机理.结果表明:油润滑齿面磨损率受多重因素综合影响;粗糙峰的形状及分布方向会显著影响齿面的磨损程度;磨损率的预测结果与试验数据较为一致,表明混合润滑齿面的磨损预测方法具有实际工程意义.     

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.     

预应力淬硬磨削加工表面微观形貌仿真与实验

为了揭示预应力对磨削淬硬过程及表面微观形貌的影响机理,根据热弹塑性有限元理论,在不同大小的预应力作用下,以45钢试件为研究对象,使用DEFORM-3D进行单磨粒切削仿真,并结合预应力淬硬磨削实验,对等效应变、沟槽深度、表层微观组织及表面微观形貌进行分析.研究表明:施加预应力对热-机械等效应变影响较小,对微观组织转变影响明显,进而影响位错密度和晶粒体积,间接影响表面粗糙度;在预应力取值较小时,随着预应力增大表面沟槽深度减小,有利于减小表面粗糙度值,但在预应力超过某一数值后,会引起表面褶皱,反而使表面粗糙度数值增大.     

基于最大拉应变理论的共轭鼓形齿面裂纹研究

对基于共轭鼓形齿面裂纹痕迹的失效破坏现象，在裂纹的主要诱因是最大拉应变的理论下，利用三维弹性边界元法进行了理论研究分析，得出了裂纹痕迹随着轴间夹角的改变而变化的运动规律以及裂纹的起源、扩展形成机理．还对该鼓形齿联轴器在专用试验台架上进行了静态下的动态模拟实验．     

一种高性能重载齿轮的研究

在对斜齿轮和人字齿轮的优缺点进行分析的基础上，提出了一种新齿形的圆柱齿轮－对称弧形圆柱齿轮。根据刀盘参数，选用合适的刀倾角，采用新的展成法，圆满地解决了失配量的控制和加工这种齿轮的关键性问题。分析了在普通多轴联动数控机床上的加工原理，建立了数学模型。通过空间相对运动的分析，提出了各运动轴系数的确定方法，并对齿轮曲面方程及微分几何结构参数等进行了分析讨论。研究结果表明，这种齿轮具有弯曲强度高、运转平稳、无轴向分力等特点，可以预见，这种新型对称弧形圆柱齿轮是一种有希望的高性能重载传动齿轮。     

直齿剐齿刀结构设计与计算

针对剐齿发展的迫切需求,提出一种直齿剐齿刀结构及其参数计算的方法.首先简述了剐齿原理,进而提出直齿剐齿刀前、后刀面的结构形式.在明确刀具结构形式基础上,给出刀具参数及计算方法,并且推导出刀具的齿形误差.采用上述方法设计制造刀具,利用自行设计制造的数控剐齿机床进行实际加工,经Gleason Metrology Systems检测,工件齿形精度达7级,表明上述刀具设计方法有效、可行.     

渐开线齿形的精确计算与绘制

导出了由四部分组成的渐开线齿形曲线的坐标计算公式。这些公式应用于轮齿磨损量的测定及轮齿弯曲强度计算中.并给出 Auto CAD图形系统,绘出了齿轮图形,证明了计算公式的准确性。     

多功能CD320G-D型单啮仪

阐述了综合应用齿轮整体误差测量技术，计算机技术，误差分离技术，故障诊断技术和误差预报技术的多功能ＣＤ３２０Ｇ－Ｄ型单啮仪的一些具有特色的功能。这些功能包括齿形误差起测点的自动找定，凸形齿凸形量的测定及其形状误差与倾斜误差的分离，取值范围扣除齿顶部的齿形误差的测量、齿面轮廓度误差的测量及齿轮加工误差的大样本统计分析。给出了统计分析的数学模型以及测量和分析实例     

多功能CD320G-D型单啮仪

阐述了综合应用齿轮整体误差测量技术、计算机技术、误差分离技术、故障诊断技术和误差预报技术的多功能ＣＤ３２０Ｇ－Ｄ型单啮仪的一些具有特色的功能。这些功能包括齿形误差起测点的自动找定、凸形齿凸形量的测定及其形状误差与倾斜误差的分离、取值范围扣除齿顶部的齿形误差的测量、齿面轮廓度误差的测量以及齿轮加工误差的大样本统计分析。给出了统计分析的数学模型以及测量和分析实例     

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。     

传动链轮齿形的探讨——对国内有关链轮标准内容的商榷

本文对现行的主要国际标准及国家标准中有关链轮方面的某些规定提出异议、商榷,旨在完善和提高标准的质量。所研讨的主要内容有: 1.传功用链轮的Seating Curve具有特别重要的作用,它有别于其他用途的链轮。 2.论证了Seating Curve与压力角及最小齿数间的关系。从而证明了在ISO1275中规定的最少齿数为5是不妥的,因为那将导致压力角可能出现负值,而这是不容许的。 3.对最大齿廓形状与最小齿廓形状指出完整的概念。 4.对于链轮齿高的准确理解。 5.关于有关公差的准确要求问题。     

Ease-off拓扑修形准双曲面齿轮齿面数控修正

为了改善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设计与加工方法.预置传动误差及抛物线修形参数设计小轮法向自由ease-off拓扑修形曲面,建立小轮拓扑修形齿面模型,可以准确获得任意自由ease-off修形齿面的解析表达式.结合齿面承载接触分析(loaded tooth contact analysis,LTCA)方法,优化承载传动误差幅值(amplitude of loaded transmission error,ALTE)为最小,确定最优ease-off曲面参数,并推导其相对小轮理论齿面的目标修形量.基于刀具和计算机数控(CNC)机床各运动轴参数误差敏感性的齿面修正模型,分析各参数扰动对齿面误差的影响,进而确定合理的参数边界,以目标修形量误差平方和最小为目标函数,通过最小二乘法确定最优ease-off拓扑修形齿面的加工参数.结果表明:CNC机床各轴主要引起齿厚和对角修正,增加刀刃修正可以实现ease-off拓扑修形齿面的高精度修正,为高性能齿面自由ease-off修形设计与加工提供理论参考.