等距螺旋锥齿轮的精确建模与金属粉末注射成型工艺试制

等距螺旋锥齿轮作为一种新型锥齿轮,其螺旋齿面具有法向等距的特点,适用于金属粉末注射成型工艺批量化生产。根据坐标变换理论推导出球面渐开线和等距圆锥螺旋线的参数方程,再基于齿面形成原理建立齿面数学模型;在MATLAB中对齿面数学模型编程计算出齿面离散点坐标,并通过UG逆向工程完成等距螺旋锥齿轮的精确建模;利用ANSYS仿真分析等距螺旋锥齿轮的啮合接触,得出齿轮的传动性能;最后通过金属粉末注射成型工艺完成等距螺旋锥齿轮的试制。研究结果表明,齿面数学模型结合离散点逆向建模可确保模型的精度,金属粉末注射成型工艺可用于等距螺旋锥齿轮的批量化生产。

含有不同裂纹类型的弧齿锥齿轮副啮合特性分析

在重载和交变载荷工况下,弧齿锥齿轮易产生齿根裂纹导致轮齿断裂,需明晰裂纹对啮合特性的影响机理,为故障诊断提供理论基础.利用ANSYS软件对弧齿锥齿轮齿副进行静态接触仿真分析.通过单元节点替换的方法设置了多种裂纹类型的故障模型,探讨了裂纹对弧齿锥齿轮副啮合特性的影响.研究结果表明:当轮齿接触椭圆移动到轮齿裂纹区域,啮合刚度随着裂纹的严重程度增加而逐渐下降,平面裂纹工况、空间裂纹工况和断齿工况的刚度最大下降量分别为27.58%,14.12%,32.82%.轮齿啮合的接触椭圆位置、裂纹位置以及深度会使齿面接触应力以及齿根弯曲应力产生不同的增减趋势.

螺旋锥齿轮传动系统啮合错位分析方法

准确分析载荷作用下螺旋锥齿轮传动系统啮合错位情况是进行齿轮齿形优化设计的基础。当传动轴结构复杂时采用梁单元模型求解轴的变形差异较大,会导致齿轮副啮合错位分析不准确,针对这一问题,文章提出一种基于实体有限元法的分步螺旋锥齿轮传动系统啮合错位分析方法。首先,建立传动轴实体有限元模型,并将轴承刚度耦合于传动轴上;其次,在齿轮轴上施加等效齿轮副啮合力分析轴变形情况;再次,结合主被动齿轮轴的变形情况分析齿轮副的啮合错位量;最后,考虑齿轮副的啮合错位状态构建轮齿的加载接触分析有限元模型,分析齿轮副的啮合印痕偏移及传动误差变化情况。将该方法与构建的包含齿轮、轴和轴承的传动系统全有限元分析模型进行了对比,表明采用该方法分析得到的齿轮副啮合错位状态与全有限元模型十分吻合、分析效率显著提升。

第3代新型低碳高合金钢弧齿锥齿轮失效分析

在中央传动调试试验中发生主动弧齿锥齿轮轮齿断裂故障,并连带其他部件产生不同程度损伤。主动弧齿锥齿轮整个圆周的接触印痕偏向小端一侧、靠近齿底,从动弧齿锥齿轮接触印痕分布在小端齿顶部位,印痕已不完整、局部超出工作面。为了排除15Cr14Co12Mo5Ni2钢弧齿锥齿轮试验中发生的断裂故障,对齿轮进行宏观检查、断口分析、组织检查、硬度测试、成分分析、啮合印痕仿真分析与验证,确定了故障齿轮断裂的性质和产生原因。结果表明:主动弧齿锥齿轮为高周疲劳断裂,疲劳起源于小端面与齿凸面根部转接棱角部位,与材质与冶金缺陷无关;在工作过程中存在异常咬合是导致该齿轮产生早期疲劳开裂的主要原因。建议优化齿面加工参数,提高齿轮工作过程中的咬合质量,从而避免此类故障再次发生。

计入线外啮合的弧齿锥齿轮变速工况动力学分析

针对弧齿锥齿轮副的稳态和变速瞬态工况进行了研究。在稳态工况下,研究发现到齿轮副的振动位移、速度和动态啮合力表现出周期性波动的特征;在啮合周期的起始和结束位置,存在振动冲击现象;在时域分析中,动态啮合力的主要振幅在啮合频率(1916Hz)及其多个倍频处,最大振幅出现在5倍啮合频率处。在变速瞬态工况下,模拟了主动轮的匀速变速过程,观察了主动轮角速度随时间的变化。结果显示,变速瞬态引发更大振幅和动态啮合力波动。

螺旋锥齿轮的重合度与承载量的关系

为研究不同载荷下螺旋锥齿轮的重合度 ,运用弹性力学的方法 ,推导了任意载荷下螺旋锥齿轮重合度的计算式 ;通过在齿根贴电阻应变计 ,测量了在不同载荷下螺旋锥齿轮的重合度。理论分析和实验结果指出 ,螺旋锥齿轮的重合度是随着载荷而增大的 ,空载时为 1 ;非满载时 ,与提出的公式相吻合 ;满载时 ,可用传统的公式计算。

高齿弧齿锥齿轮的承载啮合仿真和动态性能试验

研究了高齿弧齿锥齿轮和普通弧齿锥齿轮的加载接触过程 ,对比了二者在载荷作用下的齿面载荷分布、齿面加载接触印痕和承载传动误差 ,计算了齿根弯曲应力。在台架试验台上测定了高齿弧齿锥齿轮和普通弧齿锥齿轮的噪声和振动量 ,实验证明高齿弧齿锥齿轮齿面载荷分布合理 ,弯曲应力较小 ,具有较低的噪声和较好的动态特性。

弧齿锥齿轮的高重合度设计

针对航空和汽车弧齿锥齿轮对强度、动态性能和可靠性的特殊要求 ,提出了高重合度弧齿锥齿轮的设计方法。这种设计是通过增加工作齿高和调整齿面啮合路径方向以及优化加工参数实现的。结合弧齿锥齿轮的实际工况 ,提出了在不同载荷和安装误差下 ,实际重合度的综合分析方法 。

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.

弧齿锥齿轮几何传动误差的设计与分析

提出基于传动误差设计的概念和方法。通过TCA和LTCA对传动误差曲线的设计进行啮合仿真分析的结果表明 ,根据工作载荷合理地确定传动误差转换点处的幅值与总的幅值 ,可降低弧齿锥齿轮对误差的敏感性 ,可使工作载荷下传动误差波动幅值最小 ,同时可有效地避免或减轻边缘接触。

双圆弧弧齿锥齿轮技术的研究现状

概述近年来弧齿锥齿轮设计与啮合理论、轮齿接触分析、动力学等方面取得的进展,对双圆弧弧齿锥齿轮研究现状进行了综述,并对今后的研究作了展望。

混合弹流润滑下弧齿锥齿轮传动啮合效率计算方法

齿轮的实际润滑状态为兼具完全弹流润滑和边界润滑的混合弹流润滑。通过推导混合弹流润滑下齿轮的平均滑动摩擦因数,结合弧齿锥齿轮的几何接触特性与承载接触特性,计算其瞬时接触椭圆长轴上各点的滑动摩擦功率损失,拟合了啮合周期内的滑动摩擦功率损失函数,经过积分运算得到了混合弹流润滑下弧齿锥齿轮传动的啮合效率。通过与格利森公司计算锥齿轮传动啮合效率的方法对比分析,表明该方法计算正确且精度高。

裂纹对弧齿锥齿轮扭转啮合刚度影响分析

运用Pro/E软件建立无裂纹和含裂纹弧齿锥齿轮完整的三维接触模型,并基于有限元分析软件ANSYS对模型进行仿真模拟与数值计算,分析两种运行状态下,不同接触位置上的扭转啮合刚度。仿真结果表明:裂纹使弧齿锥齿轮的扭转啮合刚度变化更加剧烈。

对数螺旋锥齿轮的研究现状和发展趋势

概述了近年来对数螺旋锥齿轮设计与啮合理论、三维建模与加工制造、轮齿检测分析等方面取得的进展,对对数螺旋锥齿轮研究现状进行综述,并分析了其中的不足以及后续发展方向。

弧齿锥齿轮的一种新型精确设计方法

提出了一种与加工方法无关的弧齿锥齿轮的精确设计方法。依据齿轮啮合基本定理,把弧齿锥齿轮的齿面作为空间自由曲面来处理,以球面渐开线及螺旋渐开面为基本数学手段推导出完整的设计算法并依据此方法做出三维实体造型。

螺旋锥齿轮啮合热特性分析

在对螺旋锥齿轮啮合方程进行分析的基础上,采用"自底向上"的实体建模方法和八节点六面体等参元,建立其三齿的有限元分析3-D模型,并基于热传导理论,建立了螺旋锥齿轮啮合的本体稳态温度场;由此,对热和结构两个物理场进行耦合,仿真分析了螺旋锥齿轮啮合过程热应力和热变形。结果表明,螺旋锥齿轮副多齿啮合时,其中一个齿的啮合中心处稳态温度较高;最大热应力与热变形不在啮合中心,而是分别在靠近啮合中心的齿根和齿顶部位。

基于分段间隙函数的螺旋锥齿轮时变啮合参数分析

刚度和阻尼等啮合参数是螺旋锥齿轮非线性振动的主要影响因素。考虑啮合刚度和啮合阻尼的时变性,采用二次谐波形式展开,建立了螺旋锥齿轮副振动平衡方程。基于不同啮合状态下间隙函数的变化,研究了啮合刚度及啮合阻尼在三种啮合状态下对螺旋锥齿轮副啮合特性的影响规律。采用Matlab进行分析,给出了平均啮合阻尼、谐波啮合阻尼、主谐波啮合刚度和次谐波啮合刚度对啮合点振动位移的影响曲线。结果表明增大平均啮合阻尼和降低主谐波啮合刚度会降低振动位移峰值,提高齿轮传动平稳性。

我国锥齿轮技术的现状和发展动向

对锥齿轮技术的发展状况和发展方向的系统研究 ,是促进锥齿轮工业进一步发展和系统研究的重要基础。本文就锥齿轮的设计 ,加工和材料三个方面进行了系统的论述 :非零变位和局部综合法代表了当前先进的设计方法 ;局部综合法在数控加工中的应用是获得高啮合性能的必要手段。优质碳素钢 ,复合材料和工程塑料等多种材料的应用是扩展齿轮应用领域的必要保证。最后本文指出锥齿轮的发展趋势是 :绿色制造、低噪声。

直齿锥齿轮有限元映射网格自动生成与应力分析

直齿锥齿轮齿面的加工误差或者微米级的齿面的设计修形量就能改变了直齿锥齿轮的齿面啮合性能。因此,建立精确的齿轮有限元模型是准确分析齿面啮合性能的关键。进行研究了精确的直齿锥齿轮有限元映射网格的建立方法。通过建立齿面刨齿展成加工法的数学模型,精确计算齿面点坐标构造节点。在旋转投影面划分网格,并将其映射到齿面上构建六面体八节点单元,这种直齿锥齿轮轮齿有限元模型可通用于有限元分析软件。将建立的有限元模型信息导入到ANSYS中进行齿面应力分析,计算得到的齿根弯曲应力与经验公式对比,结果基本一致。

对数螺旋锥齿轮有限元接触分析前处理

对数螺旋锥齿轮动态接触分析的必要前提就是建立精确的有限元分析模型。在Hyper Mesh有限元前处理环境下,对对数螺旋锥齿轮的网格选择和划分方法进行研究,并在普遍采用的单齿网格划分方法的基础上提出一种新的单齿网格划分方法,提高了六面体网格的质量。对对数螺旋锥齿轮动态接触分析中的关键问题进行分析和研究,从而建立该齿轮精确的动态啮合有限元分析模型,为客观、真实地模拟对数螺旋锥齿轮动态啮合性能提供了必要的前提条件。