修形斜齿轮成形磨削中齿廓精度补偿方法

建立了斜齿轮齿廓修形的坐标方程与成形磨削砂轮修整的几何算法,优化出齿廓修形后的砂轮截面廓形;通过数值模拟分析,得到了机床位置误差与齿廓偏差之间的耦合关系;编制了成形磨削齿廓精度调整软件,计算出斜齿轮修形与之对应的成形砂轮廓形和齿廓精度调整参数。通过修形斜齿轮的成形磨削试验,验证了砂轮廓形修整的正确性和齿廓精度调整的有效性。

基于数值包络法的谐波齿轮传动共轭齿廓设计方法

针对谐波齿轮传动中S形齿廓存在的啮合区域优化问题,提出一种有效边缘点共轭齿廓的设计方法,避免了S形齿廓方程复杂导致的无法求解问题。以S形齿廓的凸齿廓为啮合副基础齿廓,分别以传统间隙调整法与有效边缘共轭点法设计了柔轮、刚轮的齿廓,并在平面数值分析、有限元模型中对比分析了两种设计方法所得齿廓的啮合特性与接触应力。研究结果表明,有效边缘共轭点齿廓设计方法可以同时实现二次啮合和两点啮合,增大了啮合角度以及啮合弧长;整圈啮合齿对数增加了15.78%,有55%的柔轮齿参与啮合,提升了谐波齿轮传动负载性能;有效增大了接触区域,齿廓间的最大接触应力降低了24.36%,可有效降低柔轮和刚轮齿面间的磨损。

直线共轭内啮合齿轮传动的齿形参数研究

针对直线共轭内啮合齿轮副的特性,参照渐开线齿轮传动定义了直线齿廓外齿轮的基本参数,讨论了齿顶半角、压力角和最小齿数的关系,分析了直线齿廓上的压力角随齿高的变化规律,提出了直线共轭变位传动的概念。在此基础上,对齿廓上的啮合极限点进行了研究,计算了直线齿廓上可以参与啮合的线段长度。通过研究齿廓线段与对应啮合转角之间的关系,推导了重合度计算公式,保证在齿形参数设计时满足连续传动的要求。最后通过内啮合齿轮泵的工程实例,验证了直线共轭内啮合传动的齿形参数设计方法和齿轮副的啮合传动性能。

正交面齿轮的设计与插齿加工试验

根据面齿轮与渐开线圆柱齿轮的啮合原理,建立了面齿轮插齿加工的数学模型,推导了面齿轮的齿面方程,确定了面齿轮的最小内半径和最大外半径。设计制作了面齿轮插齿工装,在Y514型插齿机上进行了插齿加工试验。并在滚动检验机上进行了接触印痕检验。试验证明了,理论推导和计算结果的正确性,面齿轮插齿加工的可行性。

齿轮式机油泵齿形对流量特性的影响分析

建立了齿轮式机油泵不同齿形的齿轮模型,运用pumplinx进行了内流场仿真,分析了稳态流量和流量脉动的特性。研究表明:与直齿轮式机油泵比较,在低中转速时,其他齿形的齿轮式机油泵流量都低于直齿轮式机油泵的流量,但流量脉动有所降低,其中错位齿轮式机油泵降低的幅度最大,1 100r/min时降低了27%左右,2 700r/min时降低了35%左右。对直齿轮式机油泵的流量进行了实验测试,与仿真结果基本吻合,验证了齿轮式机油泵内流场模型的正确性,为机油泵的研发提供了技术支持。

基于Ideas的渐开线-双渐开线齿轮强度对比分析

利用Ideas软件的建模与仿真模块,建立了具有精确齿廓的渐开线齿轮副与分阶式双渐开线齿轮副的有限元分析模型,并对这两种齿轮在相同设计参数和相同加载力矩下的啮合情况进行有限元接触分析,求解出了这两种齿轮传动在不同啮合位置下的接触应力和弯曲应力,并作了对比分析.同时着重分析了分阶式双渐开线齿轮由于齿腰分阶对接触应力和弯曲应力的影响情况,为分阶式双渐开线齿轮这种新型传动应用于生产提供了理论依据.

面齿轮副小轮拓扑修形设计及啮合性能分析

为改善面齿轮啮合性能,设计了小轮齿廓、齿向修形曲线,将3次B样条拟合的修形曲面与小轮理论齿面叠加构造精确的拓扑修形齿面,建立了小轮拓扑修形面齿轮副TCA、LTCA计算模型,并试验验证了理论分析的正确性。算例分析表明:小轮拓扑修形能获得开口向下2阶抛物线几何传动误差,接触路径与齿根倾斜,较传统面齿轮副,有效重合度提高了约10%,容差能力提高了400%;各载荷下承载传动误差波动幅值均减小,齿面载荷分布变化均匀,轮齿进入和退出啮合时承受载荷变小。

计算机辅助椭圆齿轮的实体造型

采用椭圆齿轮节曲线上齿形中心的曲率半径作为当量齿轮的分度圆半径,从而直接引用圆柱齿轮齿形的设计方法,建立椭圆齿轮齿廓的齿形方程。通过VC编程,输入齿数、模数、偏心率后,实现椭圆齿轮其余参数、齿廓坐标值的自动计算和轮廓图形显示,并输出Pro/E实体造型所需的.ibl文件,借助于Pro/E强大的实体造型功能,完成椭圆齿轮的实体造型。

微线段齿轮基本齿形参数优化设计

提出了用正交回归法将优化设计的隐式目标函数 ,转化为显式目标函数的方法 ,建立了以微线段齿轮基本齿形参数为设计变量 ,齿根正应力为目标函数 ,以顶切、齿形畸变、齿顶圆压力角及零点数为约束条件的数学模型 ,给出了一组应用实例 ,用复合形法进行了计算 ,结果证明 ,效果明显。

剃齿加工齿形误差的研究

剃齿是齿轮高效的精加工方法,但剃齿加工中存在的齿形误差一直是研究的热点问题.通过分析剃齿加工过程的动力学特性,阐述了剃齿加工齿形误差产生和传递的成因,提出了剃齿加工的齿形精度是受剃齿啮合时的接触点数、剃前齿形误差传递、剃前齿形误差复映等多种因素所影响的,探讨分析了消除和减少齿形误差的工艺方法,对进一步分析剃齿齿形误差、剃齿刀修形和研究分析剃齿工艺、提高齿轮加工质量具有一定的指导作用.

通用双圆弧齿轮齿形计算分析系统

基于圆弧齿轮的形成原理和啮合原理 ,建立了适用于各类双圆弧齿轮的齿形和其滚刀齿形的计算分析系统 ,阐述了通用双圆弧齿轮齿形计算分析系统的总体结构和功能 ,以及用到的各关键技术。该系统为改善圆弧齿轮对中心度误差的敏感性而确立圆弧齿轮的合理齿形提供了一种方法。

偏置正交面齿轮的设计及插齿加工试验

针对偏置正交面齿轮的几何参数设计,根据齿轮啮合原理,建立了范成法加工偏置面齿轮的数学模型,推导了偏置正交面齿轮的齿面方程,分析了偏置正交面齿轮的根切和齿顶变尖现象,得出了相应的根切和齿顶变尖的限制条件。提出了偏置面齿轮的加工方法,设计了插齿工装,在Y514型插齿机上进行了插齿加工试验。在滚动检验机上进行了接触印痕检验。试验验证了理论推导和计算结果的正确性,偏置面齿轮插齿加工的可行性。

空天用泵轻量化的齿廓逆向设计方法及高形技术

为进一步提升空天用齿轮泵的容积效率及其轻量化.在现有渐开线齿廓的基础上,基于少齿数无根切加工方法,采用先极限后高形、先间接参数后基本参数的齿廓逆向设计方法,将高形齿廓分为高形无啮合、双齿啮合、单齿啮合的3大区域,并给出相应的参数化坐标方程;针对齿顶角2°、重合度1.1、齿数8的案例参数,展开极限转子、高形转子的形状系数和容积利用系数的计算与比较;且就高形齿廓的无啮合过渡曲线,给出了相应的改进措施.结果表明:极限齿轮的节圆压力角、齿顶压力角、形状系数、容积利用系数分别为23.37°,40.83°,1.213,0.391;高形齿轮的则为23.37°,44.33°,1.283,0.447,容积利用系数增效14.32%;高形无啮合齿廓、高形点与对偶转子上的基点、过渡曲线均会发生、可能发生干涉,提出避让用过渡圆弧的新方案,既能避免干涉又能简化加工.研究为其它泵类转子的轻量化设计,提供一种逆向的设计方法及进一步的高形技术.

双圆弧齿廓谐波齿轮传动优化设计方法

为了提高双圆弧谐波齿轮传动稳定性和承载能力。建立了双圆弧-直线柔轮齿廓方程,考虑柔轮变形后中线伸长的特点,研究了在啮合中柔轮变形转角位置精确计算方法,并运用曲线包络法和坐标变换获得刚轮齿形的数学模型。研究了沿齿廓法线精确获得齿侧间隙的方法,以得到最小齿侧间隙和最大有效啮合齿高为目标,建立了齿轮传动数学模型并进行优化求解,对谐波齿轮齿形参数进行优化和啮合仿真分析。结果表明:双圆弧谐波齿轮传动为双共轭啮合,齿侧间隙在优化后减小了30%,有效提高了双圆弧谐波齿轮传动的平稳性。

弧线齿面齿轮传动承载接触分析

推导了具有刀倾的刀盘形成弧线形产形齿条,进而成形加工弧线齿面齿轮的齿面方程;在弧线齿面齿轮及其相啮合的弧线齿圆柱齿轮几何接触分析的基础上,利用有限元方法,通过数学规划对面齿轮齿面承载接触进行了分析。算例仿真结果表明:在小齿轮轴外加扭矩为550 N.m条件下,齿面载荷在面齿轮齿面上分布均匀,承载传动误差幅值不大于5 arcsec,载荷在面齿轮齿根中点引起的拉应力较小。

曲线齿线圆柱齿轮啮合数学模型

参照圆弧齿线圆柱齿轮齿面方程的推导方法以及齿面组成特点,介绍了一类曲线齿线圆柱齿轮的齿面组成特点.采用齿轮啮合原理中的单参数曲面包络方法,运用坐标变换推导了曲线齿线圆柱齿轮的数学方程和共轭齿面方程的一般形式.以圆弧齿线圆柱齿轮的齿面方程推导为例,推导了圆弧齿线圆柱齿轮的空间啮合数学模型,并采用UG建模软件建立了圆弧齿线圆柱齿轮的3D模型,验证了该方法的正确性.研究结果为进一步开展新型齿线的设计、新型曲线齿线圆柱齿轮传动研究提供了理论基础.

直齿圆柱齿轮啮合刚度的影响因素及其规律性

通过对齿轮啮合刚度计算公式的数学分析,确定了直齿圆柱齿轮啮合刚度的影响因素及规律性,指出渐开线直齿圆柱齿轮的啮合刚度与齿轮模数无关。采用新的当量齿形刚度公式的计算结果进一步验证了本文所得刚度影响因素及规律的正确性,并表明了当量齿形对刚度计算结果的影响。

S型齿廓曲线齿轮的重合度研究

重合度是影响齿轮传动啮合性能的主要因素,是判断齿轮传动连续性及传递载荷均匀性的关键指标。S型齿廓曲线齿轮是基于提高齿轮接触强度而提出的一种新型齿廓曲线齿轮,为进一步探究其啮合性能,推导了S型齿廓曲线齿轮传动的重合度计算公式,讨论了S型齿廓曲线齿轮的重合度随齿数、模数、分度圆压力角及衍生系数之间的变化规律,并与相同基本设计参数下的渐开线少齿数齿轮作了对比分析。结果表明,S型齿廓曲线齿轮的重合度较同参数的渐开线齿轮有较大优势。

推杆针轮活齿传动齿形修形分析及优化

为了防止实际加工和装配过程中的误差导致的齿形干涉,使啮合副获得合适的齿侧间隙以改善传动性能,必须对推杆针轮活齿传动进行活齿齿形修形。本文分析了等距、移距、转角等修形方法获得的活齿的修形齿形特点,提出了“等距+移距”的组合修形适用于推杆针轮活齿传动的活齿修形。以回差大小作为修形齿形的评价标准,建立了修形齿形的回差数学模型。分析了“等距+移距”组合修形不同组合方式的回差,得到了推杆针轮活齿传动的齿形修形最佳组合方式为“负等距+正移距”。建立了以回差最小为目标函数的组合修形最佳修形量的优化模型,实例表明所提出的优化模型实用可行。

内啮合圆弧-摆线齿轮泵齿形研究分析

由内啮合圆弧-摆线齿轮泵的工作原理及内外转子的运动关系推导出内转子摆线齿廓的曲线方程,解决了内转子加工以及损坏后难于测绘的难题。实际应用表明效果良好,大大降低了测绘和加工难度,并且该齿廓方程有较广泛的适用性,对于新设计圆弧-摆线齿廓转子泵也有一定的应用价值。