高接触比螺旋锥齿面修形方法及动态特性研究

为抑制高接触比螺旋锥齿轮传动的振动,提出一种新的高阶齿面修形方法。根据高接触比螺旋锥齿轮的啮合特点,提出一种新的修形曲线,采用辅助齿面修形方法生成高阶修形螺旋锥齿轮。在考虑齿变形的情况下,计算了高阶修正弧齿锥齿轮传动的载荷传递误差和啮合冲击,在此基础上建立了降低高接触比螺旋锥齿轮传动的载荷传递误差和啮合冲击的优化模型。仿真结果表明:与二阶修形弧齿锥齿轮相比,高阶齿面修形方法不仅可以有效降低高接触比螺旋锥齿的载荷传递误差、啮合冲击和动态负载系数,而且可以提高其在全速范围内的动态性能。

齿廓修形对行星减速器啮合干涉现象影响的研究

为消除行星减速器齿轮副啮合干涉现象,以某渐开线行星减速器中单级行星齿轮为对象,以行星齿轮级传动误差、s-p啮合副啮合接触性能和齿轮副接触应力为修形评价指标,研究了其太阳轮和行星轮的齿廓修形参数对该齿轮传动性能的影响。研究表明,与未修形时相比,当对太阳轮和行星轮进行修形后,行星齿轮级传动误差、齿轮副接触应力、s-p啮合副啮合接触性能及齿轮传动的稳定性都有了极大的改善。针对齿轮修形参数的对比分析发现,当修形量在(16±4)μm(太阳轮)和(11±4)μm(行星轮)时,各项指标都达到了最优,对提高行星齿轮的传动性能和行星齿轮的修形加工具有一定的参考意义。

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。

可齿向修形的高效齿轮磨削方法研究

通过对现有磨齿加工工艺的研究,文章提出了一种可实现齿向修形的新型磨削工艺,通过在倾斜安装的立方碳化硼磨盘对齿轮齿面进行磨削,基于Vericut加工仿真验证,该磨削方法可以实现齿轮的齿向修形并全齿宽磨削齿面。利用仿真后的齿轮进行齿轮副齿面接触分析,得到接触区间主要分布在齿面中间部分区域,可有效减小齿轮副啮合偏载,提升齿轮传动的平稳性。根据磨盘磨削轨迹与被加工齿轮节圆切平面的几何位置关系,构建鼓形量控制调节模型,得出鼓形量可由立方碳化硼磨盘的安装角度进行控制,能够保证齿向修形量的准确性与稳定性。

RV减速器摆线轮齿廓修形对温度的影响

为分析摆线轮啮合过程中的温度特性,研究不同修形方式对摆线轮温度的影响规律,考虑摆线齿轮常用的3种组合修形方式,以相同的径向间隙为前提,对比分析摆线轮修形前后的接触应力与摩擦热量在轮齿上的分布情况。利用有限元分析,计算出修形前后温度场中的温度分布情况。结果表明:对摆线齿轮进行齿廓修形可以有效降低齿轮的稳态温度,组合修形中降温效果最佳的修形方式为正等距+正移距修形;单齿上温度梯度的密集程度随着啮合范围的减小而增大;摆线轮修形前后瞬时摩擦热量的最大值不受影响,峰值所处的位置会发生变化,而周期摩擦热量的峰值位于轮齿的同一啮合相位角上,但数值会随着轮齿受到的压力的增大而增大。

大功率变速箱单级行星齿轮系修形设计及仿真验证

以某大功率变速箱单级行星齿轮系为研究对象,采用KISSsoft软件进行齿轮修形设计。在修形后太阳轮和行星轮的齿面安全系数和齿根安全系数都得到提高,轮系啮合传动的重合度和胶合安全系数也有相应的增加,修形方案改善了齿轮在啮合过程中的齿面点蚀、胶合现象,提高了啮合过程中的安全性和稳定性。采用ANSYS Workbench与Hypermesh软件联合仿真结果表明:行星齿轮系的应力主要分布于太阳轮啮合时的齿根处、内齿圈啮合时的齿根处和行星轮啮合时的齿根处,最大等效应力为338.84 MPa,小于材料的许用应力,修行后的设计方案合理。

基于MASTA的大速比减速器齿轮综合修形优化设计

为了优化某大速比减速器斜齿圆柱齿轮传动系统的振动噪声水平,通过MASTA对其一、二级齿轮传动进行啮合及振动噪声仿真分析,发现存在偏载、应力集中、振动噪声较大等问题,存在较大的传递误差。以减小传递误差与齿面接触应力为目标,进行齿面修形优化设计,建立齿面修形优化模型并求解,采用MASTA对修形后模型进行分析,并对其样机进行噪声试验,验证齿面修形的有效性。结果显示:MASTA分析结果符合理论分析,仿真方法准确,修形后齿轮的接触应力和传递误差均明显减小,接触斑点分布均匀,振动噪声明显降低,且一级齿轮传动比二级齿轮传动效果更明显。可见此优化设计方案对减速器减振降噪具有较好的效果,为此类减速器齿轮设计提供理论参考。

基于弹流摩擦副刚度的直齿轮修形研究

首次在直齿轮修形时考虑了弹流润滑的影响,提出用齿轮弹流摩擦副啮合刚度取代传统齿轮啮合刚度计算最大修形量进行齿轮修形的新方法。基于弹流润滑理论,将弹流油膜简化为线性化的弹簧阻尼,建立了线接触摩擦副的摩擦学―动力学耦合模型,运用数值方法求得齿面弹流摩擦副刚度;采用ISO齿轮啮合刚度定义分别计算出齿轮的啮合刚度和齿轮弹流摩擦副啮合刚度,并基于两种不同的齿轮啮合刚度计算最大修形量,进行齿轮修形;通过Creo分别建立了标准齿轮、ISO方法修形齿轮、基于弹流摩擦副啮合刚度修形的齿轮啮合模型,运用Adams和Romax对3种齿轮副的动态啮合力、角加速度和传动误差进行了仿真和比较,并将基于弹流摩擦副啮合刚度计算的最大修形量和一些工程实际修形齿轮的修形量进行了对比。结果表明,计入弹流润滑影响后,齿轮刚度明显降低,导致齿轮最大修形量增大,且基于弹流摩擦副刚度的修形效果优于ISO方法的修形效果,齿轮动力学性能和传动性能改善明显,并且修形量的理论计算值也更贴近于工程齿轮的实际修形量。

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。

基于最佳逼近原理的摆线轮实际修形量计算

摆线轮修形量大小是影响加工误差评价的重要因素。针对组合修形方法设计加工的摆线轮,在修形量未知的情况下,提出了一种反求实际修形量的方法。通过分析摆线轮齿廓组合修形方法,以法向误差平方和为目标,构建最佳逼近齿廓计算模型,利用修正鲍威尔法求解模型,获取摆线轮实际修形量。通过对实际加工摆线轮的齿廓测量计算,验证了此方法的可行性,为修形量未知情况下的摆线轮误差评价提供了新的途径。

RV减速器摆线轮齿廓多目标修形的优化与研究

在RV减速器的修形过程中,存在难以保证RV减速器承载能力和传动精度能够综合提升的问题,且以往关于修形的研究大多数都是单目标修形,为此,提出了一种以RV减速器承载能力和回差为目标的优化方法,并使用RV减速器综合性能检测台对修形后的RV减速器进行了回差动态实验。首先,考虑了摆线轮修形后的齿廓方程以及修形所需要RV减速器的具体参数,并对标准摆线轮产生的接触力进行了分析;然后,确定了摆线轮和针齿最大接触力的位置,得出了摆线轮齿作用力的计算方法;比较了摆线轮与针齿之间的初始啮合间隙以及摆线轮与针轮变形量的大小,对同时啮合的齿数进行了判断,采用MATLAB迭代计算的办法,计算了准确的最大接触力,并使用赫兹公式算出了最大接触力;最后,分析了不同的修形方式对回差的影响,并建立了多目标优化模型,采用改进后的NSGA-Ⅱ算法gamultiobj遗传算法进行了寻优,求解得到了最小适应度下的较优修形量;为验证该修形方法的准确性,使用RV减速器综合性能检测台对修形后的RV减速器进行了回差动态实验。研究结果表明:经过优化后摆线轮齿间最大接触应力相较于等距修形和移距修形分别降低了11%和13%,优化后的回差为0.013′,回差相较于等距修形和移距修形均得到了提高;以承载能力和回差为优化目标的多目标修形能够较好地解决RV减速器综合性能提升的问题。

随机齿侧间隙下行星齿轮系统的修形方法研究

建立一个包含随机齿侧间隙、摩擦、时变啮合刚度等影响齿轮振动因素的行星齿轮系统动力学模型.使用非线性动力学方法对系统进行求解,并分析激励频率对系统的影响.提出修形的主动降噪措施对系统进行改进,重新计算行星齿轮系统的动力学方程.求解并分析激励频率对改进之后系统的影响,并和原始系统得到的结果对比,可以看出修形对于齿轮系统的减振是有效的.

基于刚度等效与实体混合的三排圆柱滚子轴承力学模型与修形设计

三排圆柱滚子轴承具有尺寸大,套圈变形大,滚子多,转速低等特点,需要综合考虑套圈变形以及复杂接触进行轴承接触力学特性分析与修形设计来提高轴承疲劳寿命。针对三排圆柱滚子轴承接触对数量多,计算量大等问题,考虑大型套圈变形提出了基于刚度等效与实体混合的三排圆柱滚子轴承力学模型,其中内、外圈采用有限元,与滚子接触采用非线性弹簧模型与实体有限元模型混合方式,并通过实例将等效模型与整体有限元模型、接触有限元子模型进行对比分析,结果表明:等效模型与整体有限元模型滚子法向接触载荷计算误差在7%以内,且计算效率大幅提升。基于等效模型开展滚子修形设计研究,主推滚子的最优修形方式为对数修形,最优对数修形量范围为0.09~0.13 mm,并且第1列主推滚子的修形量应大于第2列主推滚子。

圆柱滚子轴承内外圈相对倾斜时的应力和修形研究

采用Romax Designer工程分析软件对兆瓦级风力发电机组齿轮箱进行整体建模,应用滚动轴承理论和切片法基本思想,对圆柱滚子轴承在内外圈相对倾斜情况下的接触应力分布进行分析,并对滚动体修形效果进行研究。研究结果表明,随着内圈相对于外圈倾斜量的增大,滚子与套圈间的最大接触应力增大。无论内圈相对于外圈倾斜量的大小如何,适当的凸度量对数修形都可以有效减小滚子与套圈间的最大接触应力。内圈相对外于圈倾斜量越大,修形最优凸度量也越大。研究结果可以为兆瓦级风力发电机组齿轮箱圆柱滚子轴承的优化设计提供参考。

纯电动汽车高速齿轮传动全工况抑振修形方法

为改善纯电动汽车齿轮传动在整个工况范围内的工作性能,提出一种计及负载扭矩和转速工况影响的齿面修形方法.考虑时变啮合刚度、啮合冲击、齿面摩擦激励,建立了系统动力学分析模型.结合轮齿几何接触分析和承载接触分析,采用遗传算法优化获得全工况最优的齿廓、齿向抛物线修形系数,并对比分析了不同修形方案的抑振效果.结果表明:计及工况影响的齿面修形在全工况下的振动加速度均方根都保持在较低水平,说明这一齿面修形策略具有更好的全局抑振效果.

滚动体两端修形长度和深度的检测方法

通过对滚动体修形坡长、坡深的检测方法的研究,实现对滚动体修形长度和深度的精确检测,提高滚动体的加工质量。

含随机性误差的实际修形齿面静态啮合性能统计分析

齿轮修形是目前国内外广泛应用的减振降噪首选技术,通过修整标准渐开线齿面形状,补偿变形和加工误差产生的齿轮传动误差及啮合冲击,可以很好的改善齿轮传动性能。但目前的修形技术主要针对理想齿面,未考虑制造误差,实际批量生产的齿轮不可避免产生随机制造误差,4级以下误差数值量级可能达到修形量的20%~50%,严重干扰了修形效果。本研究拟基于实际修形齿面啮合仿真模型,对考虑随机制造误差、随机安装误差的修形人字齿轮副进行静态接触分析,统计分析齿轮副的静态啮合性能的不确定性。从而,实现针对含随机性误差的实际修形齿面啮合性能的量化分析,准确预测修形设计方案的实际修形效果。

齿轮齿形修形的设计与方法

介绍了齿轮齿形修形量的设计计算及几种齿形修形方法

二级斜齿圆柱齿轮传动齿向综合修形优化研究

轮齿修形是改善齿轮传动性能的有效措施之一。以某二级斜齿圆柱齿轮减速器为对象,通过静强度分析和传动误差分析,发现高速级齿轮的接触强度安全系数偏低,存在齿面点蚀的危险;传动误差方面,低速级传动误差相对较大。为改善传动性能,考虑采用齿向鼓形修形及齿向斜度修形相结合的综合修形措施。基于Romax Designer软件,选择遗传算法对齿向综合修形进行了优化研究,得到了相应的优化修形方案。修形后的分析结果表明:接触强度安全系数有所增大,传动误差也有明显减小。

基于齿轮微观修形的行星减速器减振降噪研究

为改善某工厂的全自动攻丝机用行星齿轮减速器的振动噪声问题,并提升攻丝机的攻丝精度和使用寿命,对全自动攻丝机用减速器进行传动接触斑点试验,并利用Romax软件对减速器进行仿真,试验与仿真分析结果显示啮合齿轮副存在明显偏载问题。针对上述分析,提出基于遗传算法的齿向修形、渐开线修形及齿廓修形等复合齿轮微观修形优化方案;对修形优化后减速器重新建模仿真,并搭建行星齿轮减速器振动、噪声检测试验台,对修形前后减速器样机进行试验测试。结果表明:修形后减速器啮合时的偏载问题得到明显改善,齿面峰值载荷降低11.75%,最大接触应力降低29.62%,传动误差降低35.71%,减速器整体的振动噪声显著降低。