内凹刀盘加工的直齿锥齿轮齿面接触分析

为了在国产数控弧齿锥齿轮机床上采用内凹刀盘加工直齿锥齿轮,对使用内凹刀盘加工直齿锥齿轮的原理和齿面接触分析(Tooth Contact Analysis,TCA)方法进行了研究。基于内凹刀盘的加工原理和结构特点,建立了内凹刀盘加工的直齿锥齿轮的齿面数学模型,给出了相应的齿面接触分析方法;编写齿面接触分析程序,计算得到了齿轮副的接触斑点和传动误差曲线;通过实际的切齿加工和接触斑点检验,验证了齿面数学模型以及TCA方法的正确性。研究为锥齿轮加工参数及刀具参数的确定与啮合质量控制提供了理论依据。

非对称变位斜齿轮参数化建模和接触应力分析

为构建非对称渐开线变位斜齿轮精确模型并分析压力角对其接触应力的影响,根据齿轮啮合原理以及C#对SolidWorks二次开发,建立了从齿条刀具展成非对称渐开线变位斜齿轮的数学模型以及精确的实体模型;同时,采用有限元法分析其齿面接触应力,并与传统公式法计算的对称变位斜齿轮齿面接触应力进行了比较。研究表明,当一侧齿面压力角相同时,非对称变位斜齿轮一侧齿面接触应力与对称变位斜齿轮十分接近,接触应力随压力角变化的增减趋势基本一致,说明了非工作侧齿面压力角的变化对工作侧齿面接触应力的影响并不明显。因此,用来计算对称变位斜齿轮齿面接触应力的传统公式法同样可以近似计算非对称变位斜齿轮的齿面接触应力。该方法可为非对称渐开线变位斜齿轮的设计提供参考。

渐开线圆柱齿轮接触分析计算与仿真研究

为方便实现渐开线圆柱齿轮接触分析,开发出渐开线圆柱齿轮啮合接触分析和齿廓修形算法程序.采用渐开线直齿轮参数方程精准建模,获得齿廓接触点的曲率半径,在考虑实际载荷的情况下,改进了赫兹接触公式来求解齿轮啮合接触应力.为减缓齿轮啮合冲击,在算法程序中提供了5种齿廓修形方式及其修形后的接触应力分析方法.与行业公认的齿轮设计仿真软件MASTA计算结果进行对比.结果表明,该算法程序接触应力求解精度较高,相对MASTA平均误差约为5.04%,齿廓修形后的接触应力分布一致,验证了该算法程序的合理性.

齿轮轮齿承载接触分析(LTCA)的模型和方法

本文建立了齿轮承载接触分析（ＬＴＣＡ）的模型，考虑了误差条件下的齿面准确几何性态，以及由此产生的齿面间隙、齿间间隙，并用有限元柔度系数法计算了齿轮及其支撑的变形，有机地结合了齿轮的几何分析与力学分析。

齿轮齿面接触分析TCA技术及发展动态

通过对齿轮齿面接触分析TCA技术(利用电子计算机进行齿面接触区域的分析和修正)的研究,介绍了齿面接触分析TCA技术的基本原理、发展现状以及发展动态,阐明了TCA技术在现代工业生产中重要意义。

弧齿锥齿轮TCA接触印痕与传动误差协同求解方法研究

弧齿锥齿轮齿面接触分析(Tooth contact analysis,TCA)可以精确计算得到反映传动性能的重要评价指标接触印痕以及传递误差。然而由于存在强烈的非线性和数值耦合关系,导致求解精度差、效率低和稳定性差。因此,提出了一种同时考虑接触印痕与传动误差的TCA协同求解新方法。首先基于啮合原理进行齿面参数化表达,同时在三维坐标空间中利用旋转矩阵模拟齿轮副的啮合运动进行接触轨迹和传递误差求解;再根据数值齿面的曲率特征,进行接触印痕精确解析求解。算例结果验证了本文所提方法的可行性。

基于时变啮合刚度的修形齿轮承载接触分析

为了解决传统齿轮承载接触分析力学解析方法难以考虑齿廓修形的问题,以齿廓修形渐开线直齿轮为研究对象,基于时变啮合刚度,提出了一种齿轮承载情况下齿间载荷分配系数与齿面接触应力解析算法。通过对比齿轮承载接触时接触点在啮合线方向的变形量与修形量,提出修形齿轮单双齿啮合状态判定方法,并计算不同状态下的啮合刚度;推导修形齿轮的啮合力、刚度与变形的力学关系,建立各啮合齿对的齿间载荷分配系数计算模型,应用赫兹接触理论求解齿面接触应力;分别在不同修形高度、修形曲线与配对齿数情况下,计算分析多种齿廓修形算例的齿间载荷分配系数与齿面接触应力。结果表明,解析算法求解的齿间载荷分布系数、齿面接触应力及相应单双齿啮合区间与有限元结果相一致,相对误差较小,证明了该算法有较高的精度与稳定性,为齿廓修形齿轮承载接触分析提供一种高效便捷的新方法。

刀具形貌对交错轴变厚齿轮传动接触特性影响分析

从刀具修形角度出发,将抛物线型齿条刀具引入到变厚齿轮传动中,通过建立抛物线型齿条刀具的法向截面数学模型,以滚削加工理论为基础,推导了抛物线刀具加工变厚齿轮的齿面方程;采用轮齿接触分析方法,研究不同几何设计参数下,抛物线刀具对齿轮副TCA(轮齿接触分析)和LTCA(承载接触分析)的影响;建立交错轴变厚齿轮副啮合模型,研究抛物线修形前后不同FPD角(第一主方向角)对齿轮副的接触特性的影响规律,并分别对比抛物线修形前后的接触迹线、齿面接触力、传递误差、齿根应力和啮合印痕的数据.结果表明,抛物线型齿条刀具对加工变厚齿轮具有一定的优越性,本文研究可为变厚齿轮传动的修形方法提供新的思路.

考虑构件浮动人字行星齿轮传动系承载接触分析

针对单排人字行星齿轮的轴向自由窜动受太阳轮与齿圈限制及其齿面接触间隙、力的耦合特点,提出考虑构件浮动的齿面承载接触分析数值方法,为重要应用场合人字齿功率分支系统的齿面设计、分析提供理论参考。该方法以啮合理论、有限元及优化方法为基础,建立内、外齿轮副瞬时啮合齿对的变形协调、啮合总力平衡、构件径向和轴向浮动下行星轮的力学平衡等方程;将各齿轮副左、右齿面的精确几何与力学特性紧密融合,更能够反映齿面分布力系的相互耦合作用,仅需一次有限元数值计算可快速获得齿面载荷、承载变形、浮动位移和均载系数等。结果表明:中心轮的径向浮动保证行星轮之间载荷均匀,而行星轮左、右齿面的均载性与其轴向自由窜动位移相关,当行星轮轴向浮动前的内与外啮合副轴向力方向相反即行星轮整体轴向力被抵消大部分时,则浮动后的行星轮的轴向窜动位移较小,其左、右齿面均载性能无大的改善;反之,当行星轮轴向浮动前的两齿侧轴向力方向相同时,则其浮动后的轴向窜动位移相对较大,左与右齿面均载性有较大改善。浮动后的承载传动误差幅值及均值减小,且各内、外齿轮副的几何传误差或均载系数或轴向力数值规律基本相同。从结构上保证行星轮的轴向自由窜动是改善人字齿行星传动系左、右齿面偏载的关键。

薄煤层采煤机摇臂行星传动齿轮齿面接触应力分析

以薄煤层采煤机摇臂系统中NGW型行星传动齿轮为例,分析啮合传动过程,建立无量纲归一化啮合曲线坐标,分别基于赫兹接触理论和Ansys有限元软件,对齿面平均接触应力进行数值计算和仿真分析,得到了平均接触应力沿啮合坐标的分布规律和有限元应力云图,交互验证了赫兹接触理论和有限元仿真在求解该类问题上的正确性和可行性。同时也证明三维模型建模的准确性,为后续的强度校核、传动优化设计奠定基础。

斜齿面齿轮齿面仿真及其轮齿接触分析

建立了斜齿面齿轮的加工和传动坐标系,推导了斜齿小齿轮和面齿轮的齿面方程,对面齿轮进行数值仿真并实现了齿面可视化;进行了斜齿面齿轮传动的轮齿接触分析,计算了斜齿面齿轮不同安装误差下的啮合轨迹和传动误差,并对不同旋向下的面齿轮齿面和啮合轨迹进行了对比,研究了通过轴向安装位移调整啮合轨迹的方法.

分形理论在齿轮接触应力分析中的应用研究

综合研究齿面间的宏观因素和微观因素对齿轮接触面间的应力状态的影响,建立轮齿齿面间的应力分析与计算分形模型,该模型能准确计算齿面的接触应力,并能解决微线段齿轮内接触的应力计算问题。分析了各参数对模型计算结果的影响趋势,给出了一对渐开线齿轮接触强度计算的三种理论方法对比分析,结果证明了分形理论应用于齿轮接触强度计算的有效性。

考虑齿向修形与安装误差的圆柱齿轮接触分析

提出一种齿向修形的等半径圆弧鼓形齿面新结构,根据齿向修形原理推导出等半径圆弧鼓形齿面方程,构建含安装误差的主动轮鼓形齿与未修形从动轮渐开线齿的接触分析(TCA)模型,给出TCA算法和算例。TCA计算结果表明:齿轮轴线的中心距误差对这种鼓形齿传动的接触轨迹影响很小,鼓形修形量、鼓形中心与齿宽中点的偏差及齿轮轴线的平行度误差都将对齿轮接触轨迹产生较大影响;通过调整修形参数和安装误差可以精确的预控接触轨迹的位置,这对高性能齿轮传动设计制造有较大参考价值。

基于精确模型的斜齿轮接触应力有限元分析

在 Pro/ E中通过实例阐述了斜齿轮的精确建模方法 ,并介绍了具体的设计原理 ,将生成的一对齿轮进行标准安装生成啮合模型。通过 Pro/ E与 ANSYS的数据交换接口 ,把啮合模型的几何数据导入 ANSYS中 ,并转化成由节点及元素组成的有限元模型 ,运用完全牛顿 -拉普森方法进行接触应力的静力学求解 ,并介绍了算法原理。本文充分展示了 CAD与

基于ANSYS的直齿面齿轮的承载接触分析

在Ansys软件的接触分析模块基础上,建立了直齿面齿轮三齿对啮合的三维有限元非线性接触分析模型,对面齿轮齿面的接触状态进行了分析,并进行了不同承载状况下的接触状态分析。同时利用APDL语言形成了接触模型的参数化程序,对面齿轮在不同载荷条件下一个啮合周期内的接触情况进行了研究。

基于有限元方法的齿轮接触仿真分析

以齿轮接触为对象,推导了齿轮接触赫兹应力公式。利用ANSYS有限元分析软件对齿轮接触进行了仿真分析,并对有限元分析仿真值与推导公式的计算值进行了比较。结果表明,理论计算值和仿真值非常接近,表明采用AN-SYS有限元分析软件分析齿轮表面接触问题是可行的。

直齿面齿轮修形及承载接触分析

提出了直齿面齿轮副齿廓修形的设计方法.通过对齿条刀具的直廓失配修形,获得了类似抛物线型的传动误差.建立了直齿面齿轮副轮齿接触分析(TCA)和承载接触分析(LTCA)的计算模型.啮合性能分析表明:齿廓修形能够使直齿面齿轮接触路径发生倾斜从而增大齿面有效重合度,还能避免边缘接触、改善齿面载荷分布与承载传动误差、提高传动的稳定性.

基于ANSYS的斜齿轮副接触分析与可靠性分析

针对某大型传动装置中的一对斜齿轮,在Solidworks中建立了其装配模型,然后将其导入有限元分析软件ANSYS中进行接触应力分析,且将接触应力计算结果与传统接触应力计算结果进行比较;最后在ANSYS中针对该斜齿轮副的接触强度可靠性进行分析,结果表明:该斜齿轮副实际接触应力小于其许用接触应力,接触强度满足使用要求,但是其可靠度仅为83.639 8%,说明按传统的机械设计方法只进行安全系数的计算是不够的,还需要进行可靠性设计计算;此外,由各随机因素对极限状态函数的灵敏度可知,适当增大从动齿轮分度圆直径可有效提高斜齿轮副可靠度.

基于分形接触模型的齿轮接触强度影响参数分析

根据基于分形接触模型的齿轮接触强度理论,讨论了影响齿轮接触强度大小的几个参数:粗糙度幅值参数、材料的特性参数、分形维数和表面粗糙度。结果表明:减小粗糙度幅值参数、增大材料的特性参数有利于提高齿轮接触强度;分形维数和表面粗糙度与接触强度之间不是线性关系,而是存在一个最优值。

考虑安装误差的拓扑修形斜齿轮承载接触分析

为提高齿轮副承载能力和降低对安装误差的敏感性,提出一种拓扑修形的齿面结构。根据齿廓分段修形和齿向分段修形原理推导出拓扑修形齿面方程,构建含安装误差的修形齿轮副的接触分析(TCA)模型。并对轮齿接触分析和有限元分析,仿真出传动误差和齿面接触应力与剪切力在不同安装误差情况下的分布特征。根据应力分布曲线分析,齿轮副啮入与啮出点的应力幅值相比均值有所下降,为减振降噪创造了良好条件。滚检实验与仿真结果表明,基于成形法磨削的拓扑修形对改善齿面接触印痕,避免边缘接触和降低对安装误差的敏感性具有一定的应用价值。