双圆弧弧齿锥齿轮章动传动啮合齿轮本体温度的相关影响因素分析

啮合温度影响双圆弧弧齿锥齿轮章动传动过程中的疲劳、振动、噪声等行为,在双圆弧弧齿锥齿轮的寿命预测和力学响应时不可忽视。为了揭示双圆弧弧齿锥齿轮章动传动本体温度场分布规律,对双圆弧弧齿锥齿轮进行齿面接触分析,得到啮合区间;结合摩擦学和传热学得到齿轮的热载荷,建立了双圆弧弧齿锥齿轮温度有限元数值模型;采用控制变量法,分析了相关影响因素对锥齿轮温度的影响规律及原因。结果表明,齿轮温度随模数的增大而降低,随螺旋角的增大而升高,随章动角的增大先降低再升高;润滑油温度对本体温度的影响呈线性关系。研究为降低齿轮高温失效风险提供了参考。

一种圆弧螺旋压电能量收集器

为了降低谐振频率,实现多方向收集和提高输出性能,提出了一种4π圆弧螺旋压电能量收集器。通过分析器件尺寸与输出性能之间的关系来提高器件性能,将优化后的模型进行COMSOL仿真,分析振动位移、应力以及谐振频率。相对于2π圆弧螺旋压电能量收集器,4π圆弧螺旋压电能量收集器具有更低的谐振频率和更高的输出电压。4π圆弧螺旋压电能量收集器的谐振频率为48 Hz,输出电压达到12.3 V,输出功率达到400μW。

圆弧螺旋型压电能量收集器的有限元模型研究

为了分析圆弧螺旋型压电能量收集器的振动特性和输出特性,本文提出了一种有限元模型,可以在简化模型的同时改善结果的精度。对近似前后的圆弧型压电能量收集器进行了建模、仿真和测试,得到了圆弧螺旋型能量收集器的谐振频率、输出电压与输出功率。将圆弧型悬臂梁进行有限元分割成6~16个矩形结构悬臂梁,并对不同程度的有限元近似下圆弧螺旋能量收集器的谐振频率与输出性能进行分析,结果表明在有限元个数大于等于10时,谐振频率与输出性能相对误差较小。加工制备了2π圆弧螺旋型压电振动能量收集并进行了性能测试。测试结果表明螺旋能量收集器谐振频率为158 Hz,采取10边型有限元模型的理论谐振频率为153 Hz,相对误差为3.5%;最大输出功率的测试结果为53.5μW,最大输出功率的理论结果为55.2μW,相对误差为3.18%,理论结果与测试结果较为符合。

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。

法向圆弧锥齿轮数控加工研究

研究了法向圆弧锥齿轮的数控加工原理与技术,设计了成形铣刀,给出了刀具与工件的接触条件以及刀具与工件之间的相对运动。斜航式法向圆弧锥齿轮数控加工实验表明,该锥齿轮数控加工原理正确,工艺简单,且加工精度较高。

双圆弧弧齿锥齿轮齿面接触分析

齿面接触分析是双圆弧弧齿锥齿轮啮合分析的有效工具,是进行加载齿面接触分析、有限元分析的基础。文中利用齿面接触分析(Tooth ContactAnalysis,TCA)原理,结合双圆弧弧齿锥齿轮的齿形特点,对其TCA程序的关键内容及实现方法进行了介绍,实现了对双圆弧弧齿锥齿轮传动啮合质量的数值仿真分析。最后通过实例对该TCA程序进行了验证,为双圆弧弧齿锥齿轮的设计提供了有效的手段和方法。

双圆弧弧齿锥齿轮的实体建模方法及加工过程模拟

以双圆弧弧齿锥齿轮的加工原理为基础 ,借助绘图软件AutoCAD这一工具 。

双圆弧弧齿锥齿轮的精确建模及其弯曲强度的有限元分析

利用切齿啮合过程中得到的实际包络的双圆弧弧齿锥齿轮齿面方程,通过三维CAD软件绘制了双圆弧弧齿锥齿轮的实际加工齿面,进而通过此曲面得到了实际加工后的双圆弧弧齿锥齿轮轮齿的三维实体模型。利用CAD软件与有限元分析软件的接口,将所建立轮齿的实体模型导入有限元分析软件,对其进行网格划分。最后对得到的有限元模型施加三组载荷,进行了双圆弧弧齿锥齿轮齿根弯曲应力的有限元分析计算。

双圆弧弧齿锥齿轮三维参数化模型的构建分析

基于弧齿锥齿轮单面切削法加工原理、渐开线展开原理及等角圆锥螺旋线形成原理,采用分阶式双圆弧齿廓,建立了双圆弧弧齿锥齿轮的模型。该模型为双圆弧弧齿锥齿轮的三维数字化设计、制造,啮合分析、运动学和动力学分析等进一步研究,提供了基础条件。

双圆弧弧齿锥齿轮重合度研究

重合度是影响弧齿锥齿轮传动啮合性能的主要因素。双圆弧弧齿锥齿轮的端面重合度为零,其连续传动由纵向重合度保证。根据弧齿锥齿轮重合度的定义,提出了双圆弧齿廓弧齿锥齿轮重合度的定义,并采用线图法对其啮合过程进行了分析;建立了双圆弧齿廓弧齿锥齿轮重合度、多点啮合系数和多齿对接触系数等计算方法,给出了双圆弧弧齿锥齿轮连续传动的条件。应用提出的方法对试验齿轮的重合度进行了理论计算,计算结果与TCA分析结果相同,验证了所提出方法的正确性。

斜航式法向圆弧锥齿轮的测量与误差评定

斜航式法向圆弧锥齿轮是基于Bertrand共轭曲面原理而研制的一种新的锥齿轮传动形式。其特点为承载能力高 ,且十分便于采用指状或盘状铣刀在普通机床上进行成型法加工。为了验证这种传动副设计及加工的正确性 ,提出一种基于三坐标测量机的数据测量与误差评定方法。其原理是根据建立的数学模型 ,对三坐标机上测出的锥齿轮廓面的坐标点集进行有效数据的提取 ,进而获得理想要素 ,并分离出齿形带与齿向带数据 ,经处理得到其齿形与齿向误差信息。通过对样件的实际检测 。

基于拟合车削的内螺旋滚道成型方法研究

针对滚珠丝杆副的关键结构内螺旋滚道难加工、加工成本高等问题,提出了一种拟合车削的新型加工工艺,并构建了一个经济型的内螺旋滚道加工系统。通过拟合车削算法生成拟合车削点,圆弧形车刀以拟合车削点为基点进行层层拟合车削,从而完成内螺旋滚道的加工。经加工试验,该系统的加工精度为0.001mm,经该系统加工的内螺旋滚道的表面粗糙度可达Ra0.8,证明该加工工艺的可行性并具有较大的应用价值。

双圆弧弧齿锥齿轮的三维虚拟仿真加工

基于空间啮合原理,通过分析双圆弧弧齿锥齿轮的加工原理和加工机床的运动关系,选择GB12759-91齿形作为基本齿廓,建立了切齿啮合方程;在此基础上,得到切削刀盘参数及加工机床运动参数。基于VERICUT仿真加工软件平台,建立了三维虚拟仿真加工模型,对一对给定参数的齿轮进行了几何参数,刀具参数及机床运动参数的计算,并进行了虚拟仿真加工,验证了三维虚拟仿真加工模型的正确性。

双圆弧弧齿锥齿轮的三维建模

以计算机图形学中的曲线、曲面形成为基础 ,分析了双圆弧弧齿锥齿轮的齿形网格模型、表面模型的形成过程 ,为进一步对其进行有限元分析 。

双圆弧弧齿锥齿轮齿根应力沿齿长分布的研究

用有限元方法 ,对双圆弧弧齿锥齿轮沿齿长方向齿根应力进行了计算 .通过应力计算结果的分析 ,得出了凸、凹两齿侧应力沿齿长的分布规律 .计算结果表明 ,对凹齿侧 ,最大应力发生在靠近小端处 ;对凸齿侧 ,最大应力发生在靠近齿长中点大端处 .

基于最小二乘法的Bertrand齿廓面测量点回归

基于最小二乘法并结合微分几何理论,针对斜航式法向圆弧锥齿轮的特点,提出了一种适合Bertrand齿廓面检测时测量点的回归法。导出了被测齿廓与设计齿廓的联系,建立了Bertrand齿廓面的回归处理模型。仿真结果表明,该模型具有理论的正确性与实际可行性。

安装误差对双圆弧弧齿锥齿轮章动传动齿面接触特性的影响

双圆弧弧齿锥齿轮章动传动的齿面接触特性对安装误差极为敏感。为揭示安装误差对齿面接触特性的影响规律,开展了含安装误差的双圆弧弧齿锥齿轮齿面接触分析。推导出章动式双圆弧弧齿锥齿轮齿面方程;借助齿面接触分析(TCA)获得齿轮副的齿面接触迹线和几何传动误差;通过算例分析了内、外锥齿轮锥点误差及齿轮副轴线交角误差对双圆弧弧齿锥齿轮副齿面接触特性的影响规律。研究表明,随着各项安装误差的增大,齿轮副接触迹线沿齿高方向的偏移量增大;凸、凹齿面接触迹线沿齿高方向的偏移量对安装误差变化的敏感程度不同;正的安装误差比负的安装误差对齿轮副传动误差影响更大。为获得理想的啮合性能,应合理控制章动式双圆弧弧齿锥齿轮副的安装误差。

基于齿面通用模型的不同齿廓内啮合章动锥齿轮建模与接触分析

内啮合章动弧齿锥齿轮齿面数学模型推导过程较为复杂。为了建立不同齿廓章动锥齿轮模型并进行加载接触分析,利用通用法向基本齿廓建立了假想媒介冕齿轮齿面通用数学模型。根据冕齿轮与章动内啮合弧齿锥齿轮的啮合关系,推导得到适于不同齿廓的章动弧齿锥齿轮齿面通用数学模型。再以渐开线与双圆弧为法向基本齿廓,分别建立了渐开线和双圆弧两种齿廓的章动弧齿锥齿轮齿面模型及其三维模型。利用有限元软件分别对高低功率、不同齿廓的章动内啮合弧齿锥齿轮进行了加载接触分析。结果表明,负载大小对渐开线弧齿锥齿轮的加载接触特性影响较大;双圆弧弧齿锥齿轮相对于渐开线弧齿锥齿轮具有承载能力更大、传动更平稳的优点。

齿顶间隙对双圆弧螺旋齿轮泵泄漏及空化特性的影响

为了研究在高速高压工况下双圆弧螺旋齿轮泵齿顶间隙对齿轮泵泄漏及空化特性的影响,建立了双圆弧螺旋齿轮泵最佳齿顶间隙数学模型,计算出最佳齿顶间隙。利用PumpLinx对考虑空化后不同齿顶间隙的齿轮泵内部流场进行数值模拟,结果表明:当齿顶间隙为0.02 mm,齿轮泵的流量脉动和压力脉动相对较小,流量输出品质好,与理论分析最佳齿顶间隙为0.0207 mm基本一致,验证了最佳齿顶间隙模型建立的正确性;齿顶间隙会影响齿轮泵内部流场的空化程度和泄漏量,齿轮泵内部的空化程度随着齿顶间隙的增大而减小,齿顶间隙处的泄漏会随齿顶间隙的增大而增大;齿轮泵齿顶间隙处的空化具有密封作用,可以减小齿顶间隙泄漏。研究结果对双圆弧螺旋齿轮泵结构优化及应用具有一定的参考价值。

基于有限元法的双圆弧弧齿锥齿轮章动传动接触特性分析

接触特性是表征齿轮传动性能的重要指标。为明晰双圆弧弧齿锥齿轮章动传动的接触特性,利用有限元法对其进行加载接触分析。首先,基于啮合原理推导双圆弧弧齿锥齿轮齿面方程并生成齿轮副的三维模型;其次,利用Ansys Workbench建立齿轮副有限元模型,分析了双圆弧锥齿轮副的齿面啮合状态;最后,分析负载与安装误差对齿轮副传动性能的影响规律。结果表明:双圆弧弧齿锥齿轮存在分别位于凹、凸齿面上的双点接触状态,且锥齿轮靠近小端部位为应力危险点;增大负载有利于提高齿轮啮合的重合度,降低齿间载荷分配系数,一定程度上可提高齿轮传动的平稳性;安装误差对齿轮副齿面接触状态有较大影响,负向偏置误差与正向章动角误差不利于齿轮承载与传动稳定,在实际应用中应合理调控。