裂纹工况下斜齿轮系统啮合刚度计算模型研究

当斜齿轮副产生裂纹时,会影响齿轮副的啮合刚度。为了获得更准确的裂纹斜齿轮副的啮合刚度,提出一种改进的裂纹斜齿轮啮合刚度计算模型,综合考虑轮齿刚度、齿轮基础刚度在横向和轴向的影响,研究了齿顶扩展裂纹和端面扩展裂纹两种典型裂纹工况下的齿轮系统啮合刚度,并将啮合刚度解析计算结果与有限元模拟结果进行了对比。结果表明:啮合刚度的降低程度主要与裂纹区域有关,裂纹区域越大,啮合刚度降低越大;在裂缝长度和深度相同的情况下,端面扩展裂纹对啮合刚度的影响比顶部扩展裂纹更显著。仿真结果与计算结果吻合较好,验证了所提方法的准确性和有效性。

匹配DCT变速器的某车型滑行啸叫噪声分析与控制

针对匹配DCT变速器的某车型滑行时产生啸叫的问题,本文利用试验手段和齿轮噪声的测试数据对其产生原因进行了分析。在变速器生产过程中,通过优化齿轮齿顶修缘量和粗糙度,在不改变齿轮设计参数的前提下,有效地降低了变速器齿轮噪声,解决了DCT变速器滑行工况的齿轮啸叫问题。

弧齿锥齿轮大轮齿顶倒角加工模型与虚拟加工

通过分析弧齿锥齿轮大轮齿顶倒角加工原理,推导了弧齿锥齿轮大轮齿顶倒角刀具轨迹模型,基于VERICUT虚拟加工软件平台,建立了弧齿锥齿轮齿顶倒角NC机床模型及弧齿锥齿轮齿顶倒角虚拟加工模型。对一具体的弧齿锥齿轮进行了刀具轨迹计算,并在VERICUT环境下进行了虚拟加工,测量结果表明弧齿锥齿轮大轮齿顶倒角虚拟加工模型满足设计要求。

基于实验和数值仿真的钻具防顶卡瓦结构优化

现有技术及装备中对预防钻具上顶的研究较少,目前没有一套成熟的装置能够解决钻具在溢流关井后高套压引起的上顶问题。设计的钻具防上顶装置能够有效解决这个问题,装置所用卡瓦在工作过程中承受较大夹持力,其齿尖易发生磨损,直接影响防上顶装置的锚定性能。运用有限元和室内实验相印证的方法对卡瓦工作过程进行分析,分析了牙前角、牙顶圆角和齿顶距等参数变化对钻具应力分布的影响,通过数值模拟得到钻具Mises应力、接触压力及钻具轴向滑移量的变化趋势,优化出牙前角60°、牙尖部截面形状为圆角,且半径0.3 mm时为最合理的防上顶卡瓦牙型,并通过室内实验进行了验证。研究结果对钻具防上顶装置的卡瓦结构优化设计提供了理论依据。

外啮合珩齿的间齿啮合过程分析

为了研究间齿珩齿加工方法中的空间间齿啮合过程,将该过程分为标准渐开螺旋面啮合过程和顶刃啮合过程。基于空间几何学和啮合原理,本文分别建立两个啮合过程的三维模型,得到各过程的接触点,以及两个齿面上接触点的对应关系。根据跳牙蜗杆与齿轮的几何关系,提出了确定各个过程分界点的方法。以具体参数的跳牙蜗杆与齿轮为例,对齿面上各个过程的接触点迹线进行三维仿真,并绘制接触点迹线上不同位置的相对速度曲线图,针对相对速度的大小和方向进行了分析,为间齿珩齿加工机理的研究奠定基础。绘制了整体误差单元曲线,与实体求交法对比,完全吻合,验证了该模型的正确性。

圆柱齿轮切削加工的精细化分析

针对目前齿轮加工中只讨论齿形加工精度问题 ,不涉及整个齿轮加工质量的现状 ,分析了齿轮加工中去毛刺、倒棱和加工轮齿齿廓曲面的整个过程 ,讨论了去毛刺、倒棱的方法和所用的刀具 ,提出了展成拉齿法及其切刀盘。这样可以成功地解决圆柱齿轮加工的精细化问题 。

对数螺旋锥齿轮裂纹扩展分析

分析了对数螺旋锥齿轮的裂纹扩展情况。首先,利用HyperMesh软件对齿轮进行网格划分,进而将划分网格的模型导入有限元软件,以确定危险位置,即所受应力最大位置;然后,利用扩展有限元法,模拟裂纹扩展过程,得到裂纹扩展中的应力强度因子;最后,通过调整相关参数,研究裂纹形状、裂纹大小以及齿顶载荷对应力强度因子的影响规律。结果表明:对数螺旋锥齿轮裂纹扩展中沿着齿面方向的扩展速度总是大于沿着裂纹深度方向的扩展速度。

考虑啮合刚度时变性的齿轮传递误差计算

齿轮传递误差是衡量齿轮副动态性能的重要指标,齿轮时变啮合刚度对周期性变化的传递误差有重要的影响,二者是齿轮副重要的内部激励。为充分揭示两者的内在联系,同时考虑轮齿修形工艺对传递误差的影响,准确给出了齿顶修形量对齿轮啮合区的影响区间模型和齿向修形模型,建立了考虑齿轮修形因素的基于时变啮合刚度的齿轮传递误差计算模型。将传递误差的理论模型与试验结果对比,得到了良好的吻合效果,验证了传递误差模型的准确性。

大模数齿轮倒角机器人

针对大模数齿轮倒角加工,对现有倒角机进行了分析,提出了旨在解决大模数齿轮装夹困难、设备体积大、耗能高等弊端的设计思路,设计了一种大模数齿轮倒角机器人。

渐开线少齿差行星传动几何尺寸计算的两种不同公式

在渐开线少齿差行星传动的设计计算中,出现了两种不同的计算公式.本文对这两种不同的计算公式进行了讨论,用实例计算比较了它们之间的差异.并对产生差异的原因进行了分析.

正交弧线齿面齿轮修形研究及顶尖分析

以弧线齿圆柱齿轮作为假想刀具,用包络法展成正交弧线齿面齿轮。根据微分几何计算和齿轮啮合原理,推导了弧线齿圆柱齿轮及面齿轮的齿面方程。再基于Matlab平台建立工作齿面及过渡曲面的数学模型,通过改变弧齿圆柱齿轮轮齿的凹齿面半径对面齿轮进行修形,对比分析修形前后面齿轮齿厚和齿宽的变化情况以及对接触迹线的影响。最后,通过导出修形前后面齿轮的齿面点集,在CATIA零件设计中进行实体建模。得出结论,增大弧齿圆柱齿轮凹侧齿线半径会增大面齿轮的外径,同时,面齿轮的齿顶变尖现象会发生变化,即面齿轮外径处的齿厚逐渐增大,接触迹线基本不发生变化。为后续研究面齿轮的偏载特性奠定了基础。

韶山8型准高速机车牵引齿轮修形的研究

应用三维有限元法精确计算了机车牵引齿轮轮齿的啮合刚度及变形，并结合机车牵引齿轮传动结构的具体特点，对韶山８型准高速机车牵引齿轮的修形量进行了优化计算。

圆柱齿轮倒角滚刀对齿轮齿数的适应范围研究

利用齿轮啮合理论，通过对倒角滚刀所加工的倒角曲面形状的计算和对计算结果的分析，得出了圆柱齿轮倒角滚刀对齿轮齿数的适应范围，为倒角滚刀的管理和使用提供了理论依据．

基于球头刀具的螺旋锥齿轮齿廓倒棱轨迹规划

为解决螺旋锥齿轮在五轴数控机床上因额外的两个旋转轴而造成轨迹复杂、人工倒棱效率低且无法保证加工质量的问题,针对螺旋锥齿轮齿廓倒棱轨迹规划进行了研究。首先计算出螺旋锥齿轮齿廓线方程,在验证方程的准确性后获取齿廓线的目标离散点。其次,根据坐标转换原理计算出坐标变换矩阵,并依据球头刀的倒棱位姿计算出刀轴矢量。然后,对获得的刀具轨迹进行MATLAB和VERICUT倒棱仿真,分析不同加工深度下的倒棱结果。最后得出五轴数控机床下的倒棱轨迹,切削仿真结果表明加工表面相对均匀,能够实现齿廓在数控机床上的倒棱,替代人工倒棱并提高加工效率。

圆弧齿廓面齿轮齿顶尖化研究

综合圆弧齿轮和面齿轮诸多优点提出圆弧齿廓面齿轮传动。为推进该面齿轮的加工应用,需确定面齿轮毛坯尺寸。运用包络成形理论,推导圆弧齿廓面齿轮齿面方程,在MATLAB中实现轮廓可视化,并得出该面齿轮齿顶在径向有两处尖化。确立齿顶尖化条件,根据数值计算分析影响面齿轮齿顶尖化处半径值的因素。提出以螺旋角为0°的特例,通过最小二乘法拟合齿顶尖化处内径和外径近似方程。最后,通过仿真实验,证明了理论计算和近似方程的可行性。

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。

弧齿锥齿轮参数化建模方法研究

利用三维设计软件Pro/E对齿高类型为等顶隙收缩齿的格利森弧齿锥齿轮进行参数化建模,实现了三维实体模型的自动建立。通过修改辅助线及添加关系式可得其他齿高类型的弧齿锥齿轮。经过虚拟装配及干涉检验,齿轮副在啮合过程中无干涉现象。基于VB 6.0编写的参数化建模程序,能够通过接口程序Automation Gateway(AGW)驱动Pro/E实现弧齿锥齿轮参数化建模及参数值的记录,为弧齿锥齿轮的设计及加工提供了便利。

渐开线圆柱齿轮倒棱刀设计

介绍了渐开线圆柱齿轮倒棱刀的设计原理和设计方法,提出了使用CAD软件进行倒棱刀切削仿真的方法,提高了复杂倒棱刀设计效率;介绍了几种特殊的倒棱刀设计方法,解决了有齿端台阶、齿端倒角、变棱边倒棱等特殊要求的产品倒棱刀设计难题。

圆柱齿轮滚切倒棱刀具设计

针对实际生产中圆柱齿轮的高速齿廓倒棱需求,提出了连续切削的滚切倒棱新方法,完成了滚切倒棱刀具廓形设计。首先参考圆柱齿轮滚齿加工运动,建立刀具与齿轮的初始位置关系及刀具安装位姿坐标系,并通过倒棱参数与所建的安装位姿坐标系计算刀具安装位姿参数;其次根据倒棱运动及刀具安装位姿,建立空间运动坐标系并推导坐标系间的变换关系,通过连续求解刀具前刀面与齿轮倒棱目标廓形的接触点,提出刀具廓形计算方法;最后选取某型号的圆柱斜齿轮为倒棱对象,利用切削仿真软件完成齿轮及滚切倒棱刀具的三维建模,通过编写仿真运动程序实现倒棱切削仿真,在此基础上利用倒棱机床进行加工实验。仿真及实验结果表明,所设计的倒棱刀具能够满足圆柱齿轮的高效齿廓倒棱需求,也验证了刀具廓形计算方法的正确性。

基于圆柱齿轮齿顶修形的弧线齿面齿轮齿面设计研究

面齿轮是一种由渐开线圆柱齿轮与近似锥齿轮相互啮合的一种新的齿轮传动形式。弧线齿面齿轮是以渐开线弧线齿圆柱齿轮为假想刀具包络展成的面齿轮。推导了面齿轮工作齿面方程,并对圆柱齿轮齿顶进行圆角化修形设计;推导了截面圆角方程、圆角曲面方程以及修形后的弧线齿面齿轮过渡曲面方程,并通过Matlab对两种齿顶形式的圆柱齿轮建立数学模型,得知齿顶圆角包络产生的面齿轮要比齿顶尖角包络产生的面齿轮在内径齿根部的齿厚更大。研究结果表明,对刀具齿顶进行圆角化不仅可以避免面齿轮与圆柱齿轮边缘接触导致面齿轮齿面磨损,还可以增大面齿轮内径齿根处的厚度,该种面齿轮修形方式也为其他齿形面齿轮提供了理论依据。