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。

高减速比准双曲面齿轮滑动率的计算方法研究

根据GLEASON准双曲面齿轮齿坯计算卡提出一种从大轮推导小轮齿坯参数的高减速比齿坯计算新方法,得出相应的齿坯基本参数公式。基于空间齿轮啮合原理对点接触齿轮副运动规律进行分析,推导出基本滑动率公式。然后结合高减速比准双曲面齿轮传动基本原理,对齿面节点进行运动分析,推导得出以高减速比齿坯设计参数为自变量的滑动率公式。计算了两对高减比齿轮副的滑动率,并取其中一对进行验证计算。该研究对高减速比齿坯的设计计算提供了新的计算方法,为高减速比齿轮的磨损分析和优化提供了理论基础。

基于折算齿形法的高阶非圆斜齿轮设计

针对由于非圆斜齿轮节曲线曲率变化,通过折算齿形法建立的轮齿螺旋线在投影至节曲线所在平面时未与节曲线完全重合,导致轮齿偏向不均的问题,利用渐开螺旋面和节曲线柱面相交得到的截交线代替螺旋线的设计方法,重新设计高阶非圆斜齿轮。通过推导求解截交线,证明了此曲线的可行性,同时以一对高阶非圆斜齿轮为研究对象,利用折算齿形法和截交线相结合的方法建立高阶非圆斜齿轮模型,并对其进行运动分析及干涉检查。结果表明,模型整体运行效果良好,可以避免干涉问题。可见通过此方法建立的一对非圆齿轮副是有效可行的,对后期研究其啮合刚度有重要意义。

高阶滚比修正系数对弧齿锥齿轮齿面形状的影响规律

基于弧齿锥齿轮齿面数学模型,引入高阶滚比修正系数,采用矢量运算与二元迭代的方法,对齿面进行了离散化处理,计算了各离散点的齿形偏差。分析了各阶滚比修正系数的改变对弧齿锥齿轮齿面形状的影响规律,绘制了齿面误差拓扑图,表示了误差齿面相对于理论齿面的偏离方向以及误差值的大小。基于齿面误差的模型,采用最小二乘法,计算了弧齿锥齿轮齿面在各阶滚比修正系数改变下的敏感系数,分析了各阶滚比修正系数对齿面形状的影响类型和程度,为弧齿锥齿轮实际加工过程中齿面几何形状的调整和齿形误差的修正提供了理论依据。通过实际的磨齿加工和测量,验证了齿面数学模型与齿面误差拓扑图结果的正确性。

高齿准双曲面齿轮的研究

研究基于局部综合法的高齿准双曲面齿轮 HFT法切齿参数的设计 ,给出用 HFT法加工准双曲面齿轮副的齿面接触分析方法 ,并在此基础上 ,比较了普通齿和高齿 2种准双曲面齿轮副的传动误差曲线和啮合区。结果表明 ,高齿准双曲面齿轮副具有较好的啮合性能。

细高齿齿轮齿形优化及仿真分析

通过Romax软件对某变速器内细高齿齿轮传动分析,发现齿面载荷分布不均。进而依据齿面的单元载荷对齿轮齿廓进行修形优化及仿真分析,优化后其传递误差波动有所减小,偏载现象也明显改善,从而对细高齿齿轮传动的设计应用起到一定的参考作用。

高速齿轮齿部修形技术研究

分析了高速齿轮传动的特点和齿部修形原因 ,进一步研究了直、斜齿高速齿轮齿部 (齿形与齿向 )修形的设计原则与计算修形量的经验公式。经生产实践验证 ,齿部修形有利于解决高速齿轮传动的振动和噪声问题 ,研究结论具有普遍的指导意义。

高阶变性偏心共轭非圆齿轮的凹凸性及根切判别

为满足一个运动周期内传动比有多个非对称变化的要求,提出了一种新型非圆齿轮形式——高阶变性偏心共轭非圆齿轮,建立了高阶变性偏心共轭非圆齿轮节曲线方程。依据微分几何原理,推导建立了主从动轮节曲线的凹凸性判别条件和加工过程中不发生根切时齿轮模数与节曲线最小曲率半径之间的关系。运用VB语言编写了高阶变性偏心共轭非圆齿轮的设计与仿真程序,并通过算例予以验证。

大重合度组合齿廓非圆齿轮设计方法试验研究

为了解决组合齿廓非圆齿轮增大重合度问题,对组合齿廓非圆齿轮设计方法进行了研究。首先,提出了增大齿高系数,减小节曲线压力角、负变位的组合齿廓非圆齿轮设计方法,对变渐开线-不完全变摆线齿廓展开了大重合度组合齿廓设计,并对大重合度的非圆圆柱齿轮进行了设计;然后,分析了齿高系数、变位系数、节曲线压力角与非圆齿轮渐开线齿廓和变渐开线-不完全变摆线组合齿廓的重合度变化规律,制造了2种增大重合度的组合齿廓非圆齿轮;最后,测量了增大齿高系数和减小节曲线压力角的非齿轮齿侧间隙,并与标准的渐开线齿廓齿侧间隙进行了对比,开展了大重合度组合齿廓非圆齿轮传动比的测量试验,以及承载能力仿真对比分析(主动轮固定,从动轮添加15 N·m扭矩)。研究结果表明:组合齿廓非圆齿轮的齿侧间隙(减小节曲线压力角0.106 mm,增大齿高系数0.107 mm)明显小于渐开线齿廓非圆齿轮的齿侧间隙(0.173 mm);大重合度组合齿廓非圆齿轮的试验传动比与理论仿真传动比一致;减小节曲线压力角的大重合度齿廓设计方法承载能力(应力最大值157.5 MPa)最优,增大齿高系数的大重合度齿廓设计方法承载能力(应力最大值213.2 MPa)最差。采用增大齿高系数,减小节曲线压力角的组合齿廓非圆齿轮设计方法来实现非圆齿轮的大重合度设计是可行的。

遗传算法在高齿准双曲面齿轮设计中的应用

遗传算法是一种模拟生命进化机制的搜索优化方法,具有通用性好的特点,本文提出一种基于遗传算法的高齿准双曲面齿轮的优化设计方法。通过增加工作齿高,可达到增大重合度的目的,并保证所设计的准双曲面齿轮不根切、齿顶不变尖,可在现有机床上用标准系列刀具加工。

高齿准双曲面齿轮的设计方法与试验研究

通过增加工作齿高和对根切条件的深入研究 ,提出了高齿准双曲面齿轮的优化设计方法。这种方法可以有效地增大端面重合度 ,并保证所设计的齿轮不根切、齿顶不变尖 ,可在现有机床上使用标准系列刀具加工。台架试验表明 ,这种高齿准双曲面齿轮的噪声和振动量比普通准双曲面齿轮明显降低。

等高齿对数螺旋锥齿轮小端齿顶宽修正研究

等高齿对数螺旋锥齿轮其齿向线采用对数螺旋线,与格里森制渐缩齿及奥利康制等高齿相比,在齿长方向其螺旋角处处相等。因此其重合度得以提高,从而可以提高其传动平稳性,降低运转噪音。在实际应用中,当采用等高齿—齿高沿分锥相等时,会出现小端齿顶过窄问题。对该问题进行了详细分析,并且根据推导的公式,给出了相应的修正实例。从实例的计算结果得出,在变位系数增大的情况下,齿轮的小端齿顶宽确实得到了增大,可见这里的公式推导的正确性。

基于LTCA的高速齿轮传动系统非线性动态特性分析

为研究高速齿轮传动系统的动态特性问题,建立了考虑时变啮合刚度激励、误差等因素的非线性弯-扭耦合动力学模型。采用承载接触仿真(LTCA)方法,结合当量误差啮合理论,计算了模型中的时变啮合刚度和啮合误差激励条件。利用数值方法求解得到系统的动态响应特性。结果表明:在时变啮合刚度和啮合误差激励因素影响下,系统表现出很强的非线性特性;转速从7000r/min变化到15000r/min时,时间历程一直表现为非周期变化;增大轮齿啮合刚度和提高加工精度等级可改善动态响应特性。为高速齿轮传动系统的动态稳定性设计提供理论基础。

弧齿锥齿轮大重合度设计及啮合性能对比

为了改善弧齿锥齿轮啮合性能,提出了一种接触路径沿齿长方向的大重合度设计新方法。预置弧齿锥齿轮副的设计重合度和传动误差幅值及对称性,通过迭代优化局部综合参数,获得内对角和沿齿长的大重合度齿面印痕。借助齿面接触分析和轮齿承载接触分析,进行了两种大重合度设计在轮齿强度和承载传动误差上的比较。算例表明,接触路径沿齿长方向的大重合度设计在小轮、大轮弯曲强度和齿面接触强度上,分别提高了13.67%、10.05%和5.77%,承载传动误差幅值下降了31.32%,并且能够改善齿面印痕对安装误差的敏感性。

板齿式轴流装置脱粒过程高速摄像分析

利用高速摄像机在线拍摄技术,对自行研制的板齿组合轴流脱粒与分离装置脱分空间内的稻谷整体运动、断穗运动和脱粒以及自由籽粒的运动过程进行在线拍摄。通过回放拍摄到的图像分析得出:谷物流进入脱分空间后错综复杂地交织在一起,在导向板和板齿抓力的共同作用下,稻谷层沿滚筒轴线方向螺旋向前涌动,此过程中一部分籽粒被脱去。断穗在脱分空间内运动不稳定,轨迹呈抛物线,速度随时间的推移呈下降趋势。在无外界干扰的情况下多数自由籽粒作近似直线运动,处于中速运动状态,且方向与轴线呈一定夹角。

基于压力角的高重合度齿轮主动设计及特性分析

为了满足航空和车辆领域中齿轮传动的高平稳性和高重合度需求,提出一种基于压力角的高重合度齿轮主动设计方法。建立基于压力角的齿廓方程的数学描述方法,推导以压力角描述的齿轮啮合特性的定量表达式,包括曲率、滑动系数和重合度等,建立当压力角为一次函数时齿廓方程的数学模型;通过具体实例,建立重合度为3.0的特殊齿轮传动机构,分析其啮合特性,利用ADAMS软件对其进行动力学仿真,并与相同参数的渐开线齿轮传动进行对比。研究结果表明:利用本文提出的主动设计方法可以方便快捷地设计出满足不同重合度需求、具有多种优良性能的特殊齿轮。

基于圆弧啮合线内啮合齿轮设计与特性分析

针对内啮合齿轮传动,提出1种基于圆弧啮合线的大重合度内啮合齿轮构造方法。选取连接外齿轮和内齿圈节圆交点和齿顶圆交点的圆弧为啮合线,构造在该啮合线上共轭的外齿轮和内齿圈齿顶齿廓;根据共轭原理设计与齿顶齿廓共轭的齿根齿廓,完成内齿圈齿根齿廓修形;对新齿形进行根切检验,分析新齿形啮合几何特性及加载接触;利用数控加工方法完成内啮合齿轮样件的加工并进行啮合试验。研究结果表明:新齿形不产生根切和齿顶干涉;与渐开线内啮合齿轮相比,新齿形重合度大大提高,相对滑动率减小,相对法曲率增大;齿面接触和齿根弯曲应力显著降低,承载能力大大提高;齿数比为38/53的新齿形存在7对齿接触,验证了新齿形的大重合度啮合。

基于齿背接触刚度的高速斜齿轮瞬态振动特性

为了分析基于齿背接触刚度的高速斜齿轮瞬态振动放大特性,针对高转速瞬态工况下斜齿轮齿面啮合-脱啮-齿背接触的齿面实际承载接触状态,建立了同时考虑啮合时间与齿面振动位移耦合机理的斜齿轮动态啮合刚度。在细化考虑齿背啮合机理、基于齿背实际啮合刚度的模型基础上,进一步建立斜齿轮啮合型瞬态振动模型,并在此基础上展开不同齿侧间隙以及齿背接触对系统瞬态振动特性影响分析研究。搭建封闭功率流式斜齿轮瞬态扭转振动测试试验台,对基于齿背接触刚度的斜齿轮瞬态振动特性进行了验证。该研究具有较好的理论研究意义,有利于斜齿轮传动系统在航空传动、新能源传动系统上的应用推广,进一步提升高转速齿轮系统的瞬态振动噪声品质。

等高齿对数螺旋锥齿轮工艺路线的拟定

等高齿螺旋锥齿轮传动平稳性高、运转噪音低等方面具有显著优点。主要研究等高齿对数螺旋锥齿轮在数控加工条件下工艺路线的拟定,为实现齿轮的数控加工奠定基础。

成形法螺旋锥齿轮硬齿面高速铣削的可行性研究

由于成形法螺旋锥齿轮的大轮具有直齿廓且齿数多,磨齿加工的效率低,因此,考虑对其采用高速切削加工的方法。经论证表明,选择合适的夹具、机床与刀具可以实现成形法螺旋锥齿轮硬齿面的高速铣削,实现“以铣代磨”,可提高加工效率。