考虑齿圈柔性的内啮合齿轮时变啮合刚度计算分析

当前大多数内齿轮啮合刚度都是基于忽略齿圈基体变形的假设计算的,文中应用Weber能量法基于精确的齿廓曲线方程建立内齿轮悬臂梁等效模型,同时基于铁木辛柯(Timoshenko)曲梁理论计算齿圈基体的变形量,并将齿圈变形耦合到齿轮啮合刚度计算中。通过MATLAB GUI编程进行内啮合齿轮时变啮合刚度数值计算,分析了齿圈柔性对啮合变形的影响,研究了齿圈厚度、支撑数量及啮合力位置对啮合刚度的影响。结果表明:齿圈厚度和支撑数量的增加均有利于齿轮副啮合刚度的增大;啮合齿中线位于固定支撑点时,齿圈啮合刚度最大,在靠近支撑中间位置时,啮合刚度最小,齿圈啮合刚度对应于螺栓支撑呈周期性波动。

双点接触内啮合齿轮传动副接触特性分析

针对双点接触内啮合齿轮传动副齿面接触问题,提出双点接触内啮合齿轮传动副齿面成型方法;基于Hertz接触理论,建立共轭齿面瞬时接触椭圆数学模型,推导了齿面接触迹线求解方程;利用数值分析方法计算双点接触内啮合齿轮传动副齿面接触椭圆面积,探究了齿轮副基本参数以及齿廓参数对接触椭圆的影响规律;利用有限元分析方法,对比了单点接触齿轮与双点接触齿轮的接触椭圆面积和齿面接触应力。研究结果表明,合理选取齿廓接触夹角、名义压力角、法向模数和螺旋角参数,能够实现对齿面接触区域位置和大小的有效控制;在基本参数相同的情况下,双点接触比单点接触接触区域面积大,接触应力小。相关研究对于提高新型内啮合齿轮传动副的接触特性和力学性能具有重要的理论意义和参考价值。

渗碳淬火硬齿面内齿圈刮齿齿形精度提升研究

某型号鼓形齿接轴内齿圈,具有窄空刀槽、齿面硬度高的特点。通过优化插齿刀具、刮削参数、刀具刃磨方式等工艺手段,完成了鼓形齿接轴硬齿面内齿圈的制造,其齿面精度满足设计预期,提升了鼓形齿接轴整体质量的稳定性及使用寿命。

齿圈磨削齿面表面质量的研究

风电行业的发展对风电齿轮箱提出了更高的要求,为了提高风电齿圈啮合的可靠性,对齿圈磨齿工艺参数进行了分析,确定了影响因素,并对不同砂轮线速度、砂轮冲程速度以及砂轮粒度磨削工艺下的齿面粗糙度和齿面硬度进行了测量,根据测量结果分析得到了各因素对齿面质量的影响规律。

变速传动轴承内齿圈齿廓方程的分析

根据变速传动轴承中推杆传动装置的相对运动原理及法向等距线的性质 ,提出了一种通过内外滚子工作角关系求内齿圈齿廓的方法及其适用的计算公式。这种方法比传统的包络法简便 ,概念清楚 ,对变速传动轴承内齿圈的廓形加工 ,具有重要的指导意义。

内齿轮刮齿刀修形设计及优化

为了降低内齿轮刮齿的原理性误差,提出了一种刮齿刀修形设计新方法。从具有齿廓修形的齿条刀出发,结合变位渐开线斜齿轮的展成原理,推导了连续变位刮齿刀的齿面方程;联立刮齿刀齿面和前刀面方程,求解刮齿刀切削刃的数学表达式,根据双自由度包络理论和齐次坐标变换,建立内齿轮的刮齿模型,获得内齿轮齿面方程。算例表明,刮齿刀的变位方式、前角和螺旋角是造成原理性误差的主要影响因素;相比于公式法,基于修形齿条刀法的切削刃更接近于反向包络法的切削刃;建立以齿面偏差平方和最小为目标函数,通过优化齿条刀的齿廓修形系数,能够将齿面偏差最大值从18μm降低到3μm,有效地减小原理性误差。此研究可为刮齿刀设计提供一种更简单、精度更高的新方法。

磨削硬齿面大内齿圈的椭球形蜗杆砂轮研究

为解决球形蜗杆砂轮磨削大模数内齿圈时使用上的局限性,基于椭球形蜗杆螺旋面理论,提出了椭球形蜗杆砂轮。通过对椭球面螺旋线形成过程的分析,推导出椭球形砂轮螺旋升角和其他参数的计算式。阐述了椭球形砂轮理论上存在法向周节误差和法向齿形误差,给出了通过调整数控机床运动参数来实现法向等值齿距的有效方法。分析了椭球形砂轮法剖面圆度误差产生的机理,探讨了控制法剖面圆度误差的方法。

球齿轮传动齿廓接触特性分析

对球齿轮齿廓进行了接触特性研究。在建立了球齿轮齿廓曲面方程和啮合模型基础上,利用计算机仿真的方法对其进行了齿面接触分析研究。针对球齿轮啮合传动时接触形式表现为轮齿凸面与马鞍面之间的点接触,对啮合齿面的接触椭圆进行了分析计算,确定了接触椭圆的方向和尺寸,得到了球齿轮机构在任一偏摆平面内啮合传动时接触椭圆的变化规律:在轮齿根部和顶部啮合时,接触椭圆较小,因而接触应力较大;而在轮齿中部啮合时,接触椭圆较大,所以接触应力较小。上述结论对进一步研究球齿轮的传动理论与实际应用具有重要的指导意义。

中硬齿面齿轮滚齿工艺研究

针对普通高速钢滚刀在普通滚齿机上难以滚切中硬斜齿圆柱齿轮的问题,选用普通高速钢滚刀和涂层滚刀分别在YN31125滚齿机上滚切调质HB290～HB330、齿面高频淬火HRC48～HRC53的42CrMo齿轮轴。研究结果表明:针对不同材质的齿轮轴应选用不同的滚刀和加工参数,特别是选用涂层滚刀后,为发挥涂层滚刀硬度高、耐磨性好的优势,对滚齿工艺进行研究、分析,改进和优化了滚齿工艺,使滚刀耐用度提高3～5倍,切削速度提高50%。研究中同时得到了滚刀材料涂层与滚齿加工硬度间的关系。

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。

直齿圆柱齿轮冷整形研究

用实验方法研究了坯料硬度、整形量和凹模预盈量等参数对整形后直齿圆柱齿轮齿形尺寸的影响。结果表明,随材料硬度或整形量的提高,整形后齿轮的跨三齿公法线长度变长;随凹模预盈量的增大,整形后齿轮的跨三齿公法线长度和齿根圆直径减小;与整形量相比,材料硬度或凹模预盈量对整形后齿轮齿形尺寸的影响更大,可以通过调整凹模预盈量,在一定范围内调整整形后齿轮的齿形尺寸。

消除磨齿裂纹的工艺措施

介绍了磨齿裂纹的产生机理,给出了防止磨齿裂纹产生的工艺措施,收到了良好的效果。

实现圆锥直齿轮“根切”专用模板的设计

运用展成法精加工硬齿面圆锥直齿轮时,如果刨齿刀的顶刃参加切削,将增加切削负荷,降低齿面精度和减少可转位刨齿刀的转位次数。为避免在精加工后齿形根部留有凸台,在热处理前的粗加工时,就应该解决“根切”问题。通过设计专用模板在Y23160刨齿机上加工圆锥直齿轮,解决了这一问题。

螺旋锥齿轮传动强度的计算

为了使高强度齿轮的齿面在传动过程中具有更高的可靠性,论述了弧齿锥齿轮传动预强度的计算方法,这种方法是基于两个椭圆双曲体接触问题赫兹解提出的,并且在设计中充分考虑了齿轮接触面当量曲率大小和齿面廓形局部接触及纵向局部接触等多个系数。通过计算表明,无论是在较好的磨合性表面或较差的磨合性表面条件下,计算的结果都能很好地贴近实际。该计算方法避免了传统计算方法中仅考虑齿面廓形接触的局限性,能广泛应用于航空工业中,即应用于高硬度表面齿轮传动中。

内斜微线段齿轮数字化制造理论研究

微线段齿轮是一种新型齿轮,具有承载高、效率高、寿命长等特点。为弥补对内斜微线段齿轮研究理论和加工方法的不足,文章借鉴范成法加工齿轮的思想,利用微线段齿条法面齿廓方程,通过坐标变换方法推导了内斜微线段齿轮的通用齿面方程,并证明了齿面的光滑连续性;针对上述齿面方程,通过编写计算机程序实现了基本齿廓的绘制,并导入三维绘图软件中完成三维模型的创建;利用线切割方法加工出齿轮样件,并与三维模型进行对比,结果表明线性插补法获得内斜微线段齿廓的方法可行。该研究为内斜微线段齿轮应用于高精度传动系统等相关产品的设计和制造提供了一定的理论参考和应用基础。

涂层刀具应用与齿轮滚插加工硬度关系研究

针对普通高速钢刀具难以加工大模数中硬圆柱齿轮的问题,而刀具涂层具有提高刀具材料表面硬度和耐磨性却不降低其韧性的特点,选用TiN和TiNAl涂层试涂基体材料为普通高速钢、钴高速钢及粉末冶金高速钢的齿轮滚刀或插齿刀,并用此涂层刀具加工工厂常用的、经调质或免渗碳淬火后硬度为300～400HB的大模数中硬齿面齿轮。经加工试验,得出了刀具材料涂层与滚、插加工硬度关系,以累积经验,合理选用涂层刀具,从而方便、正确地加工中硬齿面齿轮,并解决生产中出现的非涂层刀具无法切削或切削加工质量精度达不到设计要求的难题。

硬齿面齿轮“渗碳—温挤”成形工艺的探讨

"渗碳—温挤"成形技术是近年来有代表性的一种齿轮加工方法,用于硬齿面齿轮的加工,不仅具有材料利用率高、生产率高的优点,还克服了齿轮传统成形工艺中存在的弊端,得到满足齿轮工作特性要求的渗层,大大提高了齿轮的使用性能。

硬齿面滚齿与磨齿表面质量对比试验的理论研究

在目前技术条件下,通过实验得出了硬齿面滚齿加工工艺优于传统磨齿加工工艺的结论,从而可获得很好的经济效益。

数控内齿珩轮强力珩齿加工齿面挖根机理研究

为揭示数控内齿珩轮强力珩齿加工后齿面产生挖根现象,基于单颗磨粒切削力模型,建立单颗磨粒切削渐开线齿面力学模型,分析得出齿面珩削压力分布规律,利用三维有限元方法进一步验证其齿根应力最大,指出珩削压力是齿面挖根原因之一。根据内啮合齿面接触方程,分析渐开线齿面的端面齿廓相对速度的变化情况,分析出内齿珩轮强力珩齿加工时,被珩工件齿轮的端面齿廓相对速度变化是齿根处最大,进而造成齿根多珩,洞悉了齿面相对速度也是影响齿面挖根主要因素之一。最后,通过两种方式的强力珩齿实验证明,采用定中心距变压珩齿容易产生齿面挖根现象。

基于ANSYS的二级三环减速器内齿环板的强度分析

介绍了二级三环减速器的结构组成。用ANSYS软件对内齿环板进行有限元应力、应变分析,得到应力云图和变形图。结果表明,在危险工况下,厚度为30mm的内齿环板变形很小,刚度足够,最大应力值符合要求但是强度较富裕。将内齿环板的厚度减小5mm,刚度无变化,最大应力值接近许用值,强度仍满足要求,表明结构优化设计的结果最佳。详细阐述的ANSYS求解步骤可作为类似构件有限元分析的参考。