Analysis of the Meshing of Crown Gear Coupling

This paper presents an analysis result of three-dimensional meshing of crown gear coupling （CGC） surfaces of crown gear and internal gear are established. The equation of internal gear surface is given. The equation of conjugate surface of crown gear is solved according to the principle of gearing, and that of non-conjugate crown gear is derived with crown curve of a circular arc. The meshing state of conjugate and non-conjugate surfaces is analyzed through computation of contact lines and points. It is concluded that the meshing of conjugate CGC is line-contact, there are several pairs of teeth engage simultaneously, and non-conjugate CGC has point-contact condition of meshing and only 2 pairs of teeth engage in theory.

齿轮参数对小型鼓形齿联轴器承载能力的影响

在空间有限、高承载和角向补偿量大的工作条件下,两轴间传递扭矩时需要小型鼓形齿联轴器,但是GB/T 26103.1—2010中的鼓形齿联轴器由于旋转直径大于100 mm、角向补偿量小于1°而无法满足工作要求。通过三维软件模拟小型鼓形齿联轴器加工过程并生成三维模型,对互相接触的内外齿面进行网格细化,建立高精度的鼓形齿联轴器内外全齿的有限元模型,研究在不同轴间偏角时转动过程中的齿面接触状态。模数、齿数是鼓形齿联轴器的基本参数,分析在轴间偏角为5°时不同模数、齿数对鼓形齿联轴器齿面接触情况和最大应力数值的影响,对比总结鼓形齿联轴器在转动中的规律,为小型鼓形齿联轴器的设计提供依据。

考虑结构柔性的行星轮系耦合振动特性研究

针对传统集中质量法精度不高和大规模有限元模型计算量大、后处理困难的问题,在轴系单元法基础上提出一种针对行星轮系耦合振动分析建模方法。根据行星轮系结构特点,将行星轮系中各种构件分为简单轴系单元、行星架轴系单元及齿圈轴系单元等轴系模型,建立不同类型的行星轮系耦合动力学模型。研究结果表明,考虑结构柔性后,在低速阶段动态啮合力偏差与集中质量法求解结果基本相同,但随着转速增加,动态啮合力偏差与系统各阶共振频率均略有降低;而同一转速下,动态啮合力偏差随着齿圈厚度增大逐渐增加,但其变化量呈逐渐减小趋势。在所有结构中,轴的柔性化对振动影响最大,而行星架柔性对振动影响最小;各级齿轮副啮频相互耦合共同成为系统激励频率,而高速级啮频为最主要激励频率;振动能量不仅沿功率流方向传递,同样也会逆功率流方向传递。

共轭鼓形齿联轴器多齿接触数值分析与实验

首先应用三维弹性边界元方法对一鼓形齿联轴器的多齿接触问题进行了数值计算分析 ,然后在专用试验台架上作了相关实测研究 .通过理论与实验研究 ,得到并验证了该鼓形齿联轴器在传递额定载荷的条件下 ,一啮合区内其实际接触齿对数的数值 ;

非共轭齿面鼓形齿联轴器运动分析

建立了非共轭齿面鼓形齿联轴器的内外齿面方程，根据非共轭齿面的啮合条件进行了啮合状态的计算分析，得出了若干运动学分析的结论．

共轭鼓形齿联轴器传动力学特性分析

对共轭鼓形齿联轴器传动进行了静力学与动力学特性分析；得到了载荷 计算公式，导出了自振运动微分方程和固有频率，计算分析了接触应力、弯曲应力的分布与变化规律。

鼓形齿联轴器多齿接触数值分析与实验研究

本文首先应用三维弹性边界元方法对一鼓形齿联轴器的多齿接触问题进行了数值计算分析，然后在专用试验台架上作了相关实测研究。通过理论与实验研究，得到并验证了该鼓形齿联轴器在传递额定载荷的条件下，一啮合区内其实际接触齿对数的数值；并为该领域的深入研究和弹性啮合原理的创立提供了一定基础。

鼓形齿联轴器轮齿理论间隙角的定义与极小化

为解决鼓形齿联轴器多齿接触研究课题中的实际接触齿对数的关键技术轮齿理论间隙的问题，首次用间隙角的概念对轮齿理论间隙作了定义和描述；建立了该变量的极小化模型；对一鼓形齿联轴器作了实际优化计算，得出了鼓形齿联轴器多齿接触研究中计算实际接触齿对数所需的不同啮合状态下的最小间隙角．

基于三相交流异步电机定子电流信号分析的机电传动系统齿轮箱裂纹故障非侵入式诊断

齿轮裂纹故障是机电传动系统的高发故障,及时发现裂纹故障对保证机电传动系统正常工作意义重大。提出了一种基于三相交流异步电机定子电流信号的齿轮裂纹故障非侵入式诊断方法。首先,建立电机-齿轮-负载机电耦合模型,利用势能法计算不同裂纹深度和角度下齿轮变啮合刚度;然后,利用Runge-Kutta法对机电耦合模型进行数值求解,分析时变啮合刚度影响下电机电流动态响应。通过对比健康齿轮和裂纹故障齿轮的定子电流频谱,揭示齿轮裂纹故障对应的电流频谱特征,建立基于电机电流信号分析的传动系统齿轮裂纹故障诊断判据。对存在裂纹故障的齿轮进行电机拖动实验,齿轮裂纹故障影响下的电机电流信号与数值求解结果一致。所提出的基于电机电流信号的齿轮裂纹故障非侵入式诊断方法对于降低传动系统维护成本具有较高价值。

非对称渐开线斜齿轮传动的热力耦合分析

通过对非对称渐开线斜齿轮啮合面的分析,得到了啮合面摩擦热流量的分布规律。基于APDL建立了非对称渐开线斜齿轮的有限元温度场分析模型。考虑温度对接触压力的影响,对非对称渐开线斜齿轮进行了热力耦合分析。结果表明:达到热平衡时,非对称齿轮本体温度最大值比对称齿轮低约18%,因而非对称齿轮能有效提高轮齿齿面抗胶合能力;由于本体温度的影响,接触应力增大了约16%,温度引起的热弹变形对齿轮载荷分布和应力产生了较大影响。

船用弧形齿联轴器啮合偏移运动学分析

通过对船用弧形齿联轴器受力、啮合特性及啮合偏移的运动学研究,分析了啮合偏移对齿侧间隙的影响,获得啮合偏移与齿侧间隙的定量关系.该项工作对降低船舶轴系的故障率很有意义.

轧机鼓形齿联轴器齿面啮合及载荷分配研究

分析了轧机用非共轭鼓形齿联轴器的齿面啮合特征,并在此基础上进一步研究齿间周向载荷的分配规律,给出一种分析非共轭鼓形齿联轴器工作倾角对其齿间载荷分配影响的有效方法。按所述方法,对宝钢2050 mm轧机精轧主传动使用的某鼓形齿联轴器进行数值分析,得出的结论为鼓形齿联轴器的设计制造及其在实际轧钢生产中的应用与维护提供了依据。

红旗轿车行星齿轮变速器的运动学分析和啮合效率计算

以红旗牌轿车行星齿轮变速器为例,采用离散分析法,即首先将行星齿轮变速器按2KH型基本差动轮系单元进行分解,然后对这些轮系单元进行运动学分析和力矩分析,列出线性方程组并求解。

共轭齿面鼓形齿联轴器润滑油膜形成角的分析

建立共轭齿面鼓形齿联轴器内外齿轮面几何数学模型，推导出润滑油膜形成角计算公式；计算出不同参数下的润滑油膜形成角数据，分析得出若干结论。

行星齿轮传动系统的啮合冲击特性运动仿真

建立NGW型行星齿轮传动系统的弯扭耦合非线性动力学模型,采用龙格库塔直接数值积分的方法研究综合啮合误差,以及传递功率等系统参数对行星齿轮传动系统啮合冲击特性的影响规律。结果表明,行星齿轮传动系统存在一个较大的误差阀值和一个较小的误差阀值,当误差小于较小的误差阀值时,各齿轮副都不会出现啮合冲击现象;当误差大于较小的误差阀值而小于较大的误差阀值时,某些齿轮副会出现"单边冲击"现象;当误差大于较大的误差阀值时,系统某些齿轮副会出现"双边冲击"现象;相对较小的传递功率更容易导致行星齿轮传动系统"单边冲击"现象的发生。研究结果可为设计振动噪声更低、运行品质更优的减速器提供理论参考。

基于弹性共轭理论的鼓形齿联轴器啮合状态数值分析

本文基于弹性共轭曲面啮合理论，在弹性并轭曲面的基础上，研究了共轭齿面鼓形齿税轴器啮合传动过程，并通过建立轮齿齿对的啮合条件，定量地分析了该传动件的啮合齿对数和重迭系数。

一种鼓形齿联轴器的侧隙设计方法

为了使鼓形齿联轴器在倾角下正常工作,提出了一种快速、精确的侧隙设计方法。首先,采用沿齿宽方向对齿廓形状连续变位的方法形成鼓形齿,建立了鼓形齿齿面模型;模拟插齿刀加工内齿圈,建立了内齿圈轮齿齿面模型。其次,基于空间坐标变换方法,建立了鼓形齿联轴器在倾角下工作时的装配关系,并在此基础上建立了三维有限元分析模型。再次,运用轮齿齿面接触理论,计算出无侧隙下鼓形齿和内齿圈相邻齿间的最小间隙,并给出了最小侧隙的计算公式。最后,以某鼓形齿联轴器参数为算例,对相邻齿面之间最小间隙点轨迹、最小间隙分布与Alfares方法和有限元结果进行了对比,研究结果表明:无侧隙、有倾角时相邻齿面之间均处于干涉状态;最小侧隙设计量随着倾角的增大而增大;最小侧隙设计位置在纯翻转区;文中方法比Alfares方法更精确。

大型船用鼓形齿联轴器位移圆半径设计

针对传统的位移圆半径设计公式无法应用于具有大尺寸、重负载、变倾角等特点的大型船用鼓形齿联轴器的问题,采用有限元分析和响应面设计的方法,建立了最优位移圆半径和结构参数、工况参数之间的关系式。基于啮合原理及坐标变换,建立了鼓形齿联轴器的高精度有限元网格模型以及高精度装配模型。考虑0°和最大倾角两种边界工作条件,结合某船用鼓形齿联轴器轮齿的接触应力、弯曲应力及接触印痕的位置,确定了最优位移圆半径的设计准则。基于拉丁超立方采样方法和响应面方法,拟合出了最优位移圆半径和扭矩、齿数、模数、齿宽及最大倾角之间的关系式。通过有限元方法计算出一组大倾角和一组小倾角算例下的最优位移圆半径,与响应面方法的结果进行了对比。研究结果表明:印痕距离为0.2倍齿宽时的位移圆半径为最优值;大型船用鼓形齿联轴器的最优位移圆半径主要受最大极限倾角影响,其次是结构尺寸、负载扭矩的影响;该响应面模型是有效的,可以用于大型船用鼓形齿联轴器位移圆半径的设计。

鼓形齿联轴器的失效分析及改进措施

对某公司90万吨棒材生产线某集团298万吨板材生产线轧机和减速箱之间鼓形齿联轴器做了失效分析,针对失效原因对鼓形齿联轴器进行了设计和工艺改进,改进后的鼓形齿联轴器现场安装顺利,运行良好,使用寿命长。

基于ANSYS鼓形齿联轴器螺栓联接有限元分析

采用ANSYS对非标准鼓形齿联轴器螺栓联接进行有限元分析.首先,利用UG软件进行联轴器螺栓联接实体建模;然后,用ANSYS软件对其进行有限元分析.考虑螺栓联接的接触特性,通过改变摩擦因数分析螺栓所受的拉伸应力和剪切应力,得到螺栓受拉伸和受剪切的危险截面均在螺母与内齿套法兰结合面靠近内齿套外圆部位;摩擦因数增大时螺栓所受拉伸应力明显减小,而剪切应力变化不大;选择高强度联接螺栓和螺母、通过合理的加工工艺适当增加法兰面的摩擦因数,可保证螺栓联接强度.