齿距误差对弧齿锥齿轮齿间载荷分配和强度的影响

采用齿轮啮合仿真和承载啮合仿真技术 ,研究了重合度达到 2 .0的弧齿锥齿轮的齿距误差对啮合性能的影响。针对航空弧齿锥齿轮允许的齿距误差 ,研究了误差量值对齿轮实际重合度、传动误差、齿间载荷分配和弯曲强度的影响。结果表明 ,相对齿距误差将降低齿轮的实际重合度 ,使单齿承受的载荷量增加 ,边缘接触加剧 ,弯曲强度降低。不过 ,在容许范围内的齿距误差将不会严重影响重合度达到 2 .

平面二次包络环面蜗杆副应力及影响因素分析

基于弹塑性接触有限元理论,建立了多组适于蜗杆副静动态接触应力分析的模型,研究了载荷、齿形参数对齿间载荷分配系数和齿面应力分布的影响,计算了各级扭矩下不同包容齿数时的最大齿间载荷分配系数。研究结果表明:随着载荷的增大,齿间载荷分配趋于均匀;接触应力沿接触线从蜗轮齿根到齿顶呈"L"或"U"形分布;齿形参数对应力分布的影响不容忽略,以应力平均分布为目的的参数优化可通过对比有限元分析结果完成。得到了0.05～1.50倍额定扭矩下,包容齿数为3、5、7时的最大齿间载荷分配系数。

热弹耦合条件下的齿廓修形设计

为研究热变形对齿轮传动特性的影响,本文推导出了渐开线齿廓上任一点沿啮合线方向的热变形量计算公式,并在此基础上研究了热变形对齿间载荷分配系数、传动误差及齿廓修形的影响。提出了热弹耦合条件下齿廓分段修形和连续修形两种方式,并得到两种方式下修形量的表达式;分析了按两种不同方式进行修形后的载荷分配系数和传动误差。研究结果表明:分段修形可以很好地保持啮合过程载荷分配系数的连续性,消除载荷突变,减小传动误差的波动,使绝对误差趋于恒定;连续修形载荷分配系数连续,载荷突变消失,单齿啮合区稍有增大,误差波动较分段修形增大。本研究可以有效降低齿轮传动过程中的振动噪声,具有一定的应用价值。

两级行星齿轮断齿故障的均载特性研究

为研究煤矿机械中两级行星齿轮传动系统的均载性能,运用ADAMS软件建立了系统的动力学模型。进行仿真后,比较了整个行星齿轮传动系统在健康状态下和太阳轮断齿故障时系统的啮合力曲线和均载系数曲线。结果表明,随着太阳轮断齿程度的增加,系统的均载系数变大,均载性能变差,且第1级行星轮系的太阳轮断齿故障对第2级的均载性能无明显的影响。仿真结果可以为系统的故障诊断和检测提供依据。

用接触问题有限元法确定齿间载荷分布系数

齿间载荷分布系数的确定一直是齿轮强度计算中一个复杂的问题,实际工程计算采用经验数据常常不尽人意,本文在利用接触强度有限元的基础上,采用双齿模型,主动轮绕其轴心转动,固定被动齿轮,将主动轴上的扭矩处理成圆弧边界上的分布载荷,将制造安装误差考虑成初始间隙而得到符合轮齿啮合齿间载荷分布的有限元模型,通过计算并与传统公式比较得到符合实际的齿间载荷分配系数,从而解决了设计中的实际问题,为齿间载荷分配系数的确定开拓了新的思路。

多工况下兆瓦级海上风电齿轮箱均载性能优化设计

针对兆瓦级海上风电齿轮箱行星级均载性能易受到时变非扭载荷影响的问题,该文提出了多风速工况下风电齿轮箱行星级均载性能优化方法。通过建立某型5 MW海上风电齿轮箱系统动力学模型,分析不同风速工况对其行星级内部激励和均载特性的影响规律,进而采用支持向量回归方法,重构风速工况齿轮修形参数均载系数之间的映射关系,建立考虑不同风速工况影响的齿轮箱行星级均载系数优化模型,实现多风速工况下行星级齿轮修形参数优化设计。研究结果表明:由风速工况变化造成的时变非扭载荷会使行星级的齿面和轴承出现偏载现象,并且在低风速工况时非扭载荷会显著降低行星级均载性能;优化后的风电齿轮箱在不同风速工况下其行星级内部激励均明显降低,齿面和轴承载荷分布更加均匀,均载性能得到明显提升。

高重合度直齿渐开线圆柱齿轮传动承载能力与优化设计研究

本文系统地研究了高重合度齿轮齿副的变形与刚度、同时啮合齿对之间的载荷分配、胶合承载能力、弯曲强度、接触强度、参数优化设计.

高重合度直齿轮刚度及最大载荷分担率的影响分析

针对高重合度外啮合齿轮,在考虑轮齿弹性变形的前提下,研究了外啮合高重合度外啮合渐开线直齿圆柱齿轮副的轮齿变形、刚度及最大载荷分担率在轮齿参数变化时的变化规律。研究表明:在给定参数变化范围内,单对齿刚度最大值随齿顶高系数的增大减少9.5%,随压力角的增大增加44.1%,随齿数的增多增加8.1%,随变位系数的增大增加29.2%;在给定高重合度参数变化区间内,多齿啮合刚度的最大值随齿顶高系数的增大减少6.8%,随压力角的增大增加22.7%,随齿数的增多增加12.1%,随变位系数的增大增加8.5%;在给定高重合度参数变化区间内,最大载荷分担率随齿顶高系数的增大从60.45%近似线性减小到57.88%,最大载荷分担率随压力角的增大从53.27%近似线性减小到61.41%,最大载荷分担率随齿数的增多从59.56%近似反比例曲线降低到56.00%,最大载荷分担率随变位系数的增大从52.41%近似线性增大到61.19%。

高重合度外啮合齿轮齿根弯曲应力计算方法

针对高重合度外啮合直齿圆柱齿轮副,对其齿根弯曲应力计算方法进行了研究.计算了高重合度齿轮的轮齿变形和刚度,对单个轮齿承受的载荷进行了研究,给出了高重合度齿轮齿间载荷分配率的定义和计算方法.以高重合度齿轮的双齿啮合界点作为计算载荷的加载点,给出了高重合度齿轮齿根过渡曲线30°切线位置危险截面的双齿啮合区界点的齿形系数和应力集中系数计算方法,获得了齿根危险截面弯曲应力的计算公式;采用CL-100齿轮试验机,设计了不同重合度的外啮合齿轮副,测量了其齿根的弯曲应力数值,试验结果表明:在高载荷下主动轮的齿根弯曲应力理论计算误差小于7.85%,从动轮的计算误差小于9.8%;低载荷下主动轮的齿根弯曲应力理论计算误差小于24.1%,从动轮的计算误差小于19%.

不同重合度非圆齿轮设计及弯曲应力分析

非圆齿轮传动具有广泛的应用场景。针对非圆齿轮传动,采用齿轮啮合原理和材料力学等原理及方法,提出了大重合度非圆齿轮设计方法。探讨了非圆齿轮传动原理和节曲线构建方法,计算了其节曲线曲率半径和重合度方程。建立了不同重合度非圆齿轮轮齿时变啮合刚度与载荷分配率计算模型,推导了不同重合度非圆齿轮齿根弯曲应力方程。探讨了不同结构参数下非圆齿轮副重合度、时变啮合刚度、时变载荷分配率及齿根弯曲应力变化规律,确定了轮齿所受最大载荷位置。开展了不同重合度非圆齿轮齿根弯曲应力仿真分析和实验测量,与理论计算结果进行了对比分析,最大误差分别约为4.8%和5.9%,验证了理论方法的合理性与正确性,为大重合度非圆齿轮传动的工程应用奠定了基础。